Гидрохимическая и гидробиологическая характеристики бассейна реки Колыма.

Река Колыма образуется слиянием рек Кулу и Аян-Юрях, берущих

начало в отрогах хребта Черского и впадает в Восточно-Сибирское море. От

места слияния до устья Колыма имеет длину 2129 км, площадь водосбора – 643 тыс. км2, в том числе дельты – 13400 км2. В верхнем течении, до устья

р. Бахапча, течет в узкой и глубокой долине; в русле местами шиверы и пороги,

особенно значительные (Прижимающий и Длинный) – выше устья р. Бахапчи.

Справа впадает р. Детрин. В среднем течении Колымы долина широкая.

Основные притоки: справа – Буюнда, Балагачан, Сугой, Коркодон; слева –

Сеймчан. В нижнем течении на протяжении 1150 км протекает по Колымской

низменности, левый берег низменный, правый – местами гористый. Русло

извилистое и разбивается на рукава. Наиболее крупные притоки: Поповка,

Ясачная, Ожогина, Седедема – слева; Березовка, Омолон, Анюй – справа.

Впадает в Колымский залив Восточно-Сибирского моря тремя главными

протоками: Колымской (Команной), правой, судоходной, Походской и Чукочьей. Длина дельты 110 км, площадь 3000 км2. Питание смешанное:

снеговое (47 %), дождевое (42 %) и подземное (11 %). Половодье с середины

мая по сентябрь. Размах колебания уровня до 14 м. Средний расход воды у г. Среднеколымска (641 км от устья) 2250 м3/сек, наибольший – 25100 м3/сек (июнь), наименьший – 23,5 м3/сек (апрель). Годовой сток в устье 123 км3 (3900 м 3/сек). Среднегодовой сток наносов 5,5 млн. т. Замерзает в середине

октября, реже в конце сентября. Перед ледоставом ледоход и шугоход

продолжительностью от 2 суток до месяца, зажоры. Зимой наледи, русловые и

обширные грунтовые. Вскрывается во второй половине мая, начале июня.

Ледоход длится от 2 до 18 суток, сопровождается заторами. Колыма судоходна

от устья р. Бахапча, навигация 3-3,5 месяца [1106]. В бассейне Колымы из

полезных ископаемых – золото [822, 921].

Основные рыбопромысловые участки расположены на

106 административной территории Нижнеколымского района, где общая площадь водоемов (рек, проток, висок, озер) составляет 14566 км2. Общий

рыбохозяйственный фонд представлен 16 реками и 2 крупными протоками:

Стадухинской, протяженностью 254 км и Чукочьей – 60 км [721].

Площадь рыбохозяйственного фонда озер – 12716 км2. Протяженность

береговой линии Восточно-Сибирского моря, омывающего его северную часть, составляет 560 км, а его площадь – 913 тыс. км2 [721].

Нами обследован участок р. Колымы в пределах Среднеколымского и

Нижнеколымского районов. Эти районы изобилуют озерами, соединенными

между собой рекой и протоками, где преобладают песчано-илистые и илистые

отложения. Средняя скорость течения 0,4-0,5 м/сек, в дельте 0,2-0,3 м/сек,

приобретает обратное направление во время приливов [1050, 1051].

Свободной ото льда р. Колыма бывает от 125 до 157 дней, уровенный

режим р. Колымы больше всего зависит от сбросов Колымской ГЭС,

находящейся на территории Магаданской области, и поэтому характерны

высокие весенние и августовские наводнения. Большая часть стока отмечается

с июня по август. В целом за теплое время (май-октябрь) проходит до 90-95 %

годового стока приливов [1050, 1051].

Максимальный расход воды наблюдался в конце мая, и у г. Среднеколымска он достигал 13100 м3/сек. Минимальные расходы приходились на зимние месяцы и снижались до 270 м3/сек (ноябрь). А. С.

Новиков [721] отмечал, что минимальные зимние расходы воды, до

строительства каскада Колымской ГЭС, в среднем и нижнем течении могли снижаться до 30-50 м3/сек.

Температурный режим р. Колымы довольно жесткий. У

г. Среднеколымска поверхностная температура воды в летний период выше

10 °С и держится 2-2,5 месяца, а в некоторые годы температура воды не

достигает 10 °С [1028].

На формирование химического режима воды р. Колымы оказывает

влияние сброс сточных вод промышленными предприятиями, жилищно-

107 коммунального хозяйства, сельскохозяйственного производства. Он

осуществляется как непосредственно в водотоки, так и на рельефе местности.

По данным Анадыро-Колымского водохозяйственного объединения, в 1990 г. в бассейн р. Колымы и ее основные притоки сбрасывалось 32,93 млн. м3 стока

вод. Источниками загрязнения водных объектов, по данным

Северовостокуправления, являются горнодобывающие, промышленные,

автотранспортные предприятия, населенные пункты и совхозы [1050, 1051].

Гидрохимия. По химическому составу вода р. Колымы на

обследованном участке принадлежит к типу «очень мягкой» и «мягкой» [27].

Годовой минимум минерализации (по нашим данным за 2004-2006 гг. и

данным ЯУГКС) приходится на весеннее половодье, максимум – на зимний

период [1028].

Комплексная оценка качества воды р. Колыма в районе

г. Среднеколымск свидетельствовал о том, что все створы реки

характеризовались 3 классом, разрядом «а» («загрязненная») [252, 253].

Формирование химического состава воды происходит в условиях

недостаточного увлажнения. Отсутствие подземных вод глубокой циркуляции

определяет низкие значения минерализации вод. Основным источником

питания реки являются воды, формирующиеся непосредственно на

поверхности водосборов. В целом за период наблюдений величина минерализации была близка и колебалась, в 2004 г. – 60,2-109,3 мг/дм3, в 2005 г. – 61,2-102 мг/дм3, в 2006 г. – 62,7-108 мг/дм3, а в среднем по годам – 84,2-91,6 мг/дм3. Среднемноголетний показатель минерализации – 87,5 мг/дм3.

Самая минимальная минерализация отмечалась летом 2004 г. и составляла 60,2 мг/дм3, максимальная зимой 2004 г. – 109,3 мг/дм3 период [1028].

Необходимо отметить, что притоки характеризуются ограниченным

водным расходом и не могут оказать существенного влияния на

минерализацию воды р. Колымы в целом.

