Бесплатно скачать, заказать диплом, курсовую, диссертацию Развитие высшей водной растительности в водоеман-онладителян АЭС

У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ

Сделать закладку на сайт

Заказать диплом, курсовую, диссертацию

Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Книга жалоб
и предложений

Название	Развитие высшей водной растительности в водоеман-онладителян АЭС

Количество страниц	213

ВУЗ	МГИУ

Год сдачи	2010

Бесплатно Скачать	25247.doc

Содержание	Содержание ВВЕДЕНИЕ...6 ГЛАВА I. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСШЕЙ ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ВОДОЕМОВ-ОХЛАДИТЕЛЕЙ...10 1.1. Общая характеристика условий в водоемах-охладителях ...10 1.2. Факторы формирования высшей водной растительности водоемов-охладителей...26 1.3. Основные этапы развития фитоценозов водоемов-охладителей...30 ГЛАВА П. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА РАБОТЫ...36 2.1. Описание исследованных водоемов-охладителей АЭС...36 2.2. Методика исследования экологического состояния водоемов-охладителей и принципы выделения точек отбора проб 45 2.3. Методы определения гидролого-гидрохимических параметров 51 2.4. Методы исследования высшей водной растительности...53 ГЛАВА III. ВЫСШАЯ ВОДНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ КУРСКОЙ АЭС...57 3.1. Флористический состав и основные этапы формирования водных фитоценозов...57 3.2. Структура водных масс водоема-охладителя КАЭС и ее влияние на формирование высшей водной растительности...62 3.3. Состав и пространственное распределение фитоценозов в 1987-1991 гг...65 3.3.1. Формации надводных растений...66 3.3.2 Формации погруженных растений...74 3 3.4. Состав и пространственное распределение фитоценозов в 1999-2003 гг...76 3.4.1. Формации надводных растений...77 3.4.2 Формации погруженных растений...80 3.5. Изменения фитоценозов, обусловленные процессами эвтрофирования водоема-охладителя...89 3.6. Исследование формирования водной растительности в новом водоеме-охладителе III очереди КАЭС...97 ГЛАВА IV. ВЫСШАЯ ВОДНАЯ РАСТИТЕЛЬНОСТЬ ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ СМОЛЕНСКОЙ АЭС...102 4.1. Флористический состав...102 4.2. Основные факторы, влияющие на формирование высшей водной растительности водоема-охладителя САЭС...109 4.3. Развитие высшей водной растительности на фазе заполнения водоема и подготовке его к эксплуатации (1980-1982 гг.)... 112 4.4. Состав и пространственное распределение фитоценозов в 1984-1989 гг...123 4.4.1. Формации надводных растений... 124 4.4.2. Формации погруженных растений...134 4.4.3. Формации растений с плавающими листьями...137 4.5. Состав и пространственное распределение фитоценозов в 1999-2000 гг...139 4.5.1. Формации надводных растений... 140 4.5.2. Формации погруженных растений...143 4.5.3. Формации растений с плавающими листьями...155 ГЛАВА V. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ВЫСШЕЙ ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ В ВОДОЕМАХ-ОХЛАДИТЕЛЯХ АЭС...157 5.1. Влияние сброса подогретых вод на формирование водной растительности...158 5.1.1. Особенности сезонной динамики водных фитоценозов, обусловленные изменением температурного режима водоема...159 5.1.2. Воздействие на растения экстремального повышения температуры воды...170 5.1.3. Основные тенденции в изменении состава и структуры водных фитоценозов, обусловленные подогревом вод...177 5.2. Влияние на водную растительность изменения гидрологических и гидрохимических факторов...185 5.2.1. Распределение водных фитоценозов и структура водных масс водоемов-охладителей...185 5.2.2. Развитие водной растительности в условиях интенсивного эвтрофирования водоема-охладителя...194 5.3. Историческое развитие высшей водной растительности в водоемах-охладителях...207 ВЫВОДЫ...211 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...213 Введение ВВЕДЕНИЕ Актуальность проблемы. Высшая водная растительность является важнейшим компонентом экосистем континентальных водоемов. Особенно велика ее роль в водных объектах, испытывающих значительную антропогенную нагрузку. Водные растения поглощают значительное количество различных загрязнителей (Морозов, Телитченко, 1977; Кокин, 1982; Стом, 1984; Эйнор, Дмитриева, 1984; Морозов, 2001; Кудряшов, Садчиков, 2002;) и, таким образом являются важнейшим звеном процессов самоочищения и повышают устойчивость водной экосистемы к внешним воздействиям. Заросли водной растительности формируют среду обитания многих водных организмов. Кроме того, характер водной растительности