Микробиологический режим в системе Тахтакорпюнских гидротехнических сооружений

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 579.63                                         

Плотина Тахтакорпюнского водохранилища расположена в предгорной части Юго-Востока шеренги гор Большого Кавказа и на расстоянии 15 км от береговой линии Каспийского моря, в Амирханлычайской (Тахтакорпюнской) котловине Шабранского района [1]. Строительство стратегически важного Тахтакорпюнского комплекса гидротехнических сооружений, не имеющего аналогов в нашей стране, было начато в 2006 г. за счет средств бюджета Государственного нефтяного фонда [2]. Введенные в эксплуатацию в 2013 году Тахтакорпюнское водохранилище, ГЭС мощностью 25 МВт и Тахтакорпю-Джейранбатанский канал улучшили водоснабжение 150 тыс га орошаемых земель в районе, а также ввести в оборот 21 тыс га вновь орошаемых сельскохозяйственных угодий. Основным источником подпитки водой системы ТГС является Самур-Апшеронский канал (САК). Также реки северо-восточного региона страны: Гусарчай, Гудялчай, Гуручай, Агчай, Джагаджугчай и Вельвеличай обеспечивают водными ресурсами систему Тахтакорпюнских гидротехнических сооружений [3].

Эта система, имеющая большое значение для Азербайджана, состоит из 3-х частей: 1. Тахтакорпюнское водохранилище с общей емкостью воды 268,4 млн м3; 2. Канал Вельвеличай–Тахтакорпю (ВТК) протяженностью 34,2 км, питающий Тахтакорпюнское водохранилище на 50-м км Самур-Апшеронского канала; 3. Канал Тахтакорпю– Джейранбатан (ТДК) протяженностью 110,3 км, по которому вода, собранная в Тахтакорпюнском водохранилище, поступает в Джейранбатанское водохранилище. Для функционирования системы ТГС установлено большое количество вспомогательных гидротехнических сооружений [4].

Помимо удовлетворения потребности в воде районов, где действует система Тахтакорпюнских гидротехнических сооружений, она также позволила увеличить объем воды Джейранбатанского водохранилища, являющегося основным водным источником Апшеронского полуострова. В обоих случаях определялось санитарно-гидробиологическое состояние воды на участках от первого источника до Джейранбатанского водохранилища в связи с использованием хозяйственно-бытовых вод.

Основная цель работы — изучение общего микробиологического состояния воды в системе ТГС — новообразованного биотопа и определение ее соответствия категории питьевой воды.

Методы исследования и объект исследования

Изучение микрофлоры воды имеет большое значение в системе Тахтакорпюнских гидротехнических сооружений. Поэтому станции в системе выбраны так, чтобы охватить всю акваторию.

• 1.    Канал-подпитка Вельвеличай;

• 2.    Начало канала Вельвеличай–Тахтакорпю;

• 3.    Конец Вельвеличай–Тахтакорпю;

• 4.    С левобережья водохранилища рядом с сооружением аварийного сброса;

• 5.    С правобережья водохранилища;

• 6.    Начало канала Тахтакорпю–Джейранбатан (ГЭС);

• 7.    Конец канала Тахтакорпю–Джейранбатан

  Пробы воды были отобраны и исследованы летом (июль) и осенью (ноябрь) 2017 г., зимой (февраль) и весной (май) 2018 г. Повторно были исследованы летом 2018 и 2019 годах. Пробы для микробиологических исследований отбирали специальным батометром Сорокина [5] в стерильные стеклянные бутылки емкостью 0,5 л. Температуру в пробах воды корректировать не требовалось, так как разница между температурой воды и воздуха весной, осенью и зимой не превышала 2–3 °C. Всего за 2017–2019 годы было отобрано 42 пробы воды с двумя проворностями и проведены камеральные обработки лабораторных условиях. Пробы воды высевали на МПА (мясопептонный агар) [6], в стерильные чашки Петри и помещались в термостат при температуре 37 °C инкубировали в течение 24 часов и подсчитывали общее количество микробов прямым счетом. Анализы проводились в соответствии с действующими в нашей и некоторых других странах государственными стандартами [7], методами, используемыми в научной и практической работе [8, 9]

Анализ и обсуждения

Исследования проводились систематически во все сезоны года с двухкратной повторностью на указанных биотопах. Полученные результаты приведены в Таблице 1.

