2.1. Обзор малых водоемов Нижнего Новгорода и области
На территории Нижегородской области имеется около 9000 рек и ручьев общей протяженностью 32 426 км.
Все реки Нижегородской области относятся к равнинному типу и принадлежат бассейну Волги - самой древней и самой крупной реки как европейской части России, так и Европы в целом. Самые крупные из притоков Волги на территории Нижегородской области: Ока, Ветлуга, Керженец, Алатырь, Сережа, Теша, Пьяна.
Из общего числа лишь 16 рек - более 100 км. 541 имеет длину от 10 до 50 км, 27 рек длину - от 51 до 100 км. Такие реки принято относить к малым рекам. Малые реки Нижегородской области условно можно разделить на реки Низменного Заволжья (Левобережье): Ветлуга, Керженец, Узола и Правобережья – Ока, Сура, Пьяна, Тёша, Алатырь, Мокша.
На территории г. Нижнего Новгорода расположены 33 озера и 12 рек [1]. Как правило, водоемы городских территорий по морфометрическим показателям относятся к категории малых и очень малых.
2.2. Описание объекта исследования
Левинка – малая река Нижнего Новгорода, которая берет свое начало после п. Березовский и протекает пределах Канавинского, Московского и Сормовского районов.
Левинка подпитывается как подземными водами, так и промышленными сбросами и имеет главный приток - реку Парашу. Длина реки составляет около 6 километров. Протекает по равнинной местности, имеет спокойное течение. Пойма реки - широкая, двухсторонняя, во многих местах заболочена, покрыта кустарником. Освобождается ото льда в первых числах третьей декады марта (редко - в начале апреля). Ширина реки до 25 метров в прудообразных образованиях, до 15 метров в середине реки, 2-3 метра в нижнем течении.
Река имеет несколько прудообразных образований на своем течении, совмещающихся между собой - параллельно ул. Люкина, Красных Зорь, Большевистской.
Направление течения реки: от устья до ул. Большевистской - на север, далее - на северо-восток.
Вода в реке местами не замерзает зимой. Скорее всего, это связано со стоком промышленных и бытовых вод. Питание реки в основном снеговое и грунтовое (40 % и 35 %), также ливневое (10 %) и верховодное (15 %). Река протекает на северо-запад и север по Балахнинской низменности, сложенной суглинками, песками, местами заболоченной. Глубина от 2 метров до 30 см (там, где заилено). Очищение воды происходит крайне медленно.
Дно русла реки в верховье - песчаное, переходит в илисто-торфяное, песчано-илистое. Дно чрезвычайно загрязнено бытовыми отходами, строительным мусором. На всем протяжении реки, по берегам стоят гаражи. Кроме того, "соседями" реки являются больница №39, авиазавод, завод "Дорожник", ТЭУ, завод "Красное Сормово", множество авторемонтных организаций, ТЭУ, частные дома. Кроме автомобильных трасс, реку пересекают железная дорога (на Балахну), многочисленные трубопроводы.
Загрязнения, попадающие в реку, можно разделить на минеральные, органические, бактериальные и биологические.
Слив бытовых сточных вод характерен для Левинки и включает в себя воды от кухонь, туалетов, бань, хозяйственные воды. В них органическое вещество составляет приблизительно 60%, минеральные вещества - приблизительно 40%.
На авиационном заводе образуются специфические сточные воды, а в результате выхлопов от автотранспорта вокруг автомобильных трасс вода р. Левинки постоянно загрязняется компонентами выхлопных газов.
Одним из самых распространенных химических загрязнителей р. Левинки можно назвать синтетические поверхностно - активные вещества (ПАВ). И это объяснимо - вдоль реки тянутся сотни гаражей.
ПАВ входит в состав синтетических моющих средств (CMC), которые используются в быту. Особенно это бросается в глаза у частных домов вдоль реки по ул. Красных Зорь и далее.
В р. Левинку поступают и пестициды с огородов, нередко подходящих к реке на 1-2 метра и затапливаемых по весне. Пестициды поступают также в воду с дождевыми и талыми водами. Огороды особенно близко подходят к реке на левой стороне Левинки на ул. Карпинского и ул. Рябцева (правая сторона реки по течению).
Источником загрязнения являются также поверхностный сток. Периодические загрязнения поступают в результате выпадения кислотных дождей.
Левинка загрязняется и по мере поступления в неё загрязненных подземных вод. Это вызвано тем, что источниками загрязнения подземных вод являются отходы производства, участки инфильтрации загрязненных атмосферных осадков, промышленные площадки предприятий, места аккумуляции бытовых отходов - все это находится довольно близко от р. Левинка (от 100 метров до 2 километров) [2, 3, 4, 7].
Левинка испытывает сильную рекреационную нагрузку - на ее берегах видны отдыхающие, рыболовы, машины из гаражей, к ней вплотную подходят жилые дома.