всегда достаточно хорошо отражает состояние водоема и служит надежным критерием в оценке качества вод. Дополнительную актуальность исследованиям растительности водоемов-охладителей придает важность их результатов для решения ряда проблем, связанных с обеспечением безопасности работы АЭС. Атомная электростанция и водоем-охладитель образуют единую приро дно-техногенную систему (Егоров, Суздалева, 1999; 2001а,б), функционирование основных элементов которой взаимосвязано и взаимообусловлено. Поэтому, взаимодействие АЭС с экосистемой водоема-охладителя не может носить однонаправленный характер. Нормальная работа системы технического водоснабжения электростанции возможна только в том случае, если качество поступающих в нее вод, находится не ниже определенного уровня (Попов и др., 2001). Во многом это зависит от уровня развития водных фитоценозов. Так, ежегодные «цветения» воды синезелеными водорослями, создававшие серьезную помехи в работе некоторых российских АЭС, прекратились только после развития высшей водной растительности. Важным аспектом эксплуатации водоемов-охладителей также является защита его берегов от разрушения, которому в немалой степени препятствует образование прибрежных зарослей. По этим причинам в некоторых случаях в водоемах-охладителях даже проводится целенаправленное разведение некоторых видов водных растений. Вместе с тем, чрезмерное развитие растительности затрудняет эксплуатацию водоема-охладителя (Катанская, 1979; Афанасьев, 1991; 1995). Плавающие растения и слабо прикрепленные формы, забивая решетки водозаборных сооружений, могут даже создать чрезвычайную ситуацию в работе системы технического водоснабжения электростанции. Очевидна важность прогноза возникновения подобных ситуаций и разработка мер, направленных на их предотвращение. Осуществить это можно только на основе целенаправленного изучения закономерностей развития высшей водной растительности в водоемах-охладителях. Цель и задачи исследования. Основной целью работы является исследование закономерностей развития высшей водной растительности в водоемах-охладителях АЭС. В соответствии с намеченной целью были поставлены следующие задачи: 1. Исследование процесса формирования высшей водной растительности на разных этапах эксплуатации водоема-охладителя. 2. Изучение состава и характера пространственного распределения растительных ассоциаций по акватории водоемов-охладителей. 3. Выявление основных факторов, определяющих уровень развития водной растительности. 4. Исследование особенностей сезонной динамики основных групп высших водных растений в водоемах-охладителях. 5. Оценка последствий экстремальных температурных воздействий на водную растительность. 6. Исследование развития высшей водной растительности в условиях интенсивного эвтрофирования водоема-охладителя. Научная новизна. Впервые проведено целенаправленное исследование развития высшей водной растительности водоемов-охладителей Курской и Смоленской АЭС. На основе учета особенностей структуры водных масс водоемов-охладителей, выявлены закономерности в распределении водных фитоценозов. Определен характер влияния сброса подогретых вод на фенологию основных групп водной растительности. Исследованы последствия экстремальных температурных воздействий на растительность в районах сброса подогретых вод из системы техводоснабжения АЭС. Выявлены особенности развития высшей водной растительности в условиях интенсивного эвтрофирования водоемов-охладителей. Практическое значение. Результаты исследования могут быть использованы в следующих областях практической деятельности: 1) для оценки экологического состояния водоемов-охладителей и разработки природоохранных мероприятий; 2) для разработки программ целенаправленного формирования высшей водной растительности техногенных водоемов, обеспечивающей режим их оптимальной эксплуатации; 3) при разработке мер борьбы с зарастанием водоемов-охладителей и образованием биопомех, обусловленных развитием высших водных растений; 4) при планировании мероприятий по обеспечению безопасности работы системы технического водоснабжения АЭС и предотвращению в ее работе чрезвычайных ситуаций; 5) для прогноза последствий эвтрофирования водоемов-охладителей и оценки важности этих последствий для функционирования системы водоснабжения АЭС и других водопользователей; 6) при проектировании водоемов-охладителей АЭС, а также других энергетических и промышленных объектов, имеющих открытые оборотные системы технического водоснабжения. Апробация работы. Результаты работы докладывались заседании секции «гидробиология и ихтиология» Московского общества испытателей природы (МОИП) (1991); на специальном заседании лаборатории Экологических проблем энергетики НИИЭС (Москва, 2003); на международной научной конференции «Водные экосистемы и организмы-5» (Москва, 2003); на заседании кафедры инженерной экологии МЭИ (Москва, 2003); на заседании кафедры гидробиологии МГУ (Москва, 2003). 