Таблица 1

ИЗМЕНЕНИЕ ОБЩЕГО ЧИСЛА МИКРООРГАНИЗМОВ

В ВЕРХНЕМ СЛОЕ ВОДЫ В ТГС (верхний слой млн/мл)

№	2017 г.		2018 г.			2019 г.
	лето	осень	зима	весна	лето	лето
1.	1,2	2,0	1,0	4,0	2,0	3,3
2.	7,9	3,4	2,0	2,5	1,2	2,5
3.	4,2	2,6	0,6	1,5	0,9	2,1
4.	1,2	1,2	0,4	0,8	0,4	0,7
5.	0,8	1,0	0,4	0,5	1,0	0,4
6.	1,1	1,0	0,3	0,5	1,5	0,6
7.	1,2	1,1	0,4	0,6	1,7	0,5
средний	2,5	1,7	0,7	1,5	1,2	1,4

Как видно из Таблицы, имеются различия в количестве микроорганизмов в воде, как по сезонам, так и по станциям. Начало канала Вельвеличай–Тахтакорпю в пункте ответвления Самур-Апшеронского канала открывается во 2-й станции. Также, поскольку канал проходит через хорошо развитые районы земледелия и животноводства, вода загрязнена органическими веществами аллохтонного происхождения.

Из Таблицы 1 видно, что среднее количество микроорганизмов в системе ТГС колеблется от 0,7 до 2,5 млн/мл за сезоны. Самый высокий показатель за все сезоны зафиксирован в станции 2. Потому что 1 и 2 станции проходят по территории густонаселенных пунктов. Также в начале канала Вельвеличай–Тахтакорпю впадают реки Гусарчай, Гудялчай, Гуручай, Агчай, Джагаджугчай и Вельвеличай. Проходя через населенные пункты, эти реки подвергаются непосредственному антропогенному воздействию, т. е. хозяйственно-бытовых деятельностей человека.

Достоверной разницы в микробиоте Тахтакорпюнского водохранилища по биотопу не выявлено. Так, в пределах водоема этот показатель колеблется в пределах 0,4–1,7 млн/мл. Внутри резервуара образованные взвешенные вещества минерализуясь промываются и оседает на дно. Следовательно, наблюдается снижение микробиологических показателей.

Как увеличение первичного продукта, синтезируемого фитопланктоном, так и органические вещества аллохтонного происхождения, поступающие в систему извне, оказывают положительное влияние на развитие общей микробиоты водоемов [10]. Из-за большой скорости течения (1,5 м/с) в каналах Вельвеличай–Тахтакорпю и Тахтакорпю– Джейранбатан развитие фитопланктона затруднено. Фитопланктон в этих каналах практически не обнаружен. Были обнаружены водоросли, их видовое разнообразие во все сезоны года в воде водохранилище Тахтакорпю представлено в Таблице 2 [11]. Слабое развитие фитопланктона в водохранилище препятствует накоплению органического вещества автохтонного происхождения (Таблица 2).

Таблица 2

ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ФИТОПЛАНКТОНА В ТГС

Таксон	Лето	Осень	Зима	Весна
Отдел Cyanophyta
Merismopedia glauca	+
Microcystis aeroginosa	+
Отдел Bacillariophyta
Ulnaria ulna	+			+
Luticola mutica	+
Sellaphora pupula	+	+
Cocconeis pediculus
Diplonesis parma	+
Nitzshia sinuata				+
N.linearis				+
N.staqnotium var.deloqnei				+
Nitzshia sp.			+
Cymbella helvetica			+
Отдел Chlorophyta
Cladophora sp.				+
Spirogira fluviatilis				+
Spirogira tenuissima				+

Фиксируются равномерное распределение микробиоты по всей поверхности водохранилища, доказывает энергетической питательной среды для физиологической активности их. Иными словами, антропогенное воздействия на водохранилище нами не выявлено.

Температура окружающей среды является решающим фактором роста микробиоты. Хотя температурный режим воды системы Тахтакорпюнских гидротехнических сооружений резко меняется по сезонам, численность микроорганизмов относительно одинакова. Из-за климатическо-атмосферных отложений уменьшение воды в канале зимой и летом считается естественным. Поэтому результаты, полученные зимой и летом, более точно определяют естественное состояние водохранилища. Напомним закон Вант-Гоффа: если зимой при низких температурах вегетативно-генерационный процесс бактериопланктона замедляется, то летом, наоборот, при положительных температурах биохимическая активность микробиоты возрастает [12].

Выводы

• 1.    Тот факт, что численность микроорганизмов на первых трех участках в 2,0–2,5 раза выше, чем на соседних участках, можно рассматривать как свидетельство обогащения воды аллохтонным, т. е. антропогенным органическим веществом.

• 2.    В связи с отсутствием источников устойчивого и острого антропогенного воздействия на водохранилище Тахтакорпю резкие изменения численности микроорганизмов не учитываются.