Название: Гідробіологія: конспект лекцій. Частина ІІ - Курілов О.В.

Жанр: Біологія

Рейтинг:

Просмотров: 2009

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 |


17.7 Екосистеми водоймохолоджувачів енергетичних об'єктів

 

Водоймиохолоджувачі теплових і атомних електростанцій розрізняються за характером водообміну. Серед них найпоширеніші три системи: прямоточні, непротічні з оборотним водопостачанням і змішані. У системі оборотного  водопостачання  створюються наливні  водойми, з яких вода багаторазово відбирається на охолодження агрегатів. Свіжа вода подається тільки в обсягах, необхідних для відшкодування безповоротних її витрат у технологічному процесі й при випаровуванні. Для охолодження води застосовуються градирні. У прямоточних системах водопостачання

вода забирається з великих водосховищ або озер. Після проходження через водоохолоджуючі пристрої вона скидається в ті ж водойми. Забирають холодну воду й скидають нагріту в різних місцях, щоб запобігти її змішуванню. Змішані системи поєднують оборотну систему використання води із забором її з водосховища або ставка. В результаті використання води на охолодження агрегатів теплових і атомних електростанцій її температура підвищується на 8–10°С, що впливає на фізикохімічні й біологічні процеси у водоймахохолоджувачах і, відповідно, на хімічний склад води. Зростає питома вага карбонатних сполук кальцію й магнію, що утворюють накип на стінках систем проходження. Водоймиохолоджувачі різних  фізикогеографічних  зон  України  розрізняються  по  сольовому складу води, вмісту біогенних елементів і органічних сполук. Хімічний склад води цих водойм визначається характером природних вод у місцях водозабору,  а  також  хімічним  складом  відпрацьованої  води електростанцій, її температурою й біологічними процесами.

Видовий склад і чисельність гідробіонтів у водоймахохолоджувачах енергетичних  об'єктів  України  залежать  від  багатьох  факторів,  у  тому числі й від екологічного стану джерел забору води. При проходженні через

теплообмінні системи частина організмів гине, а ті, які попадають у водоймиохолоджувачі,   пристосовуються   до   нових   умов   середовища

(загальне підвищення температури, швидкісні потоки води, зростання турбулентності й зміна якості води).

Нагрівання води на 4–10°С у порівнянні з її температурою в місці забору       призводить       до       підвищення       кількісних       показників

бактеріопланктону  й  зміни  співвідношення  гетеротрофних, амоніфікуючих, нітрифікуючих і денітрифікуючих бактерій. Зростає чисельність бактерій у місцях скидання води внаслідок загальної їхньої температурної реакції, а також збільшується  органічна маса за рахунок

відмирання планктону після його проходження через теплообмінники. У водоймахохолоджувачах  енергетичних  об'єктів  у  місцях  скидання нагрітих вод загальна чисельність бактеріопланктону зростає в 1,5–2 рази.

У зонах змішування нагрітих і холодних вод, де температура води зменшується, показники розвитку бактеріопланктону нижче. Різні групи бактерій порізному реагують на підвищення температури води. Так, у водоймахохолоджувачах у зоні її збільшення на 10°С чисельність гетеротрофних бактерій зростає майже в 5 разів, бактерій із протеолітичними властивостями – в 3,5, а амоніфікуючих, нітрифікуючих,

денітрифікуючих і колиіндексу – в 10 разів у порівнянні з аналогічними показниками на ненагрітих ділянках. Підвищення температури води до 35–

40°С може призводити до розвитку умовно патогенної й патогенної мікрофлори внаслідок інтенсивної деструкції ОР і загибелі водних тварин при перегріві. При цьому погіршується санітарногідробіологічний стан водойм.