10 ГЛАВА I. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ФОРМИРОВАНИЕ ВЫСШЕЙ ВОДНОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ВОДОЕМОВ-ОХЛАДИТЕЛЕЙ 1.1. Общая характеристика условий в водоемах-охладителях. Большинство водоемов-охладителей - это крупные водные объекты многоцелевого назначения. Их воды, помимо охлаждения агрегатов АЭС, используются в различных бытовых, рекреационных, рыбохозяйственных и иных целях (Семенков, Фарберов, 1986; Корнеев, 1982; Корнеев и др., 1992; Печюкенас, 1998; Суздалева, 1996а-в; 1998; 2000а). Главное отличие водоемов-охладителей от других водных объектов заключается в том, что они вместе с электростанцией представляют собой единую сложную природно-техногенную систему (ПТС), в которой условия работы. станции определяют условия жизнедеятельности экосистемы водоема, а работа станции, в свою очередь, зависит от состояния этой экосистемы (Егоров, Суздалева, 1999; 20006; 20016; Егоров и др., 20016; Суздалева, 2002а). Антропогенное воздействие, оказываемое на водоемы-охладители, всегда многообразно. Оно включает техногенные факторы, так или иначе связанные с работой АЭС и различные воздействия, обусловленные другими видами человеческой деятельности на берегах водоема-охладителя ив его водосборном бассейне. Влияние работы АЭС на качество водной среды и жизнедеятельность гидробионтов может быть как прямым, так и косвенным. К прямым воздействиям можно, например, отнести сброс избытков выработанного на электростанции тепла. С жидкими стоками в водоем могут поступать химические и радиоактивные загрязнители. Освоение прилегающих к 11 станции территорий не редко изменяет морфометрию водоема, приводит к росту рекреационных и других, связанных с урбанизацией региона нагрузок на его экосистему. Вследствие сброса подогретых вод меняются термический режим водоема, режим испарения воды, ледовый режим, замедляются или ускоряются процессы продукции и деструкции органического вещества. Все это также не может не отразиться на состоянии среды обитания гидробионтов. Кроме того, в водоеме возникают или меняются по направлению и скорости течений, что может интенсифицировать процессы абразии берегов, взмучивания донных отложений, вызвать другие явления, иногда заранее не предполагаемые. Особый интерес всегда проявляется к радиационному воздействию. В связи с этим рассмотрим некоторые результаты аналитических исследований, посвященных данному вопросу (Егоров, Суздалева, 2000 б-г; Егоров и др., 2001а). По результатам исследований АЭС России (а также Украины и Литвы) как источников радиоактивного загрязнения водоемов-охладителей можно заключить, что активность всех радиоактивных поступлений в экосистему водоема за год нормальной работы АЭС не превышает нескольких десятков (максимум сотни) 109 Бк. Так как объем водоема-охладителя обычно не меньше (10й - 1012) л, то такая активность не может заметно изменить объемную активность воды в водоеме и радиационное состояние экосистемы водоема: объемная активность воды увеличится не более, чем на 0,1 Бк/л. По тем же результатам можно заключить, что поступающая с АЭС в экосистему водоема-охладителя активность за год работы станции не превышает активность, привносимую в этот же водоем из источников глобального загрязнения атмосферы, а некоторые АЭС 12 (например, Смоленская и Игналинская) сбрасывают в водоемы-охладители активность меньшую, чем поступает из источников глобального загрязнения. Практически активность, сбрасываемую в водоем-охладитель с АЭС, можно оценить как незначимую (Егоров, 2000). Поступившие в воду водоема-охладителя радионуклиды подхватываются водным потоком, образующимся вследствие постоянного сброса вод из системы охлаждения АЭС, и в результате процессов внутреннего водообмена весьма быстро равномерно распределяются по значительной части объема водоема-охладителя или, во всяком случае, достаточно равномерно (Безносов, Суздалева, 20016). Радионуклиды недолго задерживаются в воде. Большая часть из них поступает в донные отложения. Постоянная, характеризующая этот процесс в водоемах-охладителях средней полосы России, для разных радионуклидов и разных водоемов меняется примерно от 0,03 сут"1 до 0,75 сут"1, т.е. вода водоема-охладителя самоочищается наполовину примерно за 1-15 суток или даже быстрее. Например, для 60Со эта величина определена равной 1,2-3,5 суток. Можно отметить, что примерно с такой же постоянной происходил процесс самоочищения воды водоема-охладителя Чернобыльской АЭС в 1986 г. после аварии (Егоров, Леонов, 1994). Однако в результате биологических процессов часть радионуклидов из воды и донных отложений переходит в водную растительность и организмы других гидробионтов экосистемы водоема-охладителя. При разложении этих организмов какая-то часть радионуклидов вновь возвращается в водную толщу. Таким образом, пути перехода радионуклидов между различными компонентами водной экосистемы (важнейшим из которых является водная растительность) 13 должны являться важной составной частью экологического мониторинга водоемов-охладителей. Напряженность взаимоотношений человек - окружающая среда в регионах АЭС не исчерпывается только вопросами радиационного загрязнения. Функционирование АЭС всегда сопровождается и химическим загрязнением водной среды. В систему АЭС входит большое количество различных производственных и бытовых объектов, значительная часть загрязнителей с которых в конечном счете попадает в водоем-охладитель путем поверхностного смыва или непосредственного сброса сточных вод. Кроме того, строительство АЭС приводит к урбанизации региона и увеличения в нем народонаселения, что также влечет за собой загрязнение окружающей \|:среды., (iСледует. ( отметить, \| чтоп берега всех, ^водоемов-охладителей России в той или иной мере используются в рекреационных целях. В результате этого практически, во .всех случаях АЭС не является единственным,, источникомихимического загрязнения водной среды. На берегах. водоемов-охладителей* ., всегда . существуют различные производственные, бытовые и-.сельскохозяйственные объекты, не связанные .* 1 ¦ ¦ ¦ ' iii. ¦ ; i vi . н •' v. j ¦ ill. I <. I i v. I ч". • • • v " '' ¦ t'. 11' • • *. •. ч ¦ • ' ' n ¦ . ¦ •. ^ . . с АЭС. Кроме того, значительная, часть химических загрязнителей может поступать в эти водоемы с аллохтонными водами из источников водоснабжения. Достаточно часто речная вода, используемая для компенсации потерь за счет испарения и фильтрации, более загрязнена, чем основная масса вод водоема-охладителя (Кошелева, 1991; Бондаренко и др., „¦: , Несмотря , на( все это, большинство ^одоемов-охладителей (, АЭС относится к.группе бетагмезосапробных водоемов (Суздалева,.2002в). Иначе говоря, ,по. загрязненности войной среды бытовыми и промышленными . л i' > . . . t. i:! I (.'¦...'<. 4 • •;•.¦!¦ . >. . i • ¦¦' i. •. •• 14 стоками водоемы-охладители не выделяются среди обычных водоемов средней полосы России. Впервые анализ различных форм воздействия работы атомных и тепловых электростанций на водоемы-охладители был проведен Ф.Д. Мордухай-Болтовским (1974). В соответствии с предложенной им схемой воздействие работы электростанции осуществляется по трем направлениям. 1. Совокупность факторов, воздействующих на организмы, попадающих с током воды, внутрь технических узлов системы водоснабжения электростанции (удары о заградительные решетки перед входом в насосы, повышенное давление в насосах, накачивающих в систему воду, хлорирование воды, термический шок и высокая скорость течения при прохождении воды через трубки конденсатора, травмирование организмов на водосбросе и при прохождении через водобойный порог). 2. Повышение температуры водоема ниже места сброса подогрева вод. Этот фактор воздействует не только на пелагические формы, но и на высшую водную растительность и бентос, которые не попадают внутрь системы охлаждения. При этом Ф.Д. Мордухай-Болтовской особо отмечал, что это воздействие носит двоякий характер. С одной стороны увеличение температуры выше некоторого уровня (ЗО°С и более) оказывает на большинство гидробионтов неблагоприятное воздействие. Вместе с тем, относительно небольшое повышение температуры во многих случаях оказывает положительное воздействие, стимулируя рост и размножение организмов. 3. Изменение других экологических условий. В данную группу факторов Ф.Д. Мордухай-Болтовской включал: усиление течения - появление непрерывного потока подогретой воды, размыв грунтов под влиянием этого 15 же потока, изменение кислородного режима, которое может заключаться как в снижении концентрации растворенного в воде кислорода вследствие повышение температуры, так ив увеличении ее в результате аэрации при интенсивном перемешивании вод на участках сброса, поступление в воду различных загрязнителей со стороны электростанции и ее бытовых объектов. В качестве одной из особенностей антропогенного воздействия на жизнь водоемов-охладителей Ф.Д: Мордухай-Болтовской также указывал на синергическое взаимодействие различных факторов, в частности, на повышение токсичности некоторых веществ при увеличении температуры. В настоящее время эта схема несколько устарела. Некоторые формы воздействия (например, хлорирование вод, поступающих в систему охлаждения) в настоящее время практически отсутствуют или видоизменились, вследствие дальнейшего развития технологии. Вместе с тем, проведенные за последние десятилетия исследования показали, что существует еще ряд факторов, оказывающих заметное воздействие на экологию водоемов, которые ранее учитывались. Например, в предшествующих исследованиях недостаточное внимание уделялось специфическим изменениям гидрологической структуры водоемов-охладителей, обусловленным постоянным сбросом больших объемов отработанных вод. Было установлено, что изменения в составе планктона водоема-охладителя заключаются не только в массовой гибели организмов при прохождении через технические узлы. Важным фактором, влияющим на состав бактериопланктона и фитопланктона водоемов-охладителей, является биотехнопульверизация, то есть смыв клеток бактерий и водорослей из перифитона, образующегося на внутренней поверхности агрегатов системы охлаждения и бетонированных стенках сбросных каналов и разнос их 16 потоком подогретых вод по акватории (Суздалева, 20016; 20026). Исследована роль ряда факторов прямо и косвенно связанных с АЭС и ТЭС, таких как урбанизация региона, функционирование различных подразделений и объектов, также входящих в систему электростанции и оказывающих воздействие на жизнь водоемов помимо системы ее водоснабжения. Описаны явления термической эвтрофикации (Веригин, 1977; Безносов и др., 2002) и многие другие эффекты, характерные для водоемов-охладителей. На основании анализа современных данных АЛ. Суздалевой (2002в) была разработана новая классификация факторов воздействия, которая существенно дополняет рассмотренную выше схему Ф.Д. Мордухай-Болтовского. В соответствии с новой классификацией антропогенные факторы, влияющие на формирование биоты водоемов-охладителей можно сгруппировать следующим образом: I. Факторы, обусловленные контактом водной среды с техническими узлами системы водоснабжения электростанции (включая гидротехнические сооружения, контролирующие подпитку водоема-охладителя). 1.1. Механические воздействия. 1.1.1.Травмирование организмов при ударе о заградительные решетки на водозаборе электростанции. 1.1.2.Травмирование организмов при прохождении через закрытые участки системы водоснабжения (конденсатор и др.). 1.1.3 .Травмирование организмов на сбросе вод из системы охлаждения и водобойных порогах. 17 1.1 АТравмирование организмов при прохождении через шлюзы и насосные станции, накачивающие воду в водоем-охладитель из источников его подпитки. 1.2.Физические воздействия. 1.2.1.Резкое (шоковое) повышение температуры 1.2.2 .Травмирование планктонных организмов в результате увеличения турбулентности водной среды. 1.2.3 .Воздействие кавитации. 1.2.4.Воздействие повышенного давления. 1.3.Воздействия, обусловленные изменением химического состава среды. 1.3.1.Поступление в охлаждающие воды стоков бытовых и производственных служб электростанции (душевых и др.). 1.3.2 .Поступление в охлаждающие воды веществ с территории электростанции чрез открытые участки водозаборных и сбросных каналов. 1.3.3 .Изменение химического состав водной среды при прохождении через систему охлаждения вследствие интенсификации химических процессов (синтеза новых веществ при повышенной температуре, деструкции и минерализации органического вещества и др.). 1.3.4.Изменения химического состава водной среды в результате гибели организмов (увеличение концентрации легкоокисляемой органики и др.). 1.3.5.Изменение концентрации в воде растворенных газов вследствие повышения температуры.

Список литературы

Цена, в рублях: (при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)	1425

Скачать бесплатно	25247.doc

Найти готовую работу

ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:

Связаться

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ

15.04.24 Задачи, условия и этапы организации экспериментальной работы

15.04.24 Критерии качества преподавания

15.04.24 Категория нормы в обучающей деятельности

Архив материала для курсовых и дипломных работ

Ссылки:

Счетчики:

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.