В ионном составе воды обследованного участка за 2004-2006 гг.

преобладающими являются гидрокарбонатные. Они составляют в среднем

108 соответственно по годам 31,1; 32,6 и 33,4 % экв. Ионы кальция также являются

преобладающими ионами и составляют в среднем по годам 24,2; 23,0 и 21,1 %

экв. [1051].

Содержание хлоридов в воде р. Колымы в районе п. Петушки относительно небольшое, но колебания значительные (0,3-7 мг/дм3), что, по-

видимому, можно объяснить приливно-отливными явлениями в дельте. В

общей минерализации доля хлоридов за 2004-2006 гг. составляла в среднем

5,6 % экв. [1051].

Колебания содержания сульфатов небольшие и по сезонам и межгодовые

(11,7-1,8 % экв.) [1051]. В катионном составе воды ионы натрия и калия

составляют небольшой процент (13,6 % в среднем) [1051].

Общая жесткость воды изменялась от 0,50 до 1,15 ммоль/дм3 и среднемноголетний показатель составил 0,91 ммоль/дм3. Самая низкая (0,5 ммоль/дм3) наблюдалась в 2006 г., а максимум (1,15 ммоль/дм3) в апреле

2004 г. [1051].

Исходя из этих показателей, по общепринятой классификации, воду

р. Колымы следует отнести к «очень мягкой» и «мягкой». По минеральному

составу по классификации О. А. Алехина вода р. Колымы относится к

гидрокарбонатному классу, группе кальция, второму типу.

Большое значение при оценке качества природных вод имеет величина

рН. На обследованном участке значение рН колебалось незначительно: от 6,4

до 7,3, что вполне укладывается в предельно допустимые нормы (6,5-8,5). По

данным гидрохимиков А. В. Черных и Т. М. Лабутиной, среднемноголетние

показатели рН составили 7,1. Самые низкие показатели несколько сдвинутые в

кислую сторону, отмечались в весенне-летний период 2006 г. (6,4) и самые

высокие (7,3) зимой 2004 г. Это связано с тем, что в весеннее половодье, когда

происходит смыв с водосборной заболоченной местности, богатой

гуминовыми веществами, вода приобретает кислый характер, тогда как зимой

она нейтральна [1051].

Несмотря на изменение концентрации ионов − их соотношение

109 стабильно. Это означает, что между суммой ионов и содержанием любого из

них существует линейная зависимость.

Анализ многолетних данных 2004-2006 гг. по району нижнего течения

р. Колымы показывает, что минерализация воды примерно такая же, как и на

обследованном нами участке. Очень близки и показатели общей жесткости.

Тип воды тот же.

Общеизвестно, что рациональное хозяйственное использование водоемов

опирается на знание газового режима и закономерностей его изменений.

Снижение концентрации кислорода, выходящее за пределы допустимых норм,

отрицательно действует на ихтиофауну водоемов. Минимальное содержание

растворенного в воде кислорода, обеспечивающее нормальное развитие рыб, составляет около 6 мг/м3. Показатели содержания кислорода являются

косвенной характеристикой качества воды, определения интенсивности

процессов продуцирования и деструкции органических веществ, а также

процессов самоочищения водоемов и т. д. Содержание кислорода в воде

р. Колымы за период 2004-2006 гг. колебалась в сравнительно узких пределах (от 7,6 до 10,3 мг/дм3), достигая 120 % насыщения. Хорошо выражена сезонная

динамика. Наиболее высокие показатели растворенного кислорода отмечались в осенне-зимний период (9,5-10,3 мг/дм3) и минимальные (7,6-8,2 мг/дм3) в

весенне-летний период [1021, 1051].

В целом газовый режим р. Колымы в открытый период является вполне

благоприятным для развития биологической жизни.

Одним из важнейших факторов биологической продуктивности водоема

является содержание биогенных элементов. Снижение их концентрации в воде

приводит к снижению общей биологической продуктивности, с которой тесно

связана промысловая продуктивность.

Известно, что содержание биогенных элементов в воде зависит от ряда

факторов: состава вод питающих рек, интенсивности биологических и

биохимических процессов в водоеме, а также поступлений с поверхностными

стоками и атмосферными осадками. Анализ полученных материалов показал,

110 что формирование запасов биогенных веществ принадлежит гидрологическому

режиму реки.

Повышенное содержание аммонийного азота указывает на ухудшение

санитарного состояния водоема. ПДК для иона аммония (рыбохозяйственное назначение) составляет 0,39 мг/дм3, для питьевого назначения – 2 мг/дм3.

Увеличение концентрации ионов аммония наблюдается в период отмирания

водных организмов. Значительное количество их поступает поверхностными

стоками, а также с атмосферными осадками. Естественным источником

аммонийного азота служат также прижизненные выделения гидробионтов, в

частности беспозвоночных [813]. Кроме аммонийного азота образуется в

результате анаэробных процессов восстановление нитратов и нитритов. На

обследованном участке содержание аммонийного азота не однозначно: от 0,08 до 0,66 мг N/дм3 и в среднем составляло 0,24 мг N/дм3 [1051].

Нитриты в природных водах весьма неустойчивы и в поверхностных

слоях при благоприятных для окисления условиях встречаются в

незначительном количестве. Присутствие их связано в основном с процессами

минерализации органических веществ и нитрификацией. Повышенное

содержание нитритов указывает на загрязнение водоема, т. е. служит

показателем оценки качества воды и процессов ее самоочищения.

Концентрация нитритов на обследованном участке р. Колымы изменялась от «не обнаружено» до 0,012 мг N/дм3. И не превышало ни в один сезон ПДК ни для питьевого (3 мг N/дм3), ни для рыбохозяйственного (0,08 мг N/дм3)

водопользования. Известно, что в небольших количествах нитриты могут

присутствовать даже в незагрязненных, насыщенных кислородом водоемах. В

п. Петушки они были стабильны в течение всего 2004-2006 гг. и составляли <0,007 мг N/дм3 [1021, 1051].

Нитраты являются одним из наиболее важных биогенных элементов,

необходимых для поддержания жизни в водоеме. В поверхностных водах присутствуют в небольшом количестве от n×10-3 до n×10-1 мг N/дм3 [26], что

связано с внутриводоемными процессами. Если концентрация аммонийного

111 азота является показателем «свежего» загрязнения, то повышенные

концентрации нитратных ионов указывают на загрязнение в прошлом. Содержание нитратов не выходило за пределы допустимых норм (9,0 мг N/дм3) и изменилось от 0,10 до 0,205 мг N/дм3. Наибольшие показатели были

отмечены в зимний период (март-апрель) 2004 г. и самые низкие – осенью

2005 г. Низкие показатели содержания нитратов, по-видимому, можно

объяснить тем, что пробы были отобраны в период вегетации, когда

содержание нитратного азота минимально [1021, 1051].

Фосфор определяет продуктивность водоема и является одним из

главных биогенных элементов. Он регулирует энергетические процессы

клеточного обмена. В поверхностные воды соединения фосфора поступают в

результате жизнедеятельности водных организмов, их отмирания; при

растворении ортофосфатов, содержащихся в породах; с поверхностными

стоками. Повышение их содержания может быть вызвано хозяйственной

деятельностью человека. По сравнению с другими биогенными элементами

фосфор быстро переходит из органических в минеральные формы [151, 757].

Содержание фосфатов в поверхностных водах составляет обычно сотые и тысячные доли мг Р/дм3. И только в загрязненных может достигать больших величин. ПДК по рыбохозяйственным нормам составляет 0,04 мг Р/дм3, что не

укладывается в пределы допустимых норм ни для рыборазведения, ни для

питьевого водопользования.

Максимальные показатели общего фосфора наблюдались в осенне-

зимний период 2004 г. Однако отметим, что такой закономерности не выявлено

в 2005-2006 гг., когда максимальные показатели были летом (0,202-0,208 мг Р/дм3), а минимальные показатели (0,041 мг Р/дм3) в апреле 2004-2005 гг. Среднее содержание фосфора в 2006 г. составило 0,1 мг Р/дм3, т. е. даже

минимальные показатели фосфатов составляли около одного ПДК (0,040 мг Р/дм3) [1021, 1051].

Процессы выветривания горных пород ведут к накоплению в

поверхностных водах соединений железа. Помимо этого поступление

112 возможно с подземными, промышленными и сельскохозяйственными стоками. В речных водах содержание железа редко превышало 1 мг Fe/дм3.

Повышенные концентрации значительно ухудшают органолептические свойства воды. ПДК железа в питьевой воде составляет 0,3 мг Fe/дм3, для рыбохозяйственного водопользования оно значительно строже – 0,1 мг Fe/дм3.

На обследованных участках р. Колымы содержание железа изменялось от 0,67 до 1,24 мг Fe/дм3 [1051].

Максимальные показатели железа (1,02-1,24 мг Fe/дм3) отмечались во все

годы наблюдений в летне-осенний период, что в десятки раз превышает ПДК

как для питьевого, так и для рыбохозяйственного водопользования [1021,

1051].

Наиболее распространенными компонентами, встречающимся в

природных водах, является кремний. Растворенные формы представлены

кремнекислотами. Это питательные вещества для водных организмов. Роль

соединений кремния по сравнению с азотом и фосфором менее значительна,

хотя и необходима для развития некоторых видов водорослей.

Концентрация кремния на обследованном участке р. Колымы менялась от 0,1 до 4,0 мг Si/дм3 и не выходила за предельно-допустимые нормы (10 мг Si/дм3) [1021, 1051].

Изучение содержания органического вещества в воде связано с решением

ряда практических вопросов в области водоснабжения и рыболовства.

Содержание его в поверхностных водах определяется совокупностью

процессов, протекающих в водоеме, посмертным и пожизненным выделениями

гидробионтов, атмосферными осадками, поверхностными, промышленными и

хозяйственно-бытовыми стоками. Органические вещества находятся в воде в

растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Они могут переходить из

одной формы в другую под воздействием физических, химических и

биологических условий непрерывно.

Оценка общего количества органического вещества произведена по

результатам бихроматной окисляемости (ХПК). Известно, что северная и

113 южная тайга относятся к зоне повышенной окисляемости. ХПК воды,

определенное бихроматным методом, можно считать приблизительной

мерой. Обследования, проведенные в 2004-2006 гг. в низовьях р. Колымы у

п. Петушки показали, что ХПК далеко не однозначно.

Количественные показатели ХПК менялись от 6,9 до 24,8 мг О/дм3 и в среднем составляли 16,3 мг О/дм3. Наиболее высокие показатели отмечались в летне-осенний период (21,0-24,8 мг О/дм3), а низкие (6,9) в зимний период,

когда окислительные процессы замедляются из-за пониженных температур.

Показатели ХПК хорошо согласуются с величинами цветности. Она

менялась от 22 до 203 и в среднем 47,8° за 2004-2006 гг., превышая предельно-

допустимые нормы.

Многолетние наблюдения по п. Петушки показали хорошо выраженную

сезонную динамику. Если в весенне-летний период 2005 г. величина ХПК

колебалась от 90° до 152°, то в осенне-зимний – от 20° до 22°, а в среднем за

год составляла 55°, превышая допустимые нормы. Подобная картина

наблюдалась и в 2004 г. – в весенне-летний период – 80°-138°, в осенне-зимний

период – 12°-21° и в среднем составляла 51° [1051].

Биохимическое потребление кислородом (БПК) определяется по

стандарту после пятидневной инкубации или полной. Полученные результаты

позволяют дать оценку качества воды. Наблюдения были выполнены в пункте у п. Петушки за 2004-2006 гг., величина БПК колебалась от 2,7 до 3,3 мг О/дм3. Причем наиболее высокие показатели (3,3 мг О/дм3) были в октябре, когда

происходит отмирание водных организмов, а стало быть, и большое

потребление кислорода действует на разложение органических веществ.

В среднем за годы наблюдений БПК составляло 2,9 мг О/дм3 и укладывалось в предельно-допустимые нормы (3 мг О/дм3). В целом качество

воды по этому показателю можно считать вполне удовлетворительным для

питьевого и рыбохозяйственного водопользования [1021, 1051].

Нефтепродукты относятся к числу наиболее опасных загрязнителей

поверхностных вод, поскольку они представляют собой сложную

114 непостоянную смесь веществ, на 70-90 % состоящую из углеводородов. Плотность нефти 0,80-0,90 г/см3, поэтому она скапливается на поверхности

воды.

Нефтепродукты в воде находятся в различных миграционных формах:

растворенном, эмульгированном, сорбированном на твердых частицах, взвесях

и донных отложениях, в виде пленки на поверхности [212, 772]. Количество

ароматических, трудно метаболизируемых и наиболее опасных углеводородов,

содержащих водорастворимые фракции нефти, у сиговых рыб в различных

участках Оби варьировало от 5-8 мг/кг в мышцах до 15-20 мг/кг в печени [393,

464]. Считается, что высокая степень интоксикации нефтепродуктами является

причиной патологии внутренних органов рыб, ведущей к уродству и гибели,

нарушениям структуры популяции и в, конечном итоге, – к обеднению

рыбного населения [930]. Предельно допустимые концентрации нефтепродуктов в пресной воде составляют 0,1 мг/дм3 для питьевого водопользования и 0,05 мг/дм3 для рыбохозяйственного. Протекающие в

водоемах процессы биохимического и химического окисления, снижающие

концентрацию нефтепродуктов в воде северных водоисточников, мало

изучены.

Известно, что основным загрязнителем нефтепродуктами на реках

является судоходный транспорт [519]. Распределение нефтепродуктов сложно

и непостоянно, обычно наиболее загрязненными являются прибрежные зоны. С

учетом этого забор проб для исследования воды на содержание

нефтепродуктов на обследованном участке проводили в поверхностных

горизонтах.

Концентрация нефтепродуктов, наблюдаемая в течение нескольких лет

(2004-2006 гг.) в низовьях р. Колымы, показала, что она не выходит за пределы допустимых норм (0,005 мг/дм3), изменяясь от 0,02 до 0,06 мг/дм3. Какой-либо

закономерности в сезонной динамике концентрации нефтепродуктов не

обнаружено. Максимальные показатели наблюдались во все времена года (0,06 мг/дм3) [1051].

115 В целом концентрация нефтепродуктов на обследованном участке не

превышала ПДК, но практически и не была ниже ПДК. Таким образом, этот

участок с осторожностью можно считать чистым для рыбохозяйственного

водопользования и вполне благоприятным для хозяйственно-питьевого

назначения [1021, 1051].

В слабозагрязненных поверхностных водах концентрация СПАВ колеблется обычно в пределах тысячных и сотых долей мг/дм3. В зонах

загрязнения она повышается до десятых долей миллиграмма и может достигать

вблизи источников загрязнения несколько миллиграммов.

Главными факторами понижения концентрации поступающих в воды

СПАВ являются процессы биохимического окисления. Их скорость зависит от

температуры воды, рН, содержания взвешенных веществ и т. д.

Содержание СПАВ в р. Колыме не превышает ПДК для питьевого назначения (0,01 мг/дм3) и превышает для рыбохозяйственного водопользования (0,5 мг/дм3). Обнаруживается во все сезоны года и колеблется от 0,017 до 0,028 мг/дм3. Наиболее высокие показатели отмечаются зимой (0,028 мг/дм3), т. е. превышает ПДК для рыборазведения. Относительно высоким (0,02 мг/дм3) был этот показатель и в весеннее половодье за счет

смыва с водосборной площади [1051].

Загрязненность р. Колымы на уровне 1992 г. достигала среднегодовых

концентраций фенолов 3 ПДК, соединений меди – 2 ПДК, цинка – 1,6 ПДК,

нефтепродуктов – на уровне ПДК. В низовье р. Колымы вода грязная: по

сравнению с 1992 г. уровень фенолов превышал 7 ПДК, нефтепродуктов –

более 3 ПДК, меди – 2 ПДК, железа – в пределах 2 ПДК [249].

В 2003 г. характерной была загрязненность воды фенолами и

соединениями железа на уровне 1,6 ПДК, наибольшие концентрации достигали

10 ПДК у г. Среднеколымска и 7,5 ПДК у п. Черский соответственно.

Загрязненность воды легко- и трудноокисляемыми веществами (по БПК

5

и

ХПК) от нулевой до 9,9 ПДК у г. Среднеколымска. Среднегодовые

концентрации остальных загрязняющих веществ были ниже или на уровне

116 ПДК. Кислородный режим удовлетворительный [249].

Качество воды р. Колымы в 2006 г. снижалось до разряда «а» 4-го класса

(«грязная»). По комплексной оценке загрязненность воды в реке соединениями

железа определялась как критическая, среднегодовые концентрации по

сравнению с прошлым годом возросли до 1,3-3,4 ПДК, максимальные

определялись в интервале 5-11 ПДК. Среднегодовые концентрации соединений

меди несколько снизились по сравнению с 2005 г. и изменились от 4 до 6 ПДК,

максимальные значения достигали соответственно 14 ПДК и 24 ПДК. В 2006 г.

остался характерным уровень загрязненности воды фенолами в среднем до

2-3 ПДК, максимальные концентрации достигали 6-8 ПДК, а также соединений

марганца в 1,3 раза. Максимальная концентрация марганца составляла 15 ПДК.

Критическим показателем загрязненности воды являлись соединения ртути,

среднегодовые концентрации соответственно достигли 1-3 ПДК [252].

В р. Колыме в черте п. Черский в 2010-2015 гг. на данном участке реки

вода оценивалась «загрязненной» до «очень загрязненной» в пределах 3-го

класса. Произошло увеличение количества загрязняющих веществ 7 (2014 г. –

5) из 13 ингредиентов и показателей качества, учтенных в комплексной оценке.

Характерными загрязняющими веществами, как и в предыдущие годы

являлись трудноокисляемые органические вещества (по ХПК), соединения

железа, меди, фенолы, повторяемость случаев превышения допустимых норм

по ним фиксировалась в 71-100 % проб воды. В каждой пробе воды

зафиксировано превышение допустимых норм по соединениям железа и

фенолам, среднегодовые концентрации которых увеличились, по сравнению с

прошлым годом, и соответственно составляли 2,5 и 4,9 ПДК (в 2014 г. – 1,6 и

2,1). Отмечено увеличение содержания трудноокисляемых органических

веществ (по ХПК) и соединений меди от устойчивого уровня (43 %) до

характерно с частотой превышения ПДК 71 %, их среднегодовые величины

были в пределах 0,9-1,4 ПДК. Устойчивым оценивалось содержание

соединений цинка, по сравнению с прошлым годом, оно повысилось с нулевых

значений до 43 %; одновременно отмечалось значительное увеличение

117 среднегодовых и максимальных концентраций от 0,2 до 1,0 ПДК и от 0,6 до 2,8

ПДК соответственно. Неустойчивой характеризуется загрязненность воды

азотом нитритным, среднегодовая концентрация была в пределах нормативов.

Незначительное повышение повторяемости нарушения ПДК фиксировалось по

легкоокисляемым органическим веществам (по БПК

5

) 33 %, средняя за год

концентрация была в пределах 1,2 ПДК. Из загрязняющих веществ наиболее

высокие максимальные концентрации зафиксированы по фенолам – 7 ПДК и

соединениям железа общего – 5 ПДК. Загрязненность воды в р. Колыма у

с. Колымское соединениями ртути осталось на уровне 2014 г.: превышение

нормативов фиксировалось в 14 % пробы; среднегодовая концентрация ртути

составляла 0,4 ПДК; максимальные величины, по-прежнему, были высокими и

приближались к уровню 2,9 ПДК. Для сравнения укажем, что в 2014 г.

критическим показателем являлись соединение ртути, которые фиксировались

в нижнем створе п. Индигирский, п. Чокурдах и на р. Эльги (бассейн

р. Индигирка) с максимальной концентрацией – 2,9 ПДК. К характерным

загрязняющим веществам, по-прежнему, относились соединения ртути и

фенолы. Повторяемость соединениями ртути возросло от 58 до 85 %

(среднегодовая концентрация увеличилась от 1,5 до 1,8 ПДК). Фенолы

регистрировали в 60 % проб воды в среднем на уровне до 7 ПДК. В 2015 г. к

ним добавились соединения меди – до 5,4 ПДК [253, 254]. Следует добавить,

что за прошедшие более ста лет промышленных разработок золота в верховьях

рр. Индигирки и Колымы (Магаданская область), они, наконец-то, стали легко

обозримы (2014-2015 гг.) нынешнему поколению людей, из-за своей опасности

для здоровья человека, благодаря миграционным процессам и передачи по

пищевым цепям – рыбам, множества тяжелых металлов, в том числе и

соединений ртути.

Фитопланктон. Водоросли – наиболее чувствительный и надежный

индикатор водных экосистем, с помощью которых можно на ранних стадиях

диагностировать загрязнение до выявления его методами химического анализа.

Структура водорослевых сообществ определяет формирование и

118 функционирование всех элементов гидробиоценозов. Преимущество

альгологических исследований при мониторинге водных экосистем

объясняется коротким жизненным циклом водорослей, что позволяет даже при

проведении ограниченных по времени наблюдений не только определить

современное состояние водоемов, но и оценить возможные изменения [480,

599, 919]. Подобные исследования проведены в Западной и Восточной Сибири,

где число фитопланктонных организмов превышало от 119 и более видов и

разновидностей водорослей [561, 779].

Первые сведения о диатомовых водорослях р. Колымы (в районе

г. Среднеколымска) содержатся в работе Л. Е. Комаренко [474], в которой

приведен список 155 таксонов из 52 родов. При температуре воды 18-20 °С

доминантными оказались 15 видов диатомей, основную часть которых

составляли донные виды.

В 70-е годы прошлого столетия Л. Е. Комаренко, И. И. Васильевой [475,

476] изучалась озерная система средней и нижней Колымы, где обнаружено

349 таксонов из 7 отделов, среди которых доминировали диатомовые (130) и

зеленые (110) водоросли.

В 80-е годы появились работы, посвященные анализу качественного

состава и количественного развития водорослей р. Колымы, ее пойменных и

термокарстовых озер [171, 172, 174].

Последующие работы проводились в дельте р. Колымы на стационаре

«Походск», и они отражены в монографиях [170, 326, 475] и статьях [173, 175].

В результате этих исследований для бассейна р. Колымы было описано 660

таксонов водорослей из 7 отделов. В конце сентября и в начале октября 2002 г.

Л. И. Копыриной был исследован фитопланктон 6 водоемов бассейна

р. Колымы, где выявлено 96 таксонов водорослей из 7 отделов. Во всех

водоемах в видовом отношении преобладали диатомовые водоросли, что

обусловлено началом зимнего периода и ледостава в реке и озерах. Обобщая,

литературные данные, а также результаты исследований за 2002 г., отметим,

что видовой состав водорослей бассейна р. Колымы составил 708 таксонов из 7

119 отделов, среди которых доминировали диатомовые, зеленые и синезеленые

водоросли [1050].

В результате обработки материалов составлен систематический список

водорослей водоемов, насчитывающий 72 вида, представленных 77 видами и

разновидностями, относящихся к 31 роду, 25 семействам, 15 порядкам, 8

классам и 5 отделам. Ведущая роль принадлежат отделам Bacillariophyta – 41,

Chlorophyta – 22 и Xanthophyta – 10 таксонов. Беден состав Сyanophyta и

Rhodophyta. Новых для альгофлоры Якутии найдено 2 вида из красных

водорослей [1021, 1050].

Среди десяти ведущих семейств, объединяющих 53 вида (73,6 %) или 56

видов и разновидностей (72,6 %) водорослей преобладали 3 отдела:

диатомовые – 30, зеленые – 13, желтозеленые – 10, красные – 3 вида. Первые

ранговые места занимают Fragilariaceae – 11 видов и разновидностей,

Naviculaceae – 8 и Gomphonemataceae, Tribonemataceae, Ulotrichaceae по 7

видов и разновидностей [1050].

Ведущие десять родов включают 45 видов (62 %) или 47 видов и

разновидностей (61 %) водорослей, представленные: диатомовыми – 23,

зелеными – 11, желтозелеными – 10 и красными – 3 вида. По численности

видов роды распределялись следующим образом: Tribonema и Gomphonema по

7 видов, Ulothrix – 5, Fragilaria, Synedra, Pinnularia и Achnanthes по 4 вида

[1021, 1050].

В целом такое распределение семейств и родов в фитопланктоне

водоемов соответствует таксономическому спектру флор проточных водоемов

высоких широт Севера и Арктики. Эта черта свойственна альгофлорам

водоемов Большеземельской тундры, Западной Сибири, Якутии, Чукотки и

Магаданской области [171, 221, 1050]. Показатели численности и биомассы

фитопланктона исследованных водоемов средние и низкие: 50,92 тыс. кл/л при

биомассе 0,48 мг/л (р. Колыма, г. Черский) за счет нитчатых желтозеленых и

зеленых водорослей; 49,18 тыс. кл/л при биомассе 1,58 мг/л (р. Колыма,

уч. Колымское) за счет диатомовых и зеленых; 48,01 тыс. кл/л при биомассе

120 1,16 мг/л (р. Омолон, 100 км) за счет зеленых и диатомовых; 37,71 тыс. кл/л

при биомассе 2,07 мг/л (р. Омолон, 200 км) за счет зеленых и

диатомовых; 28,10 тыс. кл/л при биомассе 0,33 мг/л (р. Колыма,

уч. Ермоловка) за счет зеленых; 0,1 тыс. кл/л при биомассе 0,00015 мг/л

(р. Колыма, г. Черский в 300 м от берега) [1050].

Аналогичное явление отмечено в составе водорослей Красноярского

водохранилища за 1977-2000 гг., где было зарегистрировано 239 видов и форм

водорослей [468], в малых водоемах бассейна Нижней Оби – 280 видов [533].

Видовое богатство альгофлоры исследованных водоемов р. Колымы в

целом, как ранее, определяют диатомовые водоросли (53,2 %) от общего числа

найденных водорослей. Во всех водоемах присутствуют пресноводные,

широко распространенные виды, развивающиеся преимущественно в толще,

обрастаниях и в бентосе холодных текучих вод и в родниках. Среди них

лидирующее положение в фитопланктоне занимает типично холодноводный

представитель водной толщи Melosira undulate. Наряду с этим видом к числу

доминантов относятся Fragilaria virescens, Synedra ulna, Asterionella gracillima,

Hanneae arcus, Yanneae arcus var. linearis, Neidium biculcatum, Achnanthes

marginulata, Gomphonema helveticum. В открытой части обследованных нами

водоемов истинно планктонные виды составляли всего 5-9 % от общего числа

выявленных диатомей. Показатели численности и биомассы диатомовых

водорослей средние и составили: 25,54 тыс. кл/л-0,73 мг/л (р. Колыма,

уч. Колымское); 13,87 тыс. кл/л-0,08 мг/л (р. Колыма, г. Черский); 11,21 тыс.

кл/л-0,05 мг/л (р. Омолон, 100 км). Низкие значения 3,45 тыс. кл/л-0,13 мг/л

(р. Омолон, 200 км) и 3,99 тыс. кл/л-0,011 мг/л р. Колыма, уч. Ермоловка

[1050].

Второе место в видовом разнообразии занимают зеленые водоросли,

среди которых преобладают виды с нитчатой структурой таллома. Большое

значение играет их способность образовывать скопления на субстрате и

способствовать формированию вторичной эпифлоры из диатомовых и желто-

зеленых водорослей. Следует отметить, что большинство из доминирующих

121 нитчатых зеленых водорослей относится к повсеместно распространенным

таксонам, типичным для олиготрофных водоемов бореальной зоны. По числу

видов среди них наиболее разнообразны роды Ulothrix, Oedogonium, Spirogyra,

Mougeotia, Chlohormidium, Stigeocloniu, частота встречаемости которых

колеблется от 30 до 40 %. Также единично встречены виды из родов

Pediastrum, Ankistrodesmus, Gonatozygon и Closterium. Наиболее высокие

значения численности и биомассы зеленых водорослей были отмечены в

р. Омолой (200 км выше устья) и составили: 32,18 тыс. кл/л-2,07 мг/л.

средние значения в р. Омолон (100 км выше устья) – 25,47 тыс. кл/л-

0,88 мг/л; уч. Ермоловка – 20,69 тыс. кл/л-0,29 мг/л; уч. Колымское –

20,28 тыс. кл/л-0,83 мг/л; г. Черский – 14,68 тыс. кл/л-0,20 мг/л [1050].

Желтозеленые водоросли представлены в основном ведущим родом

Tribonema, что характерно для альгофлоры болот и озер, где они доминируют в

позднелетнем планктоне, а также эпифитным родом Characiopsis, который

обрастает нитчатыми зелеными и желтозелеными водорослями, формируя

рыхлые группировки из них. Показатели численности и биомассы средние и

составили 22,37 тыс. кл/л-0,19 мг/л (р. Колыма, г. Черский), а в остальных

станциях значения очень низкие и составили около 2 тыс. кл/л [1050].

Из красных водорослей найдены редкие и новые для альгофлоры Якутии

виды из рода Chantransia. Показатели численности и биомассы отдельно по

станциям составили: 1,4-8,9 тыс. кл/л и биомассу около 0,2 мг/л [1050].

Оценивая роль водорослей других отделов в формировании альгофлоры

фитоперифитона в исследованных водоемах необходимо отметить высокую

встречаемость рода Dinobryon из золотистых водорослей.

Практически во всех пробах фитопланктона из холодных быстротекучих,

олиготрофных ручьев и рек в заметном количестве обнаружены

ксеносапробные альпийские диатомовые водоросли – индикаторы ксено- и

олигосапробных условий.

Среди исследованных водоемов в видовом составе фитопланктона

отличился уч. Колымское, где обнаружено 27 видов водорослей из 4 отделов.

122 Затем следует р. Колыма около г. Черского – 25 видов, р. Омолон – 17-23 видов

[1021, 1050].

Проведенные исследования водоемов р. Колымы показали, что в видовом

составе фитопланктона определено 77 таксонов водорослей, где доминировали,

как и ранее, диатомовые водоросли.

Зоопланктон. Поступление загрязняющих веществ способствует

накоплению их в воде, в результате чего изменяется не только

гидрохимический режим водотоков, но также нарушаются планктонные и

донные сообщества гидробионтов. В итоге разрушаются важнейшие

биологические связи в экосистеме реки.

Первыми научными исследованиями по зоопланктону р. Колыма

послужили работы Колымской экспедиции П. А. Дрягина в 1928-1929 гг. По

этим данным для бассейна нижнего течения Колымы описан фаунистический

состав из 40 видов. В самой же реке видовое разнообразие беднее,

представлено немногими широко распространенными на севере арктическими

формами и отмечается некоторым сходством с альпийской фауной.

Обнаружены также реликты морских опресненных вод, ныне населяющие

озера приморской низменности. В результате комплексного освоения рыбных

запасов бассейна среднего течения р. Колымы в 1967 г. были получены первые

оригинальные сведения о зоопланктоне пойменных и старичных озер.

Гидробиологический анализ позволил установить фаунистический состав

зоопланктона, состоящий из 71 вида, и количественные показатели

численности и биомассы в сезонной динамике, а также выявить значение

зоопланктона в питании молоди рыб [963]. Большинство колымских

пойменных и старичных озер периодически бывают связаны с рекой во время

паводков. Эти озера являются благоприятным местообитанием для

зоопланктонных и бентосных организмов, служащих кормом рыб [721].

В фондовых материалах Института физико-технических проблем Севера

ЯНЦ СО РАН по влиянию зарегулирования Колымы на гидробиологический

режим реки (1992) отмечены изменения гидрологического режима р. Колымы,

123 который повлиял на условия ежегодного затопления прибрежных озер,

имеющих важное промысловое значение. Как показали гидрологические

расчеты, зарегулирование Колымы вызовет снижение максимальных уровней

воды у п. Зырянка в среднем на 65 см, у г. Среднеколымска – 80 см. Такое

обстоятельство может снизить вероятность затопления прибрежных озер в

период весеннего половодья и летних паводков.

По результатам 2-летних (1991-1992 гг.) научно-исследовательских работ

Отдела охраны природы ЯНЦ СО РАН приведены натурные сведения о

гидробиологическом, гидрохимическом режимах и прогноз изменений водной

биоты в зарегулированном стоке р. Колымы. Фаунистический состав

зоопланктона средней Колымы насчитывал 35 видов. Наиболее разнообразно

представлена группа коловраток и менее – ветвистоусые и веслоногие раки

[963, 979].

Последующие гидробиологические материалы по зоопланктону бассейна

среднего течения Колымы представлены Институтом прикладной экологии

Севера АН РС (Я) в 2003, 2005 гг. В осеннем зоопланктоне зафиксировано 40

таксонов за счет видового разнообразия озерных представителей.

Доминантами, как и ранее, являлись коловратки. Максимальные показатели

отмечались на участке р. Колымы выше Вяткино. Численность и биомасса зоопланктона колебались соответственно в пределах 5-230 тыс. экз/м3 и 1,45- 7,85 мг/м3. В озерном зоопланктоне численность достигала 92000 экз/м3, биомасса – 3490,6 мг/м3 [963].

Работы 2004 г. по зоопланктону были связаны с оценкой воздействия

угольных месторождений в бассейне р. Колымы. Выявлены изменения фауны и

количественных показателей зоопланктона, обнаружены виды-индикаторы,

указывающие на загрязнение Колымских водоемов (зона п. Угольный), что

может сказаться на кормовых возможностях рыбного населения [979].

Основной объем данных современного состояния зоопланктона реки в

нижнем течении Колымы получен в результате обработки полевого материала,

собранного на 9 гидробиологических станциях в июне, августе-сентябре

124 2006 г., по данным В. А. Соколовой [1021, 1028].

Таксономический комплекс весенне-летнего зоопланктона р. Колымы в

2006 г. включает 14 видов, в том числе представителей ветвистоусых

ракообразных – 6 (43 %), веслоногих – 5 (36 %) и коловраток – 3 вида (11 %).

Видовое разнообразие зоопланктона по участкам р. Колымы составляло от 3 до

8 таксонов. Доминирующий фаунистический комплекс образуют ветвистоусые

рачки, а исследованная структура видового состава зоопланктона носит

кладоцерно-копеподный характер. Максимальное значение видов отмечалось в

р. Колыма, на участке Большая Тоня, минимальное – у п. Колымска. В

приточной системе р. Омолон большое разнообразие форм зоопланктона

отмечалось в его устье (7 видов) [1028].

Приведенные современные исследования выявили относительную

стабильность лишь некоторых ведущих видов зоопланктона. Это Chydorus

spaericus, Bosmina obtusirostris, Mesocyclops leuckarti, Karatelloi quadrata

jacutica, доля которых составляла 62 %, и среди них Karatelloi quadrata jacutica

по частоте встречаемости занимала лидирующее положение. Коловратки, как

представители реофильной фауны, были значительно шире распространены на

исследуемых участках нижней Колымы.

Из-за высокого уровня воды на затопляемых заводях береговых зон

встречались представители ракообразных, детритные остатки растительного и

животного происхождения.

Количественные показатели численности и биомассы зоопланктона в

нижней Колыме были нестабильны в весенний период. Так, на станциях взятия

проб в реке (п. Черский, рыбопромысловый участок) зоопланктонные

организмы не обнаружены и лишь ниже уч. Большая Тоня зафиксированы представители ракообразных. Численность их в июне составила 60 экз/м3 при биомассе 11,2 мг/м3 за счет развития крупных организмов зоопланктона, таких

как Heterocope appendiculata.

Наряду с сохранением общей динамики развития организмов планктона

изменился состав доминирующего комплекса зоопланктона в августе. Если

125 ранее по численности основу составляли ракообразные, то в летний период коловратки достигли максимальных показателей численности (140 экз/м3)

(уч. Большая Тоня).

Ветвистоусые и веслоногие рачки в зоопланктоценозе р. Колымы

занимают равные доли как по численности, так и по биомассе, соответственно составляя по 20 тыс. экз/м3 при биомассе 5,2 мг/м3. И хотя развитие всего

зоопланктона в этот период невелико, более 50 % численности все же

составляли коловратки, но по биомассе превалировали почти в одинаковых

долях между собой ветвистоусые и веслоногие рачки.

Таким образом, по результатам материалов следует, что численность

организмов зоопланктона, соотношение их структур в исследованный период

изменились вследствие сезонной смены видового состава организмов.

Подобная закономерность развития зоопланктона нижней Колымы

сохраняется в исследованном притоке р. Омолон. Идентичны данные по

численности, где ведущее место в планктоне р. Омолон занимали коловратки в пределах 20-80 тыс. экз/м3. Минимальное значение этих величин отмечалось у представителей веслоногих рачков, составляя в среднем лишь 20 тыс. экз/м3.

Основная же часть продукции создавалась в летний период за счет видов ветвистоусых рачков, где их численность доходила до 60-70 тыс. экз/м3, а биомасса – до 5,62 мг/м3 за счет развития Bosmina obtusirostris, Daphnia

longispina, Chydorus spaericus.

В нижнем устьевом участке р. Омолон к подобному комплексу

присоединились литорально-придонные виды ветвистоусых рачков, такие как

Acroperus harpae и мелкие обитатели из коловраток: Kellicottia longispina,

Ashlanchna priodonta. На подобные участки р. Омолон приходятся сравнительно высокие значения численности – 170 тыс. экз/м3 и биомассы – 3,79 мг/м3. Видовое разнообразие состояло из 7 таксонов. В 200 км от устья

р. Омолон количественные показатели зоопланктона снижались в 2 раза, а

число видов упало до 4.

Средняя за вегетационный летний период численность зоопланктона

126 р. Омолон составила 110 тыс. экз/м3 при биомассе 3,77 мг/м3 и была

обусловлена, главным образом, развитием коловраток и ветвистоусых раков.

Таким образом, степень качественного и количественного разнообразия

зоопланктона рр. Колыма и Омолон изменилась в незначительных пределах с

сохранением общего фаунистического фона зоопланктона при повышенном

уровне воды, какой отмечался в весенне-летний период 2006 г. Однако на

уровне функционирования зоопланктонного сообщества в приточной системе

Колымы проявилось снижение доли коловраток и возрастание роли

ветвистоусых рачков.

Фаунистический состав зоопланктона исследуемых водоемов Нижней

Колымы в августе-сентябре 2009 г. состоял из 63 видов, принадлежащих трем

систематическим группам, из которых 35 видов относились к коловраткам, 16

– к ветвистоусым и 12 – к веслоногим рачкам. Фаунистический состав

зоопланктона исследованных водоемов и водотоков был представлен широко

распространенными в Палеарктике организмами. Почти во всех исследованных

водоемах и водотоках встречались холодноводные планктонные коловратки

Conochilus unicornis, Asplanchna priodonta, Synchaeta grandis, Trichocerca

cylindrical, Ploesoma truncatum, Keratella quadrata frenzeli, Notholca acuminata,

ракообразные Chydorua sphaericus, Bosmina longirostris, Eurytemora

gracilicauda. Комплекс доминирующих видов представлен Kellicottia

longispina, Conochilus unicornis, Trichocerca cylindrical, Ploesoma truncatum,

Bosmina longirostris, Limnocalanus macrurus.

Количественные показатели зоопланктона Нижней Колымы в

исследованный период характеризовались, как относительно высокие

для северных рек, их численность колебалась в пределах от 17090 до 121535 экз./м3, а биомасса – от 183,4 до 3339,4 мг/м3.

Таким образом, зоопланктон Нижней Колымы характеризуется

относительно высокими показателями для северных водоемов. Максимальные

показатели видового разнообразия зафиксированы на уч. Большая Тоня, виске

Походская, протоках Чукочья и Малая Чукочья, численности и биомассы в

127 протоках Чукочья и Малая Чукочья, тем самым создавая благоприятные

условия для нагула молоди и планктоядных рыб [1028, 1050].

Бентос. По результатам исследований, проведенных в июле–августе

2006 г., средняя биомасса бентоса в р. Колыма составляла 4,56 г/м2 при

плотности заселения 427 экз/м2 (табл. 3) [1028, 1050].

Таблица 3

Численность и биомасса бентоса в нижней Колыме (июль-август 2006 г)

Группа организмов Численность, экз/м2 Биомасса, г/м2 Chironomidae 236 2,83 Mollusca 108 0,97 Oligochaeta 69 0,48

Прочие 14 0,28 Всего на 1 м2 427 4,56

В прибрежье по плотности и биомассе преобладали хирономиды

(Chironomus f.l. salinarius, Chironomus sp., Endochironomus albipennis,

Orthocladius compactus, Orthocladius frigidius, Prodiamesa bathyphila,

Eukiefferiella longipes), далее по значению шли моллюски – Sphaerium sp.,

Pisidium amnicum и олигохеты, а также обнаружены гаммарусы и пиявки [1021,

1028, 1050].

* * *

Освоение минерально-сырьевых ресурсов региона и разработка

месторождений на территории крупных речных систем Якутии обусловили

интенсивное антропогенное воздействие. На берегах рр. Вилюй, Амга и

Колыма проживает около 30 % населения республики, развивается сельское

хозяйство, для нужд республики используются крупнотоннажные речные суда.

Эти реки используются для лесосплава, в интересах рыбного хозяйства

(рыболовство и рыбоводство) и рекреации.

Известно, что сточные воды горноперерабатывающих производств

изменяют физико-химические параметры водоемов и создают новое качество –

токсичность среды обитания. Дымовые выбросы предприятий оловорудной,

128 золото- и алмазодобывающей промышленностей загрязняют территории

водосборов рек органическими и неорганическими солями и тяжелыми

металлами, которые поступают в реки с талыми водами и дождевыми

осадками. Результаты исследования показали, что сброс минерализованных

вод из временного накопителя и дренажных полигонов оказывает

определенное влияние на формирование гидрохимического режима

обследованных водоемов. Хозяйственно-бытовые стоки городов и поселков, а

также животноводческих ферм (песец, лисица, нутрия, крупный рогатый и

мелкий скот и др.) вносят биогенные элементы и способствуют

эвтрофированию северных водоемов. Химический состав их вод находится под

прямым воздействием высокоминерализованных сбросов. В результате

химический состав воды изменился с гидрокарбонатно-кальциевого на

хлоридно-натриевый.

Изменение абиотических параметров субарктических водоемов,

имеющих различную направленность и степень проявления, повлекло за собой

изменение водных сообществ. Вопросы о путях миграций и накопления

тяжелых металлов в водной экосистеме весьма актуальны для водоемов

Якутии, где ведется добыча полезных ископаемых. Уровни накопления

металлов в организмах рыб и беспозвоночных остаются неизменными

несколько лет, повторное их загрязнение может проходить в воде и в донных

отложениях.

В целом структурные изменения в сообществах водных беспозвоночных

организмов при антропогенном прессе сводятся к выпадению их из списка

видов, ранее существовавших типичных представителей фауны северных

водоемов, либо их полной замене, например, солоноватоводными организмами

[1028].