Флористичний  спектр  фітопланктону  водоймохолоджувачів теплових і атомних електростанцій визначається складом фітопланктону, що надходить із джерел забору води на охолодження. Фітопланктон водоймохолоджувачів, розташованих на території України, представлений найпоширенішими прісноводними евритермними видами синьозелених, дінофітових, золотистих, криптофітових, діатомових, жовтозелених евгленових і зелених водоростей. При різкому підвищенні температури води, деякі (від 9,8 до 29,0%) найбільш холодолюбні річкові водорості гинуть або значно вповільнюється їхній розвиток. Найчастіше це спостерігається у водоймахохолоджувачах з оборотною системою водопостачання. При помірному підігріві води у водоймахохолоджувачах відсутні стенотермні теплолюбні форми, при субтропічному температурному режимі в них можуть з'являтися водорості зі складу субтропічного й навіть тропічного фітопланктону. Так, у деяких водоймах охолоджувачах, розташованих на території Донбасу, інтенсивно розвиваються представники таких не типових для водойм України форм синьозелених як анабена і анабенопсіс. При середньорічному підвищенні температури води у водоймахохолоджувачах, розташованих на території України, на 3,5–4,0°С видове різноманіття фітопланктону зростало на 36%, а при збільшенні її на 9,5°С і високому вмісті біогенів і ОР – майже вдвічі. Загальна реакція фітопланктону на підігрів води проявляється в зростанні кількості видів всіх його таксономічних груп. При цьому в зимово весняний період поряд з діатомовими продовжують розвиватися зелені і синьозелені водорості. Значення водоростей для тепловодних екосистем необхідно   розглядати  в  трьох   аспектах:   як  фактор   якості  води,  як біологічна перешкода у водопостачанні і як їжа для деяких груп зоопланктону й важливий компонент природної кормової бази молоді й дорослих риб. Основна маса первинної продукції утворюється фітопланктоном у поверхневому шарі води товщиною до 1 м. Як свідчать спостереження, проведені на різних водоймахохолоджувачах, на цій глибині формується від 38 до 68% первинної продукції, на глибині до 2 м – не більше 15–18%. На відміну від більш холодних природних водойм, водоймиохолоджувачі характеризуються значно більш високим рівнем первинної продукції фітопланктону в осінньозимові й ранній весняний періоди. Поряд із цим процеси деструкції ОР в них протікають більш інтенсивно.

Фітобентос у водоймахохолоджувачах представлений мікро і макроскопічними   водоростями,   які   можуть   формувати   різноманітні

угруповання   в   прибережних   ділянках.   У   зонах   постійного   обігріву

придонних  шарів  води  й  ґрунту  до  температури  не  вище  25°С відзначається збільшення в 2–3 рази видового різноманіття і в 4–5 разів – чисельності мікрофітобентосу в порівнянні з аналогічними показниками на ненагрітих ділянках. У тих випадках, коли температура придонних шарів

води постійно перевищує 25°С, видовий склад фітобентосу збіднюється, зменшується його чисельність і біомаса. Різні групи фітобентосу неоднаково реагують на збільшення температури. Узимку й навесні, коли температура води незначно підвищена, у водоймахохолоджувачах домінують діатомові, а максимум розвитку хлорококових водоростей доводиться на весняний період. При підвищенні температури води у веснянолітній і осінній періоди відбувається масовий розвиток синьо зелених водоростей.

Наявність у водоймахохолоджувачах значних площ бетонованих, металевих і кам'янистих твердих субстратів створює сприятливі умови для

розвитку  організмів  перифітону,  що  оселяються  на  занурених  у  воду

твердих предметах. Для різних водоймохолоджувачів описано від 114 до

426 видів фітоперифітону. З них найпоширеніші діатомові водорості, у меншому ступені представлені синьозелені, зелені, дінофітові, золотисті та ін. Кількість видів і їхня біомаса зростають від весни до літа, а з наближенням осені вони поступово зменшується. У макрофітоперифітоні водоймохолоджувачів розвиваються переважно нитчасті зелені водорості. Найбільш поширені види роду кладофора, біомаса яких на твердих субстратах може досягати 5,5 кг∙м2. Ці види дуже чутливі до підвищення температури води: при 29°С їхній розвиток значно вповільнюється, а при