Происходит ухудшение кислородного режима реки. Одна из причин этого - поступление фосфоросодержащих удобрений с огородов, синтетических моющих средств и органических загрязнителей. В реку постоянно сбрасывается зола, шлак, бумага, пластмасса, пищевые отходы, стекло, металл.
В реке Левинка произрастают роголистник, элодея (преобладающий вид). В прибрежной зоне растёт Тростник обыкновенный, камыш, рогоз. Пойма реки поросла осокой, хвощом, кустарниками.
В Левинке обнаружены полисапробные организмы - обитающие в сильно загрязненных водоемах и служащие индикаторами загрязненных сточных вод - трубочник обыкновенный, щетинковый червь (вдоль частных домов по ул. Карпинского).
Река регулярно переживает цветение вод - массового развития фитопланктона (развитие интенсивное 10-99,9 мг/л).
В целом, вода в реке Левинке пригодна для жизни организмов, однако высокая цветность ухудшает органолептические свойства. Она обусловлена присутствием гумусовых веществ и комплексных соединений трехвалентного железа.
Левинка обладает способностью к самоочищению. Загрязнения, попадающие в реку, разбавляются, частично оседают на дно, частично минерализируются, распадаются до мельчайших соединений. Но все это происходит в результате жизнедеятельности природных обитателей водоема: микробов, простейших водорослей, которые используют загрязнения в качестве питательного субстрата, окисляют их и таким образом очищают водоем.
Но способности р. Левинки не безграничны к самоочищению и в последнее время она медленно, но верно превращается в сточную канаву.
В реках с ненарушенным биоценозом и с нормальной скоростью течения, не замедляемой чем-либо, под влияние процессов перемешивания окисления, осаждения, поглощения и разложения редуцентами, дезинфекции солнечными лучами, загрязненная вода полностью восстанавливает свои свойства на протяжении 30 километров от источников загрязнения. Отсюда видно, что река Левинка длиной 6 километров не успевает самоочищаться [6].
2.3. Методы биотестирования.
Биотестирование – это процедура установления токсичности объекта (воды природных водоемов, химических соединений, кормов и т. п.) с помощью тест-объектов. Среди тест-параметров, по которым определяют собственно токсичность, наиболее часто используют поведенческие реакции, выживаемость, плодовитость, изменение ферментативной и метаболической активности организмов, а также их морфологических характеристик.
Тесты бывают двух групп: острые (характеризуются короткой длительностью, оценивают мгновенное действие фактора на тест-объект) и хронические (выявляют долговременный эффект токсиканта).
Тест-объекты. В их качестве могут быть использованы либо целостные организмы, либо изолированные органы, ткани (в биомедицинских исследованиях), эмбрионы (например, моллюсков), или клетки (например, половые клетки млекопитающих) [10].
2.3.1. Биотестирование при помощи ракообразных.
Многие виды мелких ракообразных являются чувствительными к составу воды. При проведении биотестирования при их помощи оценивают смертность организмов с промежутком в 7 дней.
Артемии относятся к классу Crustacea, подклассу Entomostraca, отряду Phyllopoda. В благоприятных условиях вылупление науплиев артемий из яиц (стадия «парашютика», 0) происходит через 1 – 2 суток. В первые дни жизни науплии находятся на эндогенном питании (I). В возрасте 3 - 4 суток переходят на активное питание (II) и совершают первую линьку (метанауплии (II)). Спустя некоторое время науплии становятся ювенилями (III). В зависимости от температурных условий артемии достигают половозрелое состояние (IV) через 18-29 дней после выклева из яиц. Артемии являются фильтраторами, пищей им служат мелкие планктонные организмы (одноклеточные водоросли, бактерии) и частицы детрита. Артемии обитают в соленых озерах, содержащих хлориды, карбонаты и сульфаты в различной концентрации вплоть до насыщенного состояния.
Применение артемий в качестве тест-организмов распространено для анализа донных отложений и морских вод. Они чувствительны к присутствию тяжелых металлов в воде. Артемии – распространенные в аквакультуре организмы, крайне доступные для некоммерческого производства [10, 11, 13, 14].
2.3.2. Биотестирование при помощи лука Allium cepa.
Лук Allium cepa – объект для одного из классических методов биотестирования – Allium-теста. Применение данного метода распространено как для оценки цитотоксичности синтетических веществ, так и для анализа качества вод. В данном методе учитываются параметры роста корней, деления клеток корней и т.д. Считается, что тестирование луком может, например, показывать присутствие тяжелых металлов и радионуклидов в пробе.
Для проведения биотестирования луковицы погружают корнями в воду и оставляют для проращивания. На 4 день подсчитывают митотический индекс, а затем учитывают параметры роста корней [12].
3. Материалы и методы исследования
Для проведения исследования в ноябре 2022 года было отобрано 4 пробы воды из реки Левинка (рисунок 1).