31°С вони повністю зникають. З безхребетних у перифітоні водойм охолоджувачів на території України зустрічаються губки, моховинки, малощетинкові хробаки, ракоподібні, черевоногі молюски. Реакція різних видів і груп тварин перифітону на нагрівання води неоднакова. Губки і моховинки мають підвищену чутливість до температури, і, як правило, у зонах впливу підігрітих вод не зустрічаються. Підвищення температури води до 30°С позитивно впливає на ріст і розвиток олігохет, личинок хірономід і струмковиків. Так, личинки в підігрітій воді дозрівають на місяць раніше, ніж у природних, більш холодних умовах.

Підвищення температури води й збільшення концентрації ОР і біогенів  сприяють  заростанню  мілководних  водоймохолоджувачів вищими водяними рослинами. Подовження періоду вегетації рослин призводить до порушення її фаз і активізації процесів фотосинтезу. Більшість видів у зоні нагрівання води починає квітувати раніше, ніж у більш холодних частинах водойм. Раніше наступає й період відмирання макрофітів, протягом якого їхня біомаса істотно впливає на процеси самозабруднення водойм.

Рівень кількісного розвитку зоопланктону в різних водоймах охолоджувачах значно відрізняється. Середньорічні показники біомаси зоопланктону становлять 1,1–6,2 г∙м3. Видовий склад зоопланктону у водоймахохолоджувачах такий самий, як і в природних водоймах, з яких воду подають на охолодження енергетичних об'єктів. У водоймах охолоджувачах   можуть   зустрічатися   представники   солонуватоводного

комплексу, а втих, які поповнюють свої запаси води із дніпровських водосховищ, виявляються представники каспійської фауни. Разом із тим зміна температурного режиму істотно впливає на розвиток окремих форм. У водоймахохолоджувачах у зимовий період виявляються безхребетні, які в природних водоймах зустрічаються тільки в найбільш теплі літні місяці. Чим  довше  існує   водоймаохолоджувач,   тим   більш  стабільним   стає видовий склад його зоопланктону, однак кількість видів у ньому поступово зменшується. Зоопланктон найбільш багатий в охолоджувачах водосховищного типу. При перегріві води (37–39°С) розвиток багатьох видів зоопланктону припиняється й знижується їхня біомаса. Вона є важливим компонентом природної кормової бази багатьох видів риб. Встановлено, що найбільшою рибопродуктивністю в тепловодних рибних господарствах характеризуються водойми з високим рівнем розвитку зоопланктону.

Загальне підвищення температури води позитивно впливає на розвиток зообентосу водоймохолоджувачів. При температурі води й донного ґрунту 25°С активізується розмноження олігохет, які представлені трубочниками, наядами та ін. Створюються більш сприятливі умови для

масового розвитку молюска дрейсени. Але на тлі цієї загальної тенденції позитивного впливу має місце й негативний вплив екологічних факторів.

Так, при високій швидкості течії вод, що скидаються у неглибокі водойми охолоджувачі, бентосні організми можуть зноситися. Негативно впливає на розвиток зообентосу й перегрів води, особливо в неглибоких водоймах охолоджувачах,  де  нагріті  скидні  води  поширюються  по  всій  площі  й

глибині водойми. У глибоких водоймах, де нагріті води займають лише поверхневий шар, їхній вплив на донну фауну несуттєвий, і тому зообентос може розвиватися нормально навіть при значному підвищенні температури води влітку або при її зниженні в осінньозимовий період. Тривалий вплив

високої температури води (вище 30–33°С) обумовлює пригнічення донної фауни. Такі явища особливо часто спостерігаються в невеликих наливних водоймахохолоджувачах з оборотною системою водопостачання.

Зміни температурного режиму в зонах скидання нагрітих вод теплових і атомних електростанцій істотно впливають на формування іхтіофауни, її поширення й сезонну динаміку. У водоймахохолоджувачах і нагрітих зонах водосховищ створюються сприятливі умови для масового розвитку таких малоцінних теплолюбних риб, як червоноперка, густера, уклея, плітка та ін. У зонах поширення теплих вод відзначені найбільші

скупчення ляща, плітки, окуня. Спостереження виявили чітку залежність розподілу риб від температури води. Такі риби, як щука, плітка, ялець, окунь, бичок, навесні, улітку й на початку осіни перебували переважно в зонах  з  температурою  води  близько  20°С,  а  густера,  лящ,  лин,  карась, короп, сазан, уклея, піскар – у зонах з більш високою температурою води (22–28°С). Підвищення температури води до 25–26°С позитивно впливає

на ріст ляща, а при зростанні її до 28–30°С і вище показники темпу його росту вповільнюються. Зміни видового складу іхтіофауни менше проявляється у великих водоймахохолоджувачах, які мають прямі зв'язки з іншими водоймами й водотоками. У наливних ізольованих водоймах з оборотною системою використання води іхтіофауна бідніше. Рибопродуктивність водоймохолоджувачів залежить не тільки від їхнього температурного режиму і якості води, хоча ці фактори часто грають вирішальну роль у біопродукційних процесах, але й від рівня розвитку гідробіонтів як їжі для риб. Чітко простежується зв'язок між рибопродуктивністю водойм і їхнім ландшафтногеографічним положенням, гідрологічним і термічним режимом, наявністю мілководних ділянок і зон заростання вищою водною рослинністю.

Існують різні способи використання тепла нагрітих скидних вод енергетичних об'єктів. Серед них створення рибних господарств належить до одного з найбільш перспективних напрямків. При багатьох теплових електростанціях України успішно функціонують басейнові й сітчасті садкові господарства для промислового вирощування коропа, канального сома, прісноводних вугрів, бестера. Є позитивний досвід вирощування на

теплих водах озерної форелі і стальноголового лосося, або райдужної форелі.   Безпосередньо   у   водоймахохолоджувачах   можна   займатися

розведенням рослиноїдних риб: білого амура, білого й строкатого товстолобів. На базі підігрітих вод теплових і атомних електростанцій України створюються спеціалізовані комплекси, які включають цехи інкубації ікри, лоткові лінії для вирощування личинок і системи басейнів

або невеликих ставків для прискореного одержання рибопосадкового матеріалу. Вирощування риби безпосередньо у водоймахохолоджувачах передбачає не тільки одержання рибної продукції, але й використання рослиноїдних  риб  у  якості  біологічних  «меліораторів»,  які  очищують

водойми від заростей вищої водної рослинності й обростань нитчастих водоростей. Білий амур використовується для очищення скидних каналів і водоймохолоджувачів.    Для     боротьби     з     надлишковою     біомасою

фітопланктону у водойми або водосховища, в які скидаються нагріті води, вселяють білих товстолобів. Основою біологічного обґрунтування доцільності використання водоймохолоджувачів з метою риборозведення є функціональна залежність рівня метаболічних процесів в організмі риб від температурного режиму води. При цьому оптимальна температура води для протікання ферментативних реакцій у риб в ряді випадків буває вище,

ніж у природних водоймах. В умовах тепловодного вирощування можна продовжити період підтримки оптимальної температури для росту й розвитку не тільки традиційних об'єктів ставкового рибництва (короп), але й форелі і теплолюбних рослиноїдних риб. Найбільш інтенсивний ріст коропа в природних водоймах України триває в середньому 3–4 місяці, коли   температура   води   в   них   не   нижче   18–20°С.   У   водоймах

охолоджувачах із прямоточною системою водопостачання оптимальну для росту риб температуру можна підтримувати протягом 6–8 місяців, з оборотної – практично цілий рік. З підвищенням температури води до певного рівня зростає харчова активність риб, підвищується засвоєння їжі, стимулюється обмін речовин. Ці особливості функціонування життєво важливих систем організму риб покладені в основу екологофізіологічного обґрунтування тепловодного рибництва.

 

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 |

Оцените книгу: 1 2 3 4 5

Добавление комментария: