Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Динамика экологического состояния основного водотока мегаполиса

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Динамика экологического состояния основного водотока мегаполиса"

На правах рукописи УДК 502.7:574:628.33

ЩЕГОЛЬКОВА Наталия Михайловна

ДИНАМИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОСНОВНОГО ВОДОТОКА МЕГАПОЛИСА (на примере реки Москвы)

Специальность 03.00.16 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва-2007

003052748

Работа выполнена в МГУП "Мосводоканал"

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор Карпачевский Лев Оскарович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Хромов Виктор Михайлович

доктор химических наук, профессор Дедков Юрий Маркович

N

доктор физико-математических наук, профессор Веницианов Евгений Викторович

Ведущая организация: Международный независимый

эколого-политологический университет (Москва)

Защита состоится «_» _ 2007 г. в _ часов на заседании

диссертационного совета Д. 501.001.55 при Московском Государственном Университете им. М.В.Ломоносова, биологический ф-т.

Отзыв в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять в диссертационный совет по адресу: Москва, 119992, Ленинские горы, ГСП-2, диссертационный совет Д. 501.001.55. Факс: (495) 939-43-09 Тел.: (495)932-89-92

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке биологического факультета Московского Государственного Университета им. М.В.Ломоносова

Автореферат разослан «_» 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Карташева Н.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы

Более половины жителей земли проживает в городах, и с каждым годом процент городского населения земли все увеличивается Экологическое благополучие мегаполисов во многом зависит от состояния городской реки или водоема, принимающего сточные воды Города с числом жителей более 1 млн образуют особые урбоэкосистемы в связи с наивысшей плотностью населения и, вызванной этим, нагрузкой на экосистему городского водоема

В городских реках наиболее распространенными загрязнителями являются тяжелые металлы, токсичные органические вещества, нитритные и аммонийные соли азота. В первую очередь от них страдают речные экосистемы. Возрастает роль диффузного загрязнения рек от донных отложений и с поверхностными водами с окружающих территорий.

Река Москва представляет собой яркий пример городского водотока, испытывающего на себе все многообразие антропогенных воздействий: разнообразие стоков, изменение гидрологического и температурного режима, значительная доля (более 55 %) бытовых биологически очищенных стоков. Поэтому актуальность данной работы обусловлена

в теоретическом аспекте - оценкой роли отдельных факторов антропогенного влияния и потенциальных возможностей самоочищения городской реки, выявлением зависимостей характера самоочищения от разных факторов нагрузки,

в прикладном - тем обстоятельством, что выявленные закономерности могут служить основой для инженерных решений по регулированию качества водной среды города, а также для повышения информативности мониторинга реки и прогнозирования ее экологического состояния

Цель работы - выявление основных закономерностей экологической организации городской реки в динамике для разработки методов регулирования качества воды и повышения информативности существующего мониторинга реки

В связи с этим были поставлены задачи:

1) установить закономерности самоочищения реки мегаполиса в многолетней динамике в связи с изменением нагрузки от города,

2) выявить специфику экологических факторов в зоне влияния биологически очищенных вод,

3) изучить влияние биологически очищенных вод на перераспре деление тяжелых металлов, соединений азота и на токсичность воды в реке,

4) определить вклад сообществ городской реки в трансформацию органического вещества;

5) определить влияние технологий очистки бытовых стоков и промывок дна на структуру экосистемы реки,

6) на основе выявленных экологических закономерностей разработать методы регулирования качества воды и принципы мониторинга городской реки

Научная новизна

Для сильно загрязненной реки, обоснована возможность применения оценки функционирования экосистемы по скоростям самоочищения

Впервые сформулировано представление о специфической (кризисной) зоне городской реки ниже выпусков биологически очищенных вод, которая характеризуется снижением токсичности, повышенным содержанием фосфора в донных отложениях и во взвешенных веществах, снижением подвижности металлов в донных отложениях, повышением биопродуктивности по всем трофическим уровням, устойчивым формированием нитри-денитрифицирующих бактериоценозов, ускоренной трансформацией органического вещества речными сообществами

Получены оценки самоочищения городской реки средней водности, принимающей стоки мегаполиса (не менее 30 % от общего содержания органического вещества по ХПК и не менее 70 % по азоту общему), которые свидетельствуют о значительных ассимиляционных возможностях загрязненных рек.

Максимальные зафиксированные скорости самоочищения городской реки составляют по ХПК 5 мг 02/(л сут), по БПК5 - 1 мг 02/(л сут), по азоту аммонийному -1,5, по азоту общему -1,7 мг/(л сут)

Выявлено, что увеличение ассимиляционных возможностей реки по органическому веществу и азоту соответствовали снижению в реке токсичности и стабилизации кислородного режима

Выявлено, что промывки дна реки при современной нагрузке, способствуют формированию денитрифицирующих дойных сообществ в местах седиментации взвешенных органических веществ, интенсифицируют трансформацию органических

ч

веществ в донных отложениях на городском участке реки Личный вклад автора Разработка теоретических положений по экологической структуре реки мегаполиса

Создание и анализ базы данных по гидрохимическим, гидрологическим и гидробиологическим показателям воды речной, очищенной и поступающей на сооружения очистки за период с конца XIX в.

Разработка и создание лабораторной установки «Аквабиоценоз» для моделирования процессов самоочищения, проведение экспериментов по моделированию и анализ результатов

Формирование программ работ, организация и участие в полевых и лабораторных работах, анализ данных по изучению гидрохимических и гидробиологических свойств реки, донных отложений и очищенных вод в период с 1999 по 2006 гг в рамках производственного экомониторинга МГУП "Мосводоканал".

Совместные работы оговорены в соответствующих разделах диссертации и отражены в виде соавторства в научных публикациях.

Практическая значимость

определен минимально допустимый период (5 лет) между промывками реки в условиях, соответствующих современному уровню техногенной нагрузки,

предложено в качестве критериев восстановления экологического благополучия реки использовать оценки скоростей самоочищения по Х11К, Б1Ж5, азоту общему;

показано, что применение технологий с обеззараживанием биологически очищенных вод снижает скорость самоочищения реки от избыточного азота, поэтому применение данных технологий должно проводиться с внесением в обеззараженные воды нитрифицирующего бактериоценоза;

создана база гидрохимических, гидрологических и гидробиологических данных по р Москве за период с конца XIX в ,

показано, что биологически очищенные воды могут интенсифицировать процессы восстановления экологического режима в случае чрезвычайного загрязнения реки соединениями азота, органическими токсикантами и токсичными металлами

Материалы работы были доложены на следующих конференциях -Втором и Третьем международном научно-промышленном Форуме «Великие реки», Н Новгород в 2000, 2002 гг

• 4-м, 5-м, 6-м, 7-м международном конгрессе «Вода Экология. Технология» в 2000, 2002, 2004, 2006 гг.,

- 1-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии и развития городов» в 2001 г , Красноярск,

- 8-м съезде Гидробиологического общества РАН, Калининград в 2001 г., -Международной научной конференции "Малые реки. Современное экологическое состояние, актуальные проблемы", Тольятти в 2001,

- научно-практической конференции НИИ ВОДГЕО, Москва в 2004,

- Второй международной научной конференции «Биотехнология - охране окружающей среды», МГУ им М В.Ломоносова, Москва в 2004,

- 4-м съезде Докучаевского общества почвоведов, Новосибирск в 2004,

- Международном Конгрессе «ЭТЭВК-2005», Ялта, 2005,

- 4-м Международном конгрессе по управлению отходами ВэйстТэк, Москва, 2005;

- научно-технических советах МГУП "Мосводоканал" в 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006 годах,

- VI Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика -2006», Самара, 2006,

- XI научно-практическом семинаре «Вопросы аналитического контроля качества вод» в Аналитическом Центре контроля качества воды ЗАО «Роса», Москва, 2006,

- конкурсах научных работ МГУП "Мосводоканал" в 2001, 2002, 2004 годах.

Внедрением работы является усовершенствование системы производственного экомошггоринга МГУП "Мосводоканал" по следующим позициям:

разработка и создание лабораторного стенда для моделирования процессов самоочищения,

выбор наиболее чувствительных методов биотестирования и внедрение их в производственный экоконтроль,

введение новой точки экокошроля с 2000 г. (Перерва ГЭС), обеспечивающей представительный отбор проб выше выпуска Курьяновской станции аэрации (КСА). Защищаемые положения

В условиях мегаполиса кризисной зоне реки присущи следующие признаки

1) максимальные скорости самоочищения по органическому веществу и азоту ;

2) ускоренная трансформация органического вещества речными сообществами,

3) формирование зон седиментации с пониженной подвижностью металлов Интегральная оценка функционального состояния экосистемы городской реки,

основывается на оценках темпов самоочищения и размерах кризисной зоны, границы которой устанавливаются по снижению токсичности, повышенному содержанию фосфора в донных отложениях и во взвешенных веществах, снижению подвижности

металлов в донных отложениях, повышенной биопродуктивности всех трофических уровней

Промывка дна реки способствует формированию денитрифицирующих донных сообществ и интенсифицирует трансформацию органических веществ в донных отложениях.

Осуществление промывок следует проводить не чаще, чем 1 раз в 5 лет в связи с последействием донных сообществ Этот интервал должен увеличиваться по мере снижения нагрузки на реку по биогенным элементам и органическому веществу и определяться по снижению скоростей самоочищения (по органическому веществу и азоту)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 48 работ Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 324 страницах и состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Иллюстрирована 112 рисунками и включает 46 таблиц Список литературы включает 378 названий, из которых 124 на иностранных языках.

Глава 1. Экологические проблемы водоотведения городов

Человек, активно изменяет ландшафты, климат, видовой состав и соотношение численности микроорганизмов, растений, животных. Природно-техногенные системы становятся неотъемлемой частью биосферы Особенно актуально изучение и использование человеком данных систем - в городах, где сосредоточены все виды ангропогенного воздействия на экосистемы (Марфенин, 2001, Карпачевский, 2005, Дедков, 2005). Самоочищение водоемов зависит от комплекса гидрологических, физико-химических и биологических факторов Изучение процессов самоочищения реки затрудняется тем, что каждой реке свойственна естественная неоднородность экологических структур от верховьев к устью (УаппсЛе, 1980, Богатов, 1994)

Разделение реки на участки между плотинами нарушает естественную «цепочку» смены сообществ в речном континууме

Регулирование качества воды водоприемника может осуществляться за счет снижения концентрации токсичных веществ в точечных источниках загрязнения, а также путем интенсификации внутрисистемных процессов, направленных на самоочищение Возможные пути и методы интенсификации самоочищения для рек и водоемов-водоприемников различны в силу разницы их структурной организации, и могут быть представлены следующим образом (Йоргенсен, 1985, Оксиюк, Стольберг, 1986, Хендерсон-Селлерс, 1987, Романенко, др , 1990)

Оценка структурно-функциональной организации экосистемы городской реки необходима'

1) для оценки состояния реки (Федоров, 1974, Макруппш, 1974, Филенко, 1988, Левич, Терехин, 1997, Руководство, 1992, Максимов, Булгаков, др , 1999, Шитиков, Розенберг, 2003),

2) для оценки связи сообществ от верховьев до устья, что особенно важно для зарегулированной реки с измененным гидрологическим режимом (Andersen, 1979, Webster, 1979; Хромов, Витвицкая, др , 1991, Newbold, 1992; Хромов, Карташева, др., 1997, Крылов, 2004),

3) для оценки вклада сообществ в трансформацию органического вещества (Ивлев, 1954, Винберг, 1956, 1960, Заика, 1972, Константинов, 1973, Алимов, 2001, Бобырев, Криксунов, 1996, Садчиков, Козлов, 1999, Криксунов, 2006; Пушкарь, др., 1997, Ильягн, Федоров, др , 1997, Остроумов, 2004), что косвенно позволяет оценить процессы самоочищения по тяжелым металлам (ТМ), органическим поллютантам (Maruya Keith, 1998, Бреховских, 1998, Dewuif, 1999, Даувальтер, 2000)

Поступление в реку из биологических очистных сооружений бактерий, микрофауны (инфузории, первичнополостные и вторичнополостные черви, брюхоресничные черви, коловратки, тихоходки, паукообразные), а также грибов и водорослей (синезеленые, диатомовые, зеленые, эвгленовые) оказывает заметное влияние на самоочищение реки Организмы биологически очищенных вод (БОВ) дополняют структуру речного биоценоза и включаются в биогеохимические циклы реки (Никитинский, 1914, Гюнтер, 1973, Голубовская, 1978, Fenchel, 1998, Kabata-Pendias, 1999; Brion, 2000, Добровольский, 2003; Башкин, Касимов, 2004) Ниже выпусков биологически очищенных вод исследователями выделялась зона повышенного самоочищения по биоокисляемому органическому веществу (Строганов, 1939, Козлова, Храмова, 1972) Отмечалось, что при чрезмерной нагрузке от города эта зона, также как и городской участок реки характеризуется потенциальной опасностью накопления илистых органогенных отложений, аккумулирующих городские загрязнители, которые практически не трансформируются донными гидробионтами (Липеровская, Пчелкина, 1972) Исходя из того, что основным источником накопления илов является аллохтонное взвешенное вещество, рекомендовалось проведение очистки русла промывкой дна (посредством

регулируемого сброса воды из водохранилищ) с периодичностью 15-20 лет (Козлова, 1976). Допустимая нагрузка на реку Москву по биоокисляемому органическому веществу, исходя из поддержания нормального кислородного режима (не менее 4 мг/л), определена равной 40 т/сут (Попова, 1972). Оценок продуктивности экосистемы городской реки с учетом всех трофических уровней, включая рыб, не проводилось.

Для очистки реки от тяжелых металлов (ТМ) наибольшую роль играет их способность образовывать малорастворимые соединения, сорбция, осаждение и соосаждение (Sposito, 1981; Forstner, 1993; Salomons, 1995; Кошелева, 1997; Бреховских, Казмирук, 1999; Папина 1999; Даувальтер, 2000; Веницианов, 2002). Многочисленными работами показано, что для городских рек факторами, ограничивающими их нахождение в свободно-ионном виде (наиболее опасной форме для гидробионтов) является в донных отложениях сульфат-сульфидное равновесие, в воде - состав анионов и сорбционная емкость взвешенных веществ (Линник, 1999; Кондратьева, 2000). На формирование восстановительных условий в донных отложениях оказывает влияние содержание органического вещества и активность донного сообщества, в первую очередь комплекса бактерий. БОВ могут оказывать влияние на процессы перераспределения ТМ в реке изменением состава донных отложений (как прямо, так и косвенно), а также внесением анионов и комплексообразователей, способных связывать металлы в малорастворимые соединения.

Одним из процессов, снижающих концентрацию наиболее токсичных форм азота - N-NH4 и N-NO2, является нитрификация, удаление же азота из водной системы происходит за счет денитрификации (Hiscock et al, 1991; Tiedje, 1988) и процесса Anammox (Dalsgaard et al, 2005). Влияние БОВ на биогеохимические циклы азота может выражаться в наличии среди бактерий БОВ нитрификаторов и денитрификаторов, в повышении температуры и ускорении микробиологических процессов, в формировании (прямо и косвенно) аэробно-анаэробных зон.

Удаление органических поллютантов в водоемах происходит за счет микробиологических процессов. Мнение ученых таково, что все без исключения синтетические органические вещества могут быть разрушены микроорганизмами (Ротмистров, др., 1978). Время деструкции зависит от возможности сформироваться специфическому бактериальному сообществу, причем отмечалось, что интенсивнее процессы самоочищения проходят там, где нет дефицита биогенов, необходимых для полноценного развития бактериоценозов (Kibret et al, 2000). БОВ оказывают влияние на трансформацию органических токсикантов внесением биогенных элементов, адаптированных (к специфическим загрязнителям города) бактерий и повышением температуры реки. Протекание процесса денитрификации сопровождается деградацией многих сложных OB, что играет роль в очистке донных отложений от органических токсикантов: гербицидов (Tenuta, Beauchamp, 1996), бензойных кислот (Tiedje, 1988; Her, Huang, 1995; Casella, Payne, 1996), фенола, м-крезола, толуола (Casella, Payne, 1996; Zhou, Fang, 1997), н-гетероциклических соединений (Liu et al.,1993 ) и т.д.

Выпуски бытовых вод могут соотноситься с расходом реки от 1:1000 до 20.1. Несомненно, при разном расходе влияние БОВ на реку будет различным. Это влияние можно оценить по многолетней динамике состояния р. Москвы, так как названное отношение менялось вместе с ростом города, достигнув к началу XXI в. 10:9.

Глава 2. Объекты и методы

Протяженность реки Москвы 496 км, из них 61 км (12% от длины) река протекает по территории города. В верхней части бассейна имеется несколько водохранилищ сезонного регулирования, расположенных как на самой реке, так и на ее притоках. С 1937 г. проводится обводнение реки волжскими водами, поступающими по каналу им. Москвы, р. Сходне и р. Яузе, а также с очищенными сточными водами станций аэрации. На всем протяжении современная р. Москва зарегулирована гидроузлами. В черте города расположены два комплексных гидроузла: Карамышевский и Перервинский. Ниже Перервинского гидроузла расположено пять низконапорных

гидроузлов - Трудкоммуна, Андреевка, Софьино, Фаустово и Северна. Русло реки в черте города в течение Х1Х-ХХ вв. подвергалось изменениям - спрямлению, углублению, расширению. Р. Москва представляет собой зарегулированный водоток с антропогенно измененным гидрологическим режимом.

Рис. 1. Карта-схема р. Москвы с современным и историческим расположением московских станций аэрации. Существующие станции: КСА - Курьяновская станция аэрации (с 1951 г.), ЛСА -Люберецкая станция аэрации (с 1963 г.), ЗСА - Зеленоградская станция аэрации (с 1966 г.), ОСБ Очистная станция Южною Бутона (с 1998 г.). Станции, прекратившие функционирование: I-Люблинскис поля фильтрации (1899-1970), 2- Люберецкие поля фильтрации (1914-1975), 3-Кожуховская станция аэрофильтрации (1929-1970), 4-Филевская станция аэрации (1936-1972), 5-Закрестовская станция аэрации (1935-1966), б-Щукинскан станция аэрации (1951 -1975), 7-Кунцевская станция аэрации (1961-1966), 8-Тушинская станция аэрации (1961-1980), 9-Люблинская станция аэрации (1940-1996).

Эволюция технологий очистки бытовых сточных вод для Москвы мало отличалась от подобной эволюции крупных городов мира. Крупнейшие московские станции аэрации (Курьяновская, КСА, и Люберецкая, ЛСА) находятся сейчас на этапе перехода к очистке биологической с удалением биогенных элементов, доо чисткой и обеззараживанием воды. В 1947, 1951, 1962, 1966, 1970, 1979, 1980, 1981, 1982, 1986 и 1998 гг. проводились весенние промывки дна реки. До 1966 года регулируемые

половодья проходили за счет естественного стока реки. В последние годы в связи с трудностями накопления значительных объемов воды в водохранилищах снижается максимальная скорость промывок и время промывки (Бочаров, др., 1987; Храменков, др., 1998).

Основные методы выполненных исследований: 1) создание и обработка базы данных по наблюдению за р. Москвой в средней и нижней части русла за период более 100 лет; 2) полевые исследования с 1999 по 2006 гг. в среднем течении р. Москвы (на участке около 100 км) с применением гидрохимических, гидробиологических, микробиологических и геофизических методов; 3) лабораторное моделирование процессов самоочищения. Для лабораторного моделирования процессов самоочищения использовали оригинальную установку «Аквабиоценоз» (Щеголькова, 2004) и климатическую камеру. Среди наиболее чувствительных биотестов выбраны цериодафнии (выживаемость и плодовитость) и инфузории (хемотаксис, прибор «Биотестер-2»), данные методы внедрены для ежесезонного и ежемесячного контроля (соответственно) вод очищенных и речных. Проводили определение токсичности по рыбам - данио, гуппи, стерляди, горчаку, моллюскам - анадонта, водорослям -сценедесмус. Оценивали поведенческие реакции, выживаемость, метаболизм (дыхание, прирост). Гидрохимические анализы выполняли по стандартным методикам, принятым в аккредитованных лабораториях МГУП "Мосводоканал". Гидробиологические пробы по р. Москва отбирали с борта катера. Для структурно-функциональной характеристики бактерио-, зоо-, фитоплактона, зообентоса, перифитона, рыбных популяций определяли видовой состав гидробионтов, их численность, биомассу, продукцию по общепринятым методикам. Оценку плотности рыбного населения проводили по сетным уловам с использованием оригинальной методики (Криксунов, 2004). В 2003 году было проведено определение содержания металлов в мышцах и печени рыб разных возрастов, а также определение органических токсикантов (хлорорганические пестициды, полиароматические углеводороды,

полихлорированные бифенилы) в мышцах и печени рыб возраста 3 и 14 лет из канала КСА.

Пункты контроля воды

2 сутки

4 сутки 5 сутки

Рис. 2. Расположение современных пунктов производственного экомониторинга МГУП "Мосводоканал" на р Москве и время продвижения воды по реке от выпуска КСА (1- Рублево, 2 -Тушино, 3,4 - Перервинский ГУ, 5 - Ниже КСА, 6 - Братеево, 7 - Беседы, 8 - Заозерье, 9 - Отдых)

выпуск КСА

Выше

;КОС I '"•■Заозерье I

!-г—Г-НЧ

выпуски ПСА Отдых

Коломна

р. Москва

Границы города

110

км от устья

Рис 3. Расположение основных створов гидрохимических наблюдений, для которых рассчитывались массовые расходы загрязняющих веществ по среднему и нижнему течению реки

Исследования донных отложений проводили на участке реки 152-90 км от устья. Анализировали содержание металлов (валовое и подвижные формы) и биогенных элементов с помощью традиционных методов. Одноканальные сейсмоакустические исследования проводили с помощью аппаратуры, разработанной на кафедре сейсмометрии и геоакустики геологического факультета МГУ (Калинин, др. 1991). Сейсмические исследования проводили по профилям, расположенным вдоль левого и правого берегов и по фарватеру на участке реки от Южного порта до створа Беседы (Владов, др., 2005). Кроме того, выполняли определение содержания растворенного кислорода по руслу реки на различных глубинах.

Обработку полученного гидрохимического и гидробиологического материала проводили по следующим основным направлениям:

1. Определение массовых расходов (МР) и составление балансовых расчетов по органическому веществу (ОВ), формам К, Р, взвешенным веществам (ВВ), металлам.

2. Расчет скорости самоочищения с учетом времени продвижения воды по руслу.

3. Оценка трендов показателей в пространстве (горизонтальные и вертикальные профили) и в динамике (многолетней, сезонной, суточной).

4. Изучение структурных и функциональных особенностей биоценозов на основе гидробиологических полевых наблюдений, оценки суточной и сезонной динамики по растворенному кислороду (02), сезонной динамике рН, формам И, Ро6щ и Р-РО4, БПК5, ХПК, взвешенным веществам (ВВ) и взвешенным органическим веществам (ВОВ).

5. Сравнение натурных наблюдений и данных лабораторного моделирования на участке ниже КСА. Рассматривали изменение показателей во времени удаления от выпуска (для натурных наблюдений) и времени проведения опытов (для лабораторных реакторов).

Применяли стандартные методы статистической обработки результатов.

Глава 3. Закономерности формирования экотопов современной реки мегаполиса.

До воздействия мегаполиса на реку Москву, река имела закономерные экологические изменения от истоков к устью, которые выражались в замедлении скоростей течения, в изменении структуры сообществ. Развитие города привело к зарегулированию реки несколькими плотинами, и, кроме того, река получила дополнительный приток волжской воды. Бассейн реки, исходя из ее расхода, как минимум удвоился. Если любая равнинная река имеет тенденцию снижения скорости к устью, то река, обводненная водой из другого бассейна, имеет тенденцию к убыстрению скорости течения (рис. 4). В верхней незарегулированной части реки

скорости 0,1-0,3 м/с, в среднем течении реки, где сказывается влияние плотин и существенно изменено русло, скорости течения составляют 0,05-0,19 м/с. После поступления в реку БОВ скорости возрастают до 0,2-0,5 м/с. Таким образом, скорость в нижнем течении выше, чем в верхнем течении. Ранее отмечалось, что зарегулирование реки снижает долю р соф ильных и повышает долю лимноф ильных видов (Шатуновский, др., 1988). Высокие скорости нижнего течения при условии благоприятного кислородного режима делают эту часть реки весьма привлекательной для рсофилов.

■ Площади сечения, м2

от гыпуск* КСА. Суг

Рис. 4. Гидрологические условия в среднем течении реки. Цифрами отмечены зоны седиментации: 4, 5, 6 - за счет расширения русла, 2, 3 - за счет углубления русла, 1,7 за счет расширения и углубления.

Территория долины р. Москвы среднего течения характеризуется повышенной

гидравлической связью четвертичных водоносных горизонтов с водоносными

горизонтами карбона, эксплуатация которых началась еще в конце XIX в. В черте

города с 60-х годов XX в, происходит потеря воды из р. Москвы в водоносные

горизонты в размере около 3-5% от расхода реки (Орлов, 1997). Зоны инфильтрации могут выступать в качестве постоянных «ловушек» взвешенных веществ, наиболее тонкодисперсных, органогенных (Калинин, др., 1991). Другими зонами седиментации являются участки русла с понижением скоростей течения. Определено, что все они характеризуются специфическими донными отложениями (ДО): с повышенным содержанием ОВ (более 10 % по потере при прокаливании - ППП), с повышенной долей частиц менее 0,001 мм (15-30%), с пониженным по сравнению с остальными участками реки отношением С/Ы. Процессы переработки ОВ в зонах седиментации более близки водохранилищам (Законное, 1993), чем рекам с естественным режимом. Активное перемешивание водных масс (особенно на водосливах плотин), отсутствие ледостава и повышенная температура способствует интенсификации окисления ОВ в воде реки.

При всем многообразии антропогенного воздействия на р. Москву, многие факторы имеют периодические составляющие, которые связаны с метаболизмом жителей, суточными и недельными ритмами работы предприятий, сезонными ритмами отдыха жителей, сезонностью работ речного транспорта и т.п. Река в месте выпуска КСА течет в пульсирующем скоростном режиме, скорости течения могут меняться за сутки на 30 % (от 0,20 м/с до 0,26 м/с в среднем). Скорости течения в отводном канале КСА для очищенной воды часть суток превышают 0,5 м/с. В канале (длиной 0,5 км) существуют уникальные экологические условия высокоскоростного теплого (круглогодично не ниже 18 °С) насыщенного кислородом потока.

В зоне городских бытовых стоков резко меняется состав воды. Перемешивание воды от выпуска КСА происходит через 5-8 км по руслу или более 10 часов движения воды. На участке русла с неполным перемешиванием воды существуют два потока, которые различаются по рН, содержанию кислорода, температуре, прозрачности. Гидробионты, пересекая потоки, находятся в постоянно меняющихся условиях среды. Рядом исследователей было показано, что неоднородность среды обитания для водных

гидробионтов стимулирует прирост биомассы, скорости процессов метаболизма и благоприятно сказывается на развитии гидробионтов разных трофических уровней (Константинов, др., 1995, 1998). Различие физических и гидрохимических показателей в двух потоках до смешения БОВ с речной водой может повышать биологический потенциал этой зоны.

Для естественных водотоков никогда не наблюдается вертикальной стратификации по кислороду. В зарегулированной реке, скорость течения которой снижается до 0,01-0,05 м/с, а донные отложения представлены органогенными илами, появляются зоны со стратификацией по кислороду, аналогичные таковым в водохранилищах и озерах (зоны 1, 3, 7 - рис. 4) с глубиной резкого снижения кислорода - 7-8 м, что обычно для эвтрофных озер и водохранилищ средней полосы России.

Вся река разделена на зоны, которые значимо различаются основными гидрохимическими показателями: выше города, городской участок, ниже выпуска КСА, ниже выпуска JICA. Каждый из названных участков реки имеет специфический характер поступления загрязнителей (рис. 5) и разные потенциальные возможности самоочищения. Если на городском участке загрязнение реки преобладает над самоочищением, то на участке ниже всех выпусков города происходит самоочищение воды по ОВ, азоту, фосфатам, железу. За 3-4 суток движения воды окисляется количество ОВ (по БПК5), равное внесенному со стоком КСА. На участке от выпуска КСА до выпуска ЛСА заметно изменяются формы нахождения биогенных элементов и ОВ в воде. Выпуски БОВ вносят значительную долю минеральных форм N, которые за трое суток движения воды частично преобразуются в Nopr (доля Nopr возрастает от 10 до 25 %) - рис. 6.

Содержание Р в донных отложениях (ДО) ниже выпуска КСА возрастает в 2-3 раза и держится на этом уровне не менее 40 км. Максимальное увеличение - в первых зонах седиментации ниже выпусков (в 7-8 раз, до 3,5 %). Здесь фиксируется зона

специфических ВВ (с максимальным содержанием Р круглогодично), что стимулирует развитие фито- и зоопланктона и рост бактерий на детрите.

О ээ

---------—ДИТИща! Фосфаты (по

<э®

□ Реке на входе в город

■ Поступление со стоками и волжской водой в черте города

□ Поступление со стоками КС А

Рис. 5. Вклады по загрязняющим веществам и содержанию бактерий от разных источников (% от массового расхода/численности бактерий реки на выходе из города).

С«10ИН0СТЬ по Новщ

Рис. 6. Неоднородность гидрохимических показателей по руслу реки (средние значения по данным ежемесячного мониторинга в 1999-2005 гг.) и сезонная динамика по 1М„6,Ц.

К створу Заозерье содержание Р во 8В снижается. ÜB неоднородны в течение года в реке на входе в город (Рублево) и в Заозерье (выборки бимодальны но содержанию Р). Аналогичность состава ВВ в этих створах выявлена по сходству модальных значений содержания Р во В8 (0,4 и 1,4-1,6%%), Появление в етворе Заозерье ВВ с повышенным содержанием Р (> 1,6-2 %) - индикатор загрязнения речных вод взвешенными веществами от ДО зон седиментации.

Очищенные воды менее токсичны, чем речные. На протяжении около 40 км ниже выпуска КСА токсичность снижается по индексу токсичности на инфузориях в среднем в полтора раза (из диапазона умеренной и высокой степени токсичности в область допустимых значений).

СддцяяииЕОВ с 74

v - ">-.'• * иг.т

Содержание ОВ > 7%

т- .«.ais«* 1НМ

ш о.яп

' 1М»

I '

15 20

Содержание ОВ, %

Já7

/ v: ^ s s j»

<f if tí í" y

В ацетатно-аммонийном буфер«

B&uwwKCA ■ Ми*» КСА

70 ,-

*

é ® ?

В аэотнокислотной вытяжке

□ Выш* КСА ■ Ним* КСА

Ш i

"lililí«:*

f* Мл

Рис. 7. Зависимость валового содержания железа от содержания органического вещества в донных отложениях и подвижность металлов в донных отложениях относительно выпуска БОВ.

Токсичность зависит не столько от абсолютного содержания металлов, сколько от формы их нахождения в воде (Singer, 1997). Ниже выпусков КСА и JICA происходит частичное осаждение металлов, которое сопровождается седиментацией фосфора в донные отложения. Это демонстрируется по взаимному увеличению их концентрации в ближайших к выпускам зонах седиментации; по снижению подвижности металлов в донных отложениях ниже выпуска КСА; по прямой зависимости валового содержания металлов от содержания фосфора ниже выпуска КСА и отсутствию таковой выше выпуска (рис. 7). Расчет запасов Р в зонах седиментации показал, что доля возможных запасов фосфора до пункта Отдых составляет не более 20 % от массовых расходов всего фосфора БОВ в год. Снижение фосфатов вниз по течению обусловлено не накоплением их в отдельных зонах седиментации, а переходом в малорастворимые соли металлов, которые сорбируются на ВВ.

В ДО окислительно-восстановительный потенциал и состав поровых вод зависят от интенсивности микробиологических процессов. Она, в свою очередь, зависит от содержания ОВ. При концентрации ОВ до 7% происходит накопление металлов, болей 7 % - вымывание их из ДО. Это было показано по наличию прямой и обратной корреляционной зависимости между содержанием металлов и содержанием ОВ для двух выборок ДО ниже выпуска КСА (рис. 7).

Глава 4. Структура биоценоза городской реки и его роль в самоочищении

Выявлено, что экосистема реки функционирует как целостная. Здесь представлены все трофические уровни. Особенностью структуры ниже выпусков БОВ является заметная роль бактериального планктонного и бентосного сообщества, которые трансформируют ОВ, поступающее с выпусками и переносимое из верховьев реки. Ниже выпуска БОВ формируется зона, где происходит прирост бактериопланктона независимо от сезона в течение первых двух-трех суток. Эта зона

реки характеризуется снижением отношения общей численности бактерий (прямой счет) к числу гетеротрофных бактерий (по посеву на МПА) Далее происходит снижение численности бактериопланктона до аналогичных значений выше выпуска и повышение вышеназванного отношения Разница между данными моделирования и наблюдаемыми в реке характеризует влияние факторов, не задаваемых в модели (осаждение взвешешшх частиц и утилизация бактериоплашстона по трофической цепи), и составляла для разных сезонов на 3-4 сутки от 12 до 61 тыс КОЕ/мл (по посеву на МПА). Среди бактерий заметную часть составляют нитрифицирующие, что подтверждает динамика гидрохимических показателей в реке и лабораторной модели Деятельность бактерий-аммонификаторов проявляется на расстоянии от выпуска КСА в 10-15 км (сутки движения воды), где происходит некоторое повышение содержания аммонийного азота, наиболее проявляющееся в конце лета - осенью (прирост до 0,5 мг/л) Протекание денитрификации в дошгых отложениях реки зафиксировано по расхождению между лабораторной моделью и натурными наблюдениями по содержанию N-N02 (в модели значения выше) По балансовым расчетам в настоящий момент в реке ниже выпусков удаляется более половины азота, поступающего со стоками города Это позволяет оценить скорость процесса денитрификации ниже выпусков КСА и ЛСА в 5 г/(м2 сут). В процессе денитрификации участвует большая часть дна реки, а не только зоны седимеотации, что показали результаты сейсмоакустического профилирования Газонасыщенными является более 80% площади дна реки Скорость денитрификации зависит от содержания ОВ в донных отложениях (коэффициент корреляции 0,77 по результатам лабораторного эксперимента).

Биомасса фитопланктона варьировала на различных участках реки от 1,5 до 16,2 мг/л (при глубине фотического слоя не превышающего 1 м). Во все сезоны проявлялась закономерность: снижение биомассы в районе выпуска КСА (по сравнению с участками на входе в город и выше КСА), возрастание к створу Заозерье

(в среднем вдвое от биомассы на входе в город, в весенний период возрастание - в несколько раз) Основу биомассы формировали диатомовые и зеленые водоросли Уровень сапробности, оцениваемый по видовому составу планктонных водорослей (индекс сапробности по методу Пантле и Бука в модификации Сладечека), был, сходным на всех участках реки - от 1,70 до 2,23, что соответствует (3-мезосапробной зоне Индекс сапробности не отражал степень влияния органических веществ БОВ КСА на структуру фитопланктонных сообществ В водах сбросного канала КСА фитопланктон по биомассе не более 1 мг/л, валовая первичная продукция ничтожно мала, однако же величина деструкции при этом оказалась самой высокой (4,80 г 02/м3) В БОВ КСА общая численность зоопланктона была сравнительно низкой, коловратки (по числу видов) практически доминировали на протяжении всего периода наблюдений Лишь весной отмечалось развитие веслоногих рачков (копепода) В зимне-весенний период зоопланктон на различных участках р Москвы был представлен главным образом коловратками (небольшим числом видов при низкой общей численности), а представители ветвистоусых и веслоногих рачков встречались лишь единично. В летние месяцы общая численность зоопланктонных организмов на участках выше и ниже КСА резко возрастала за счет развития рачкового зоопланктона (кладоцера, копепода) Общее число видов зоопланктонных организмов в этот период составляло 73 вида В конце лета численность зоопланктонных организмов снижалась Так же как и с фитопланктоном, влияние БОВ КСА на численность зоопланктона проявляется разбавлением концентрации организмов На протяжении участка 1-1,5 суток движения воды от КСА численность возрастала (биомасса до 1,1 мг/л) Далее, за чертой города (Заозерье), численность зоопланктонных организмов снижалась до 19,4 экз /л (биомасса до 0,32 мг/л) Расчет доли планктонных сообществ от ВОВ показал, что максимальная доля бактерио-, фито- и зоопланктона от ВОВ - в створе Заозерье 10% бактериопланктон, 1,5% - зоопланктон и 16% - фитопланктон, тогда как на входе в город доли сообществ составляли 5, 0,5 и 4%, соответственно. Уровень сапробности,

оцениваемый по видовому составу зоопланктонных организмов на различных точках наблюдений был в пределах 1,55 - 1,68, что соответствует Р-мезосапробной зоне

Наибольшее видовое разнообразие бентосных организмов отмечено в районе Тушино (олигохеты, хирономиды, пиявки, моллюски дрейссена, перловица, шаровка, остракоды, ручейники). Средняя биомасса зообенгоса на этом участке достигала 645 г/м2 На городском участке, в районе Перервинской плотины обилие и разнообразие бентоса существенно снижалось (биомасса варьировала от 38 до 292 г/м2), при отчетливом доминировании дрейссены Ниже КСА наблюдалось дальнейшее снижение плотности организмов бентоса и смена доминирующих форм, дрейссена замещалась олигохетами, численность которых достигала максимума на выходе реки из города в Бесединской зоне седиментации (до 3500 экз /м2) Биомасса бентоса здесь варьировала от 7 до 42 г/м2, ее основу составляли олигохеты и хирономиды За чертой города (Заозерье) кроме хирономид и олигохет вновь появлялась дрейссена, численность1 которой достигала 120 экз /м2. Продукция зообентоса в среднем за сезон по всем участкам ниже канала КСА составила 0,91 г/м2 за сутки

В планктонных сообществах разных участков реки отсутствуют значимые различия, что показал анализ структуры сообществ отдельных групп организмов, базирующийся на использовании традиционных информационных индексов -показателя разнообразия Шэннона и индекса видового богатства Маргалефа В то же время, высокие показатели видового разнообразия бентоса в районе Тушина снижаются на городском участке реки и вновь возрастают лишь при выходе реки из города

Ежесезонные наблюдения показали, что основные сукцессии фитопланктона в зоне влияния КСА такие же, как и на участках реки выше города и в москворецких водохратшищах (Хромов, Витвицкая, др, 1991) Весной по числу видов и общей численности клеток преобладали диатомовые водоросли в пунктах на входе в город, выше КСА, а также через 1-3 суток движения воды (до Заозерья) Летом

преобладающими являлись зеленые и немногим меньше диатомовые, в конце лета - по числу видов снова доминировали диатомовые Даже в воде КСА при минимальной биомассе фитопланктона соотношение видов и сезонные сукцессии были схожими с остальными пунктами наблюдений

Вклад фитопланктона и бактериопланктона в самоочищение по азоту посредством ассимиляции был оценен по доле азота фито- и бактериопланктона от Nopr В среднем ают бактерио- и фитопланктона во всех пунктах не превышает 20% от Nopr В пункте на входе в город - доля фитопланктона максимальна - до 10%, Выше КСА - около 4%, Ниже КСА - менее 1%, в пункте Заозерье вновь вырастает до 3-4% Максимальная доля азота бактерий на выпуске КСА - около 20% от Nopr Заметный вклад бактерий в трансформацию ОВ на участке 3 суток движения воды от КСА демонстрируется по максимальному отношетпо их продукции к биомассе для этого участка Роль фитопланктона в ассимиляции биогенных элементов ниже выпуска БОВ мала Разница в биомассе водорослей (добавление хлореллы в реакторы модельной установки до 1 -11 млн кл/л) не оказывала влияния на динамику минеральных форм азота

Качество воды в городской реке - результат двух противоположно направленных процессов поступление аллохтонного вещества (антропогенное загрязнение) и интегральное действие биоценоза (всех сообществ), направленное на нивелирование этого воздействия Устойчивая сезонная периодичность содержания биогенных элементов и ОВ объясняется устойчивостью структуры биоценоза реки, постоянством годовой ассимиляционной емкости биоценозов В реках Подмосковья (Десна, Сходня -выше выпусков БОВ), где отсутствует городское антропогенное загрязнение или оно незначительно, наблюдается сезонная периодичность следующих показателей, связанная с функционированием биоценоза: для рН, ХПК и ВОВ (%) - повышение в месяцы максимального развития фитопланктона, ВВ - два «пика» (половодье и развитие фитопланктона), Р0бщ, Р-ГО^/Ровщ - снижение в месяцы развития фитопланктона, N-NH4 - повышение в половодье и снижение в летние месяцы,

обратная корреляционная зависимость между долей минерального суммарного азота (N£) и No6ui В реках, испытывающих чрезмерное городское загрязнение (Нищенка, Яуза) сезонная периодичность показателей отсутствует На входе в город (Рублево) проявляются все названные зависимости В створе выше КСА, после прохождения реки через город появляется еще один пик N^ - в конце лета, связанный с отмиранием фитопланктона и макрофитов При этом сезонная периодичность для форм N и для отношения Р-РО/Робщ достаточно устойчива. Отличие для Р в том, что после прохождения реки через город соотношение Р-Р04/Ро6щ снижалось для всех сезонов на 10-30 % по сравнению с рекой на входе в город Для створа Ниже КСА устойчивой периодичности по N и Р не наблюдается Она вновь появляется к створу Заозерье, но с большим разбросом данных (рис 6) К устью реки вместе со значительным снижением концентраций всех форм азота (в несколько раз), периодичность в сезонном распределении форм вновь исчезает, динамика форм азота носит случайный характер.

В соответствии с зависимостью между количеством видов, обитающих в реке рыб, и площадью водосбора (Allen, 1995), число видов рыб, которое должно населять р. Москву при ее естественной площади бассейна должно составлять 27 В течение периода исследований в сетных уловах зарегистрировано в общей сложности 13 видов рыб. Наиболее массовыми объектами на всех станциях являются четыре вида' плотва, уклея, окунь и елец (в порядке убывания доли вида в составе уловов) Наибольшее обилие рыб наблюдалось на входе реки в город (Тушино) и в зонах влияния очищенных вод КСА В районе Перервинской плотины уловы рыб минимальны Характер распределения плотности рыб вдоль русла реки сходен с характером распределения плотности бентоса (увеличение биомассы рыб и бентоса к зонам седиментации)

На основании натурных экспериментов и полученных гидробиологических данных нами была оценена суточная трансформация энергетического потока по трофическим звеньям в экосистеме реки в летшш период на участке вблизи выпуска

КСА. Энергетический эквивалент растворенного и взвешенного ОВ в воде реки при средней глубине б м составлял 3566 кДж/м2 Суточное потребление 02 на деструкцию ОВ в толще воды - 402 кДж/м2. Минерализация ОВ бактериопланктоном, в процессе метаболизма, за сутки составляла 482 , при этом собственные траты на обмен 386 и значение продукции бактерий - 96 кДж/м2. Поток энергии, проходящий через автотрофный уровень (фитопланктон, макрофиты, перифитон) составил 20 , траты на обмен у автотрофов 4, поступление в экосистему реки ОВ в виде продукции автотрофов - 16 кДж/м2 Общая продукция исходных трофических звеньев (бактерий и фитопланктона) в сутки составляла 112 кДж/м2. Рацион сообществ организмов последующих трофических уровней (мирный зоопланктон и зообентос) в сумме составил 34, а ассимилированная энергия их пищи - 20 кДж/м2 "Учитывая траты на обмен у организмов этих трофических уровней, а также на выедание мирных форм зоопланктона хищными, реальная продукция зоопланктона в сутки составляла 1,8, а зообентоса 3,8 кДж/м2. Для более высокого трофического звена (рыб) кормовая база в энергетическом эквиваленте в сумме на сутки составляла 5,6, а с учетом макрофитов и перифитона - 7,2 кДж/м2.

Приведенный расчет показывает, что из содержащегося в воде растворенного и взвешенного ОВ (3566 кДж/м2) бактериопланктоном минерализуется только 482 кДж В результате фотосинтеза фитопланктон привносит в экосистему реки 14,2, что вместе с продукцией бактерий (96,2) составляет 110,4 кДж/м2. Последующие трофические звенья (зоопланктон и зообентос) используют из этого только 20,5 и дают продукцию для использования в пищу рыб 7,2 кДж/м2 (с учетом продукции макрофитов и перифитона) Таким образом, в толще воды, в круговороте по трофическим цепям экосистемы реки не участвует 3084 растворенного и взвешенного ОВ и 90 кДж/м2 продукции бактериопланктона и фитопланктона, что в сумме составляет 3174 кДж/м2

В данных расчетах не учтена степень минерализации ОВ в ДО, которые играют важнейшую роль в процессах самоочищения реки Оценка участия донных

бактериальных сообществ была сделана на основе балансовых расчетов по самоочищению реки от 1Чобщ На весовую единицу удаляемого азота в процессе деншрификации требуется 3 единицы ХПК (Хенце, др, 2004), отсюда только денитрификаторами в донных отложениях на участке в 100 км реки ежесуточно удаляется около 300 т ХПК или 15 г ХПК на м2 или 211 кДж/м2 Интенсивность биологических процессов трансформации ОВ ниже выпуска КСЛ характеризуется тем фактом, что на расстоянии 34 км от выпуска содержание ВОВ снижается в 2 раза Значения средних содержания ВОВ достоверно различаются для всех створов наблюдения Наибольшее - в выпуске КСА (59%) ВВ реки выше выпуска почти на 10% более «минеральные», наименьшее значение ВОВ присуще створу Заозерье (21%).

Полученные оценки плотности и трофо-динамических характеристик массовых видов рыб дают основание для расчета максимального годового потребления частиц активного ила рыбами В основу расчетов положены определенные значения удельного потребления, данные о составе пищевых рационов и максимальная удельная биомасса массовых видов рыб на участке выхода из канала КСА При оценке питания рыб (плотва, уклея, елец) обнаружено, что основную долю содержимого их кишечников составлял детрит - 50-60% (включающий организмы перифитона и активного ила) и зоопланкионные и зообентосные организмы 3-10%. Ориентировочная оценка роли рыб в утилизации органики в зоне влияния КСА может быть получена на основе предположения о равновесном состоянии системы в отношении концентраций ОВ, плотностей оргагаимов низших трофических звеньев и рыб в течение сезона Наблюдаемый градиент в распределении рыб на участке сброса и прилегающих верхних участках реки может указывать на привлекательность для рыб участков с высоким содержанием ОВ в воде Полученные оценки годового потребления активного ила составляют: уклея - 34, плотва - 17,2, елец - 0,79, окунь - 2,64 г/мЗ. Суммарное годовое потребление активного ила всеми видами рыб, таким образом, не превышает

55,5 г/м3 При среднесуточной концентрации ила порядка 12 мг/л доля ила, непосредственно утилизируемая рыбами, составляет 1,3%.

Глава 5. Динамика экологического состояния реки в связи с изменением характера антропогенной нагрузки

За время существования города показатель удельного расхода реки-водоприемника (УРРВ) изменялся от 15000-30000 л на человека в сутки до 600 Сегодня УРРВ составляет около 800 л, что лишь в 2 раза больше нормы водоотведения на жителя. Заметное снижение УРРВ наблюдается с середины XVIII в. Этапы развития водной среды города различаются кислородными режимами, численностью и составом бактерионланктона и фитопланктона, качеством ВВ, что отражается на общей структуре биоценоза реки и процессах самоочищения (табл 1). Таблица 1. Основные этапы развития водной среды города

Годы УРРВ Годовое изменение УРРВ Доля неочищенных бытовых стоков (в общем речном), % Характеристика кислородного режима реки в черте города

л/(чел сут)

До 1740 >12000 0 <5 Естественный,

благоприятный

1740-1870 12000-3100 -60 <10 Удовлетворительный

1871-1936 3100-600 -40 30-50 Неблагоприятный в летний

период

1937-1964 600-1200 + 20 20-30 Неблагоприятный

1965-1978 1200-1400 + 15 Снижение до 0 Неблагоприятный в летний

период

1979-1996 1400-1300 5 0 Удовлетворительный

1997-2004 1300-800 -70 0 Удовлетворительный

После строительства в городе полей фильтрации разбавление перестало быть основным процессом, способствующим снижению концентраций загрязнений в реке. Одним из основных процессов, который в этот период начал формировать качество воды реки, стало биохимическое окисление ОВ на очистных сооружениях. Интенсивность окисления ОВ в реке определяла содержание кислорода, который, в свою очередь, влиял на структуру биоценоза реки Содержание биоокисляемого ОВ в р Москве на выходе из города находилось в обратной корреляционной зависимости от

мощности сооружений очистки в течение XX в. Связь между средними за год значениями БПК5 и мощностью очистных станций города характеризуется обратной корреляционной зависимостью (с коэффициентом корреляции -0,847), выраженной уравнением связи у = -0,0012х + 11,929, где х - сумма расходов всех станций очистки бытовых вод, тыс. м3/сут., - БПК5, мг 02/л. Работа канализационной системы во многом определяется "физиологией" города, что было отмечено еще Строгановым (1923). В революционные и военные периоды нагрузка на очистные сооружения по биоокисляемому ОВ, ВВ и N сокращалась. Это же явление наблюдалось и в "перестроечные" годы. С 1989 по 1999 гг. снижалась нагрузка по 14, БПК5 и ХПК в воде, поступающей на КСА. Нагрузка по ОВ и N уменьшилась почти на 30%. Снижение органической нагрузки в неблагоприятные для жителей периоды, улучшало качество очищенной воды и меняло ее бактериоценоз, что отражалось на самоочищении воды в реке. Изменение качества очистки воды на КСА отразилось на содержании растворенного Ог в районе выпуска и нагрузке по БПК на реку. С середины 70-х годов прошлого века нагрузка на реку выше выпуска КСА не превышает критическую, равную 40 т/сут по БПК5. С 1996 г. нагрузка на реку ниже выпуска КСА - в рамках допустимой.

Показатель БПК5/ХПК характеризует долю биоокисляемого ОВ от общего его количества в воде. В поступающей воде данный показатель зависит от доли промышленных (трудноокисляемых) стоков, от качества моющих средств, используемых жителями, а также структуры питания жителей. В очищенной воде БПК5/ХПК влияет на скорость самоочищения воды в водоприемнике. Чем выше этот показатель, тем выше доля биоокисляемого ОВ и больше скорость бактериального самоочищения воды в реке. Наблюдается тренд повышения данного показателя (как в поступающей, так и очищенной воде) в 1966-1993 и 2001-2003 гг. Для этих периодов между отношением БПК5/ХПК в воде поступающей и очищенной проявляется прямая корреляционная связь (г = 0,620). Наибольшими значениями показателя в поступающей

воде отличались 1992 - 1995 гг. Период с 1995 г. можно характеризовать как время смены социально-бытовых показателей города. Менялись многие моющие препараты, бытовая химия, структура поступающих в город продуктов питания и многие другие факторы, влияющие на качество поступающей воды (повышение как БПК, так и ХПК). Однако, повышение ХПК опережало повышение БПК. Быстрая смена качества поступающих стоков отражалась на составе биоценоза активного ила и на процессах очистки на станциях. Корреляционные зависимости между отношением БПК5/ХПК в поступающей и очищенной воде могут характеризовать «стабильность» антропогенной нагрузки от города. В периоды стабильные для города - зависимость прямая, при резкой смене качества поступающей воды - обратная. Влияние "физиологии города" проявляется в изменении температуры воды, поступающей на станции: чем выше температура, тем эффективнее биологическая очистка. Если до начала 1960-х гг. температура воды колебалась от 6 до 21, до конца 1980-х гг. зимой опускалась до 15, то в последние 20 лет температура поступающей воды не ниже 18 зимой и до 27 °С -летом.

Отмеченное ранее самоочищение по N в р. Москве на участке от выпусков московских очистных сооружений до устья составляет с 1997 года не менее 50 т/сут. или более 50% от поступления КСА и JICA. Однако, данный факт наблюдался не всегда. В 1996-1997 гг. при неизменных в среднем массовых расходах No6lIl в створе Отдых произошло увеличение самоочищения по N к устью реки (от 20-40 до 50-80%). Именно в этот период в реке токсичность снизилась до уровня допустимой. Известно, что особо чувствительными к токсичности являются нитрификаторы второй фазы окисления - от нитритов к нитратам (Randall, 1984). Содержание кислорода в реке было достаточным для протекания процесса нитрификации уже с начала 70-х годов. Периоды почти полного отсутствия окисленных форм N в очищенных стоках на КСА связаны с превышением нагрузки над мощностью более, чем на 25 % (1965-1972 гг.). Периоды появления бактерий-нитрификаторов в очищенной воде связаны со

снижением нагрузки (1972-1974 и 1996-1998 годы). Это отразилось на качестве очищенной воды - доля окисленных форм N увеличивалась в эти периоды до 30-60 %. К концу 90-х годов постоянное присутствие ниже выпусков в реке бактерий-нитрификаторов и удовлетворительный кислородный режим, оптимизировали процессы нитрификации по всему руслу. Возникает противоречие: бытовые стоки являются основными поставщиками N в реку и они же способствуют его удалению независимо от источника поступления (включая диффузный).

Зона реки после смешения поверхностных стоков города (ливневых и промышленных) и бытовых стоков, отличается особой напряженность биологических процессов. Величина этой зоны меняется с изменением нагрузки от города. Оценить ее границы можно следующим образом. Если до 60-х годов, восстановление благоприятного кислородного режима не начиналось до самого устья, в середине 60-х - это происходило на расстоянии около 40 км от границ города, то в середине 90-х стало происходить уже на выходе реки из города. Сама по себе величина этой зоны может служить показателем интенсивности самоочищения и выхода реки из кризиса. Границы ее (по содержанию Ог) смещались с 1965 до 1993 года от Бесед до Отдыха -37 км за 28 лет (1,3 км в год). Зону можно выделять по оценке токсичности. Снижение токсичности ниже выпусков БОВ протекает на фоне общего уменьшения токсичности речной воды на городском участке за последние 15 лет.

Сезонная динамика биогенных элементов показывает, что самоочищение реки проходило по разным «сценариям» в разные периоды. Разбавление, окисление ОВ, нитрификация, ассимиляция биогенных элементов бактериоценозами, прирост фитопланктона, седиментация становились на разных этапах ведущими процессами самоочищения. Например, в начале прошлого века бактерии-нитрификаторы появлялись в реке лишь в период весеннего загрязнения навозными водами (до 12 мл Ы-ЫН4). Об этом свидетельствует смещение «пиков» N-N44 и N-N02 на 1-2 месяца и полная утилизация экосистемой N-N44 в начале лета, сопровождающаяся максимумом

прироста фитопланктона в это же время. В середине века в городской черте процессы нитрификации и окисление ОВ в реке протекают в течение всего года. По содержанию форм N в течение года можно судить, что иногда процесс нитрификации в реке проходил успешно обе стадии окисления N-N114 (с 1996 г.), а иногда приводил к накоплению в реке N-N02 (1965-1975 гг.). О развитии стабильно функционирующего бактериоценоза по удалению аммонийного азота можно судить по наличию корреляционной зависимости между скоростью удаления аммонийного азота (мкг/(л сут)) на участке Ниже КСА-Заозерье и концентрацией аммонийного азота в пункте Ниже КСА. В последние годы коэффициент корреляции этой зависимости составляет 0,81, тогда как в 70-е годы зависимость отсутствовала.

Если по содержанию 02 наиболее неблагоприятными для последних 50 лет являлись годы 1951-65, то для структуры экосистемы годами с наименьшим видовым разнообразием, с наименьшей биомассой всех сообществ являлись 1970-80 гг. Синезеленые водоросли имели значительное развитие лишь в период с 1966 по 1973 гг. Зоопланктонные сообщества наибольшим числом видов были представлены коловратками, а ветвистоусые и веслоногие рачки имели незначительное развитие. Лишь в последние годы (2003-2005 гг.) рачки имели большую численность, чем коловратки, что свидетельствует об улучшении условий среды их обитания. Зообентос реки в черте города был представлен на 80-90% олигохетами при высокой их численности. Хирономиды, а также моллюски отмечены главным образом лишь на входе в черту города (Тушино). Затем эти виды снова зафиксированы лишь на удалении 30 км за чертой города (Заозерье). В последние годы наблюдений моллюски встречаются на выходе из города (Беседы). Зона от выпуска КСА до Заозерья характеризуется неустойчивой структурой бентосного сообщества и потенциальной возможностью к выносу ВВ из ДО. Это проявляется в неустойчивости границы появления моллюсков (Беседы «-> Заозерье), колебаниях биомассы олигохет в зонах

седиментации, в изменении содержания фосфора во взвешенных веществах в пункте Заозерье.

В 1998 году после промывки реки перенесенные из верховьев органические ВВ распространились по ближайшим зонам седиментации до Бесед. Первые 3-4 года после промывки происходила особенно активная трансформация ОВ донными сообществами как на городском участке (выше КСА), так и ниже выпусков. Эффективность промывки 1998 г. определена по тренду улучшения качества воды выше выпусков по Ыы;ш, N-N114, БПК5, ХПК, ВВ, по увеличению доли окисленных форм N от С 2005 г. наблюдали снижение биомассы бентосных сообществ ниже выпуска КСА и вынос ВВ из ДО (повышение Р во ВВ в створе Заозерье), что свидетельствует о потенциальной возможности загрязнения реки от ДО.

Глава 6. Улучшение качества речных вод и производственный экомониторинг

В последние 50 лет анализируемая зона реки по всем существующим гидрохимическим и гидробиологическим показателям характеризуется как грязная, очень грязная, чрезвычайно грязная. Как показали наши исследования, внутри этих самых плохих градаций река активно изменялась. Были рассмотрены временные этапы: 1971-1975, 1979-1982, 1995-1997, 1998, 1999-2002, 2003-2005 гг. (рис. 8).

Эти периоды различались изменением средних скоростей течения - до начала 90-х годов скорости в реке нарастали из-за увеличения водопотребления городом, после 90-х стали снижаться. Кроме того; в эти периоды было проведено разное количество промывок. В первый - ни одной, во второй - 4, далее одна промывка в 1998 г. Кроме того, во время первого периода сменился кислородный режим (с 1973-1974 гт. нет ледостава).

-*-Выи* ЬЫЛУСКО* С А г Шпгпетл | -»-Ниже |ЬПЛК|И СА * V, -к.» »ш АКопоымяк

Рис. 8. Динамика средних скоростей течения выше и ниже выпусков станций аэрации (СА), границы изучаемых временных периодов, годы проведения промывок дна.

Таблица 2. Скорости самоочищения (мг/(л сут)) на среднем и нижнем участках реки в

Период: 1971-1975 1979-1982 1995-1997 1998 1999-2002 | 2903-2005

Ниже КСА - Заозерье

"О 0- 1 -1 -0

по ХПК 0-5 0-5

по ХПК™™, 0-3

Отдых-Колом на

ПО Ы,Лш 0,7 - и 0-0.7 0- 1 0-1,6 0,7-1,7 1 - 1,7

по ХПК 0-4 -1,3-4 1,3-4 2,7-8 0 2,7-4

но ХПК™™ 2,1 - 3.9 0- 2,1 0-3 0-4.8 2,! -5.1 3-5,1

Характер самоочищения между периодами заметно различался (табл. 2). В первый период участок* 100 км нижнего течения функционировал на вынос органического вещества, о чем свидетельствует сравнение скоростей самоочищения по ХПК с удалением ОВ (по ХПК) за счет денитрификании. Этому способствовала смена кислородного режима, смена гидрологических условий (нарастание скоростей). При такой динамике нагрузок экосистема реки не успевала вовлекать ОВ в биогеохимические потоки на месте, органические вещества «транзитом» выносились за

пределы бассейна реки. Следующий этап с промывками дна и еще большим увеличением скоростей течения, характеризуется в среднем аналогичным удалением ОВ по ХПК и меньшим удалением Ыобш. Различие этих этапов - в самоочищении по ТМ и сезонной динамике самоочищения по ХПК. В начале 70-х годов - накопление ТМ в пределах русла, в конце 70-х годов - вынос их в р. Оку. Второй период характеризуется также отрицательными скоростями самоочищения по ХПК в конце лета. Экосистема реки функционировала нестабильно.

Самоочищение по азоту снизилось от 70-х до начала 90-х годов и возросло в конце 90-х годов. Два периода последних лет характеризуются тем, что 3 года после промывки 1998 г. ниже города самоочищение по ХПК не наблюдалось, река выносила транзитом значительную часть органических загрязнителей, несмотря на успешное протекание самоочищения по Ыобщ. Лишь с 2003 года трансформация ОВ в пределах русла имеет положительный баланс, причем активнее этот процесс идет на нижнем участке реки (рис. 9).

Удаление же азота происходит с 1999 г. по оптимальному сценарию. Удаляется около 80% Ыобщ. Функциональная значимость двух участков для самоочищения по N менялась в зависимости от динамики качества ДО. Самоочищение по азоту происходит лишь на участке ниже всех выпусков городских стоков. Участок ниже КСА имел почти «нулевые» скорости самоочищения по Ыо6ш для 1999-2002 гг. и отрицательные - в 2003-2005 гг. Вклад донных отложений в загрязнение реки азотом на этом участке в период после последней промывки возрастал. Скорость самоочищения по 1ЧГ-МН4 снизилась с 1999 по 2005 гг. с 1,5 до 0 мг/(л сут) в среднем, а по приросту N-N02, наоборот, возросла (с -0,05 до +0,05 мг/(л сут)). Ассимиляционная емкость экосистемы реки в целом повысилась в 2003-2005 гг. в нижнем течении до 300 т/сут по ХПК.

~ по N

&

£ 20 1" 1,6 1,0 0.5 0.0 ■0.5 ■1.0 ■1.5 -2,0

Рис. 9. Динамика самоочищения но ОВ (ХПК) и Ыоб11| для периодов 1999-2002 и 20032005 гг, на участках Ниже КСА-Заочерье и Отдых-Коломна.

Промывки позволяют переместиться вниз по течению не только загрязненному детриту донных отложений, но и разнообразным донным гидробионтаы. При

Ниже КСА-Заозерье Отдых-Коломна

1999-2002 гг.

2003-2005 гг.

по N

поН

по ХПК

июль октябрь

по N

отсутствии острой токсичности донных отложений гидробионты могут в них закрепиться. В 70-е годы прошлого века такой возможности не было. Сейчас она, вероятнее всего, появилась на некоторых участках реки ниже города.

Потенциальные возможности реки к самоочищению при чрезвычайном загрязнении по N-NH4 были изучены по его динамике после аварии в мае 2005 г., когда N-NH4 снижался от 14 до 2 мг/л в течение 30 часов, со скоростью 1 мг/(л час) на участке реки вблизи выпуска.

Моделирование с очищенной водой из опытной пилотной установки по удалению азота показало, что после внедрения новых технологий зона потенциально повышенного содержания нитритов сместится ближе к выпуску на 1 сутки движения воды. Предусмотрев наличие в реке денитрифицирующего сообщества (в виде биоплато с заилением дна и т.п.) можно значительно (~вдвое) сократить зону самоочищения по азоту. УФ-обеззараживание замедляет процессы нитрификации в реке, уничтожая бактерии-нитрификаторы в БОВ, увеличивает содержание N-NH4 в реке ниже выпуска на 10-15% (от поступающего со стоком КС А) для участка реки в 2040 км; снижает численность фитопланктона на 30-40%, увеличивает количество «мертвого» детрита, что может влиять на мощность донных отложений реки на участке не менее 70 км от выпуска.

Удельный прирост ВВ за 3-4 суток опыта при разных разбавлениях (от 1:10 до 10:1) был минимальным при разбавлениях 6:4, 1:1, 4:6, что объясняется увеличением разнообразия при смешении двух водных сообществ (речного и очистных сооружений), формированием более разветвленной трофической цепи. Это соотношение сильно изменилось за последние десятилетия. Можно предполагать, что экологическое неблагополучие 70-х гг. объяснялось еще и большим (чем сейчас) удельным приростом ВВ ниже выпусков БОВ.

Основой мониторинга городской реки должно являться: 1) наблюдение за скоростями самоочищения на основе балансовых расчетов, 2) непрерывность и

регулярность наблюдений с использованием современных on-line технологий, 3) мониторинг загрязненности донных отложений в ближайших к выпуску зонах седиментации, 4) комплексный анализ данных по состоянию вод речных, очищенных и поступающих на сооружения очистки, 5) оценка трансформации органического вещества ниже выпусков на основе методов продукционной гидробиологии. Расположение створов должно учитывать протяженность кризисной зоны по изменению скоростей самоочищения.

Интенсификация самоочищения реки, принимающей значительные стоки БОВ и испытывающей при этом сильную антропогенную нагрузку от поверхностного стока города, должна осуществляться с учетом найденных структурных особенностей реки. Нами предложены следующие мероприятия, направленные на «оздоровление» и поддержание благополучного состояния сильно загрязненной городской реки за счет формирования качества БОВ:

1) поддержание нитрификаторов на уровне биомассы, осуществляющем оптимальное протекание нитри-денитрификации в реке;

2) поддержание кислородного режима в кризисной зоне за счет реаэрации стоков на выпуске.

Кроме изменения технологии очистки могут применяться методы собственно регулирования процессов самоочищения:

1) использование тупиковых образований в русле для устройства биоплато (участки старого русла р. Москвы);

2) формирование денитрифицирующих зон в районе активного протекания нитрификации в толще воды (биоплато с умеренным заилением, регулируемые зоны седиментации органогенной взвеси);

3) искусственное разведение гидробионтов зоопланктона на участках от выпуска до 3-х суток движения воды - для утилизации бактериоценоза БОВ;

4) заселение донных отложений дрейссеной с проведением постоянного мониторинга биомассы;

5) заселение реки хищными видами рыб - для увеличения длины трофической цепи и более полной утилизации ОВ. Биологически очищенная вода является пригодной для рыборазведения, являясь нетоксичной и содержа в себе активный ил (дополнительный корм для рыб), поэтому сооружения очистки могут выступить местом для формирования предприятий по подращиванию личинок рыб для зарыбления московских водоемов и р. Москвы.

Изменение технологических процессов на сооружениях очистки может рассматриваться как фактор долговременного или экстренного воздействия на реку. Технологическая возможность изменения содержания ВВ, 02 - несколько часов, тогда как для величины биомассы бактерий-нитрификаторов и наличия адаптированных гидробионтов - несколько суток/недель. Регламент ликвидации чрезвычайного загрязнения реки органическим токсикантом (выше выпуска очистных сооружений) должен включать: поиск очистных сооружений ниже сброса токсиканта; расчет времени добегания «пятна» до этого очистного сооружения; срочную доставку на очистные сооружения воды из «пятна» загрязнения для адаптации активного ила; адаптация культуры активного ила на отдельном блоке исходя из времени, которым «располагает» река до поступления пятна-загрязнителя; выпуск активного ила в реку в момент достижения «пятном» очистного сооружения.

Выполнен ретроспективный анализ материалов производственного экомониторинга МГУП «Мосводоканал» (за период более полувека до настоящего времени), характеризующих состояние р. Москвы по мере изменения нагрузки от города и применяемых методов очистки БОВ. Определена специфика складывающегося гидрологического и гидрохимического режима городской реки на различных этапах и дана оценка экологического состояния реки, что позволяет сделать следующие выводы.

Выводы

1. Выявлено наличие временных периодов, которые характеризовались максимальным самоочищением реки (со скоростями 5 мг Ог/(л сут) по ХПК и 1,7 мг/(л сут) по Ыобщ) и временных периодов, которые характеризовались отрицательными скоростями самоочищения за счет загрязнения реки от донных отложений. Максимальные зафиксированные скорости самоочищения и ассимиляционная способность экосистемы соответствовали снижению токсичности и стабилизации кислородного режима реки.

2. Городские стоки формируют специфические экологические условия, характеризуемые пульсирующим в течение дня скоростным режимом, неоднородностью потоков по рН, Ог, мутности, температуре, БПК, ХПК.

3. Ниже выпуска очищенных вод формируются геохимические барьеры для тяжелых металлов, характеризуемые снижением подвижности в них металлов. Содержание тяжелых металлов в донных отложениях ниже выпуска биологически очищенных вод зависит от содержания органического вещества. Количество ОВ до 7% приводит к накоплению металлов, более 7% - выносу металлов из донных отложений.

4. Ниже выпусков БОВ формируется особая (кризисная) зона реки, отличающаяся снижением токсичности, повышенными скоростями самоочищения по ОВ и Ы, повышенной биопродуктивностью по всем трофическим уровням. Мониторинг экологического состояния реки мегаполиса должен включать оценку величины кризисной зоны с применением выявленных критериев.

5. Биологически очищенные воды оказывают влияние на самоочищение по соединениям азота, формируя особые нитри-денитрифицирующие зоны, очищающие реку со скоростью 5 г Ы/(м2 сут).

6 По каналу «растворенное органическое вещество детрит <-* водные животные» циркулирует двусторонний, устойчивый и достаточно мощный поток вещества и энергии, обеспечивающий стабильность биотического круговорота в водной экосистеме ниже выпуска биологически очищенных вод. Велика роль денитрифицирующих донных сообществ в транс формации органического вещества, которая может достигать 15 мг/(м2 сут) по ХПК

7 По всему руслу реки весной и в начале лета преобладают диатомовые, летом - по числу видов зеленые и затем диатомовые Представители этих групп водорослей составляют основу биомассы фитопланктона

8 Технологии УФ-обеззараживания биологически очищенной воды, снижают нитрифицирующую активность планктонных сообществ реки, уменьшая скорости самоочищения по общему азоту и увеличивая количество детрита, не вовлекаемого в биологический круговорот

9 Промывка дна реки 1998 г способствовала формированию денитрифицирующих донных сообществ в местах седиментации взвешенных органических веществ, а также интенсифицировала трансформацию органических веществ в донных отложениях на городском участке реки

10. Биологически очищенные воды могут интенсифицировать процессы восстановления экологического режима в случае чрезвычайного загрязнения реки соединениями азота, органическими токсикантами и токсичными металлами путем экстренного изменения в технологии очистки.

Благодарности Выражаю сердечную признательность Л О Карпачевскому, Е.А Криксунову, В Я Пушкарю за конструктивные замечания и моральную поддержку Моя благодарность тем, чья своевременная помощь способствовала завершению этой работы генеральному директору МГУП "Мосводоканал" С В Храменкову, Начальнику Управления новой техники и системного развития

М.Н.Козяову, главному технологу Управления канализации Д А.Даниловичу, руководителю Инженерно-технологического центра ОВМойжес, сотрудникам ИТЦ, ПУ "Мосочиствод", кафедры ихтиологии биологического факультета МГУ, кафедры физики и мелиорации почв факультета почвоведения МГУ. Особая признательность коллегам, принимавшим участие в обсуждении и критике работы на всех ее этапах — АР Агевнину, Т M Аджиенко, В Г Асеевой, В Г Бабенчук, А Е.Бобыреву, В.АБурменскому, В.С.Вайнблату, А.Я.Ванюшиной, М.Л.Владову, А В Гончарову, В А Грачеву, А Г.Дорофееву, [А.К Карпову!, M В Кевбрипой, Н.Е.Кошелевой, Ю А Николаеву, В.И.Скляру, А.В.Старовойтову, О.Ф.Филенко

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1.Храменков С В , Данилович ДА , Щеголькова Н.М Влияние очищенных сточных вод московских станций аэрации на качество воды реки Москвы и ее притоков // Тезисы второго международного научно-промышленного Форума «Великие реки-2000»,-H Новгород,2000.-С 54.

2. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н Сравнительная оценка методов биотестирования речных и очищенных сточных вод // Тезисы 4-го международного конгресса «Вода. Экология. Технология» / Секция «Водные ресурсы Поверхностные воды». - М„ 2000. - С. 202-203

3. Chtchegolkova N., Kozlov M , Danilovich D. Estimation of biotest methods for the ecological control purposes / A book of papers International congress "ETEWS-2001" -Yalta, 2001 -C 340-343

4 Щеголькова Н.М, Козлов M H, Данилович Д A, Канцерова T А Сравнительная оценка методов био тестирования речных и очищенных вод // Вода и экология Проблемы и решения -2001 -№2 -С 2-8

5 Shchegolkova N.M, Adgienko VE, Danilovich DA, Kozlov MN Rôle of the Moscow Wastewater Treatment Plant in éléments reallocating m Moscow Urboecosystem / Functions of soils m the geosphere-biosfere systems // Materials of the international symposium - Moscow, 2001. - P 307-308

6 Щеголькова Н.М Оценка влияния очищенных вод московских станций аэрации на экосистему р Москвы / Проблемы экологии и развития городов // Сборник статей по материалам 1-й Всероссийская научно-практической конференции - Красноярск' СчбГТУ,2001.-С. 50-54.

7. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н., Данилович Д.А. Свойства донных отложений в местах выпусков московских станций аэрации и некоторые закономерности их генезиса // Тезисы 5-го международного конгресса «Вода Экология Технология» / Секция «Водные ресурсы. Поверхностные воды» -М,2002.-С 15.

3 Щеголькова Н.М., Козлов М.Н Обследование р. Пехорки - приемника очищенных вод Люберецкой станции аэрации // Тезисы 5-го международного конгресса «Вода Экология Технология» / Секция «Водные ресурсы Поверхностные воды» - M , 2002 -С 106

9. Щеголькова Н.М. Некоторые закономерности разложения органических остатков в донных отложениях р Москвы // Тезисы Международной конференции «Новые технологии в защите биоразнообразия в водных экосистемах» -М . МГУ им М.В Ломоносова, 2002 -С.198.

10. Щеголькова Н.М., Козлов М Н Влияние очищенных вод Люберецкой станции аэрации на экологическое состояние реки Пехорки // Тезисы третьего международного научно-промышленного Форума «Великие реки-2002». - Н Новгород, 2002. - С 87

11. Щеголькова Н.М., Самохвалов А С. Некоторые закономерности формирования донных отложений в зоне влияния очищенных вод станций аэрации / Экология 2003 // Тезисы международной молодежной конференции - Архангельск. ИЭПС УрО РАН, 2003 -С 86-87

12 Храменков С В , Пахомов А Н , Данилович Д А , Козлов М Н , Щеголькова Н.М. Влияние очищенных вод московских станций аэрации на качество воды р. Москвы и ее притоков / Сб научно-технических статей «Развитие московской канализации» -М Можайск-Терра. 2003 -С 287-297 - ISBN 5-7542-0115-Х

13 Щеголькова U.M., Козлов М Н Исследование донных отложений в среднем течении р Москвы / Сб научно-технических статей «Развитие московской канализации» - М Можайск-Терра, 2003 - С 298-312.

14 Щеголькова Н.М., Козлов М Н. Применение лабораторного моделирования для прогнозирования качества воды в водотоках-приемниках очищенных вод // Тезисы научно-практической конференции НИИ ВОДГЕО - М , 2004. - С. 131-133

15 Криксунов Е А., Карпов А К., Лобырев Ф.С , Бурменский В А , Пушкарь В Я , Бобырев А.Е., Данилович Д.А, Козлов М.Н., Щеголькова Н.М. Влияние очищенных вод КСА на популяции рыб реки Москвы // Тезисы 6-го международного конгресса «Вода. Экология. Технология» / Секция «Экологический мониторинг водных объектов». - М„ 2004. - С. 16-17.

16 Пушкарь В.Я., Криксунов Е.А , Лобырев Ф.С., Бурменский В А., Щеголькова Н.М, Козлов М Н, Бобырев А.Е Трансформация органического вещества в районе выпуска КСА // Тезисы 6-го международного конгресса «Вода Экология. Технология» / Секция «Экологический мониторинг водных объектов». -М , 2004. - С 156

17 Криксунов ЕА, Лобырев ФС, Бурменский В А, Бобырев А.Е, Щеголькова Н.М Методические особенности изучения структурно-функциональных характеристик популяций рыб в зоне влияния очищенных вод станции аэрации на реку-водоприемник // Тезисы 6-го международного конгресса «Вода Экология Технология» /Секция «Экологический мониторинг водных объектов» - М, 2004 -С 274-275.

18 Козлов М Н , Мухин В А , Щеголькова Н.М , Чурбанов А Э Криксунов Е А , Лобырев Ф С, Пушкарь В Я Состояние рыбных популяций, обитающих в канале очищенных вод КСА // Тезисы 6-го международного конгресса «Вода Экология Технология» / Секция «Экологический мониторинг водных объектов» - М, 2004 -С 147.

19. Щеголькова Н.М, Козлов М Н , Исаева И И , Каггцерова Т А., Самойлова Т А Влияние очищенных вод станций аэрации и поверхностного городского стока на токсичность воды р. Москвы // Тезисы 6-го международного конгресса «Вода.

Экология. Технология» / Секция «Экологический мониторинг водных объектов» - М , 2004 -С. 265-266

20 Щеголькова Н.М. Лабораторное моделирование процессов перераспределения веществ в урбанизированных ландшафтах // Тезисы 4 съезда Докучаевского общества почвоведов. - Новосибирск, 2004. - С. 320.

21. Данилович ДА., Козлов М.Н, Ванюшина А.Я., Щеголькова Н.М. Проблемы почвенной утилизации осадка сточных вод Москвы // Тезисы 4 съезда Докучаевского общества почвоведов. -Новосибирск, 2004. - С. 286.

22. Пушкарь В.Я., Бобырев А.Е., Бурменский В.А, Криксунов Е.А., Щеголькова Н.М. Структурно-функциональные характеристики сообществ гидробионгов р. Москвы на участке сброса очищенных вод Курьяновской станции аэрации / Тр Международного биотехнологического центра МГУ// Сб статей к Второй международной научной конференции «Биотехнология - охране окружающей среды» М МГУ им. М.В Ломоносова, 2004. - С 143-147.

23. Бурменский В А, Лобырев Ф С , Криксунов Е.А , Бобырев А Е , Пушкарь В Я , Щеголькова U.M. Роль рыбного населения в процессах утилизации органического вещества на участках Москвы-реки в районе Курьяновской станции водоочистки /Тр Международного биотехнологического центра МГУ // Сб статей к Второй международной научной конференции «Биотехнология - охране окружающей среды» М-МГУ им М В Ломоносова,2004 -С 24-25

24 Храменков С.В , Пахомов АН, Данилович ДА, Козлов МН, Щеголькова Н.М. Влияние очищенных вод московских станций аэрации на качество воды реки Москвы// Водоснабжение и санитарная техника.-2004,-№ 12.-С.9-16. 25. Пушкарь В.Я , Щеголькова Н.М., Козлов М.Н Оценка влияния биологически очищенных вод на рост и метаболизм рыб и моллюсков /Материалы Международного Конгресса «Экология, Технология, Экономика, Водоснабжение, Канализация» ("ЭТЭВК-2005") - Ялта, 2005. - С. 498-504

26 Щеголькова Н.М., Козлов М Н , Владов М Л., Калинин В В , Старовойтов А В Использование сейсмоакусгического профилирования донных отложений в производственном экомониторинге водных объектов // Сб докладов 4-го Международного конгресса по управлению отходами ВэйстТэк-2005 - М, 2005. - С. 330-331

27. Храменков С В , Пахомов А Н., Данилович ДА., Козлов МН , Щеголькова Н.М. Развитие системы экологического производственного мониторинга в реке-водоприёмнике очищенных вод // Сб докладов 4-го Международного конгресса по управлению отходами ВэйстТэк-2005 -М,2005 - С 375

28. Владов М Л , Калинин В В , Щеголькова Н.М., Козлов М Н , Старовойтов А В , Судакова М С Опыт картирования газонасыщенных донных отложений городского участка р Москвы // Вода и экология Проблемы и решения -2005 -№2(23) - С 5360

29. Криксунов Е.А., Лобырев Ф.С., Бурменский В.А., Пушкарь В.Я., Бобырев А.Е., Щеголькова Н.М., Данилович Д.А., Козлов М.Н Оценка состояния ихтиофауны реки Москвы в зоне влияния станций аэрации // Вода и экология. Проблемы и решения -2005.-№2(23).-С.42-52.

30. Пушкарь В.Я., Щеголькова Н.М. Структура сообществ гидробионтов р. Москвы в зоне влияния выпуска очищенных вод КСА / Науков1 записки Тернотльського нацюнального педагопчного утверситету ш В.Гнатюка. Серш . Еюлог1я Спещальний випуск Гщроеколопя. - Терношль, 2005 - №3 (26). - С. 370-371

31. Щеголькова Н.М., Пушкарь В.Я. Эволюция планктонных сообществ в зоне влияния биологически очищенных вод по данным лабораторного моделирования / Науков1 записки Тернотльського нацюнального педагопчного утверситету ш В Гнатюка Сер1я Бюлопя Спещальний випуск Гщроеколопя - Терношль, 2005 -№3 (26) - С 490-491

32 Криксунов Е А , Лобырев Ф.С , Бурменский В А , Пушкарь В Я , Бобырев А Е., Щеголькова II.M., Данилович Д А, Козлов M H Изучение состояния рыбных популяций р Москвы в зоне влияния станций аэрации // Водоснабжение и санитарная техника -2005 -№10, ч 1 - С. 22-28

33 Щеголькова Н.М. Некоторые закономерности распределения тяжелых металлов в донных отложениях среднего течения р. Москвы // Разведка и охрана недр - 2005 -№12 - С 68-71

34 Храменков С В , Пахомов А H , Козлов M H , Данилович Д А , Щеголькова

H.М. Система экологического производственного мониторинга как основа безопасности реки-водоприемника // Водоснабжение и санитарная техника. - 2006. - №

I,ч. 1.-С. 40-47.

35 Криксунов Е А., Пушкарь В.Я., Лобырев Ф С., Бурменский В.А., Щеголькова Н.М., Бобырев А Е Структурно-функциональная организация биоценозов и ихтиофауна Москвы-реки на городском участке // Водные ресурсы - 2006 - Т. 33 -№ 6.-С. 651 -660.

36 Козлов M H , Данилович Д А , Щеголькова Н.М., Филенко О Ф , Пушкарь В Я Оценка качества очищенной воды Московских очистных сооружений методами биотестирования / Водоснабжение и санитарная техника. - 2006 -№11, ч 1 - С 3139

37. Пушкарь ВЯ, Щеголькова Н.М., Козлов МН, Данилович ДА. Биотестирование биологически очищенных сточных вод // Экология и промышленность России - 2006 - №4 - С 29-31

38 Danilovich D А , Kozlov M N, Sklyar V.I, Nickolayev Yu A , Shchegolkova N.M., Vanyushina A Ya , Grachev V A Composting of sewage sludge of Moscow Waste Water Treatment Plants using recychng filler / Conférence Proccedmgs - Biological sludge treatment state of the art and recent innovation Specialized Conférence // Sustainable Sludge management'state ofthe art, challenges and perspectives - Moscow IWA , 2006 -6p

39. Данилович Д A., Козлов M.H., Кевбрина M В., Щеголькова Н.М , Залетина M M Закономерности формирования качества поступающей воды от жилой застройки // Сб докладов Седьмого международного конгресса «Вода экология и технология» Экватэк-2006. - М„ 2006. - Ч. II. - С. 633-634.

40. Щеголькова Н.М Удельный расход реки-водоприемника как интегральный показатель антропогенной нагрузки // Сб докладов Седьмого международного конгресса «Вода экология и технология» Экватэк-2006 - М., 2006. - Ч II - С. 10081009

41. Щеголькова Н.М. Изучение процессов самоочищения в системе производственного экомониторинга // Сб. докладов Седьмого международного конгресса «Вода, экология и технология» Экватэк-2006 - М., 2006. - Ч. I. - С. 311-312

42. Щеголькова Н.М, Пушкарь В Я. Оценка экологического состояния реки-водоприёмника по суточной динамике растворенного кислорода // Сб. докладов Седьмого международного конгресса «Вода, экология и технология» Экватэк-2006. -М, 2006 -Ч I С 340-341

43 Щеголькова ILM Роль селекции бактериоценозов в самоочищении реки мегаполиса от азота // Материалы Международной научной конференции «Проблемы устойчивого функционирования водных и наземных экосистем» - Ростов-на-Дону, 2006 -С. 484-488

44. Щеюлькова Н.М Оценка экологическою состояния реки-водоприемника в системе производственного экомониторинга // Тезисы докладов VI Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика -2006» -Самара, 2006 -С 51

45. Щеголькова Н.М, Гусев ДВ, Грачев В А Оценка информативности показателей, характеризующих твердую фазу образцов, в экологическом и технологическом мониторинге // Материалы XI научно-практического семинара «Вопросы аналитического контроля качества вод» - М Аналитический Центр контроля качества воды ЗАО «Роса», 2006. - С 97-100.

46. Гусельникова Н.Е, Черкасова М Н., Власова С Н,, Ларин В Е., Щеголькова Н.М. Методика прямого учета бактерий в пробах воды с применением флюоресцентного красителя // Материалы XI научно-практического семинара «Вопросы аналитического контроля качества вод- М.. Аналитический Центр контроля качества воды ЗАО «Роса», 2006 - С. 63-65

47 Щеголькова ILM Закономерности формирования экологических условий современной реки мегаполиса // Вода и экология Проблемы и решения. - 2006 - № 4 -С 3-12

48 Щеголькова Н.М Влияние города на формирование экологического состояния реки Москвы (исторический аспект)//Водные ресурсы -2007 -Т 34 -№2 - С 150 - 160

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Щеголькова, Наталия Михайловна

Введение.

1 Экологические проблемы водоотведения городов.

1.1 Современные системные подходы к решению проблем водной среды городов

1.2 Эволюция качества стоков с ростом и развитием города (историко-технический экскурс).

1.3 Периодичность количества и качества стоков и ее роль для гидробионтов.

1.4 Экологическая роль биоты городских вод.

1.4.1 Роль сообществ гидробионтов в самоочищении городских вод.

1.4.1.1 Зависимость процессов самоочищения от отношения биогенных элементов в водоеме.

1.4.2 Роль микроорганизмов в очищении городских вод.

1.4.2.1 Методический аспект изучения бактериоценозов водоема.

1.4.2.2 Роль бактериоценозов в очищении городских вод от азота.

1.5 Изменение структуры водных биоценозов и самоочищение.

1.6 Биоиндикация и биотестирование водоприёмников городов.

1.7 Методологические подходы к изучению влияния бытовых стоков города на реку.

1.7.1 Разбавление стоков.

1.7.2 Влияние температурного фактора на самоочищение.

1.7.3 Влияние биологической составляющей стоков на процессы самоочищения

1.7.4 Влияние бытовых стоков на биогеохимические циклы фосфора и металлов в реке

1.7.4.1 Содержание фосфора и металлов в очищенных и речных водах.

1.7.4.2 Перемещение и трансформация фосфора и металлов в реке, принимающей бытовые стоки.

1.8 Границы влияния бытовых стоков на реку-водоприёмник.

1.9 Роль структурной организации водоприемника в выборе методов регулирования качества воды.

1.9.1 Изменение энергетического состояния экосистемы городского водоприемника.

1.9.2 Способы регулирования процессов самоочищения.

1.9.3 Различия в структуре водоемов и водотоков.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Динамика экологического состояния основного водотока мегаполиса"

Более половины жителей земли проживает в городах, и с каждым годом процент городского населения земли все увеличивается. Экологическое благополучие мегаполисов во многом зависит от состояния городской реки или водоема, принимающего сточные воды. Города с числом жителей более 1 млн. образуют особые урбоэкосистемы в связи с наивысшей плотностью населения и, вызванной этим, нагрузкой на экосистему городского водоема.

В городских реках наиболее распространенными загрязнителями являются тяжелые металлы, токсичные органические вещества, нитритные и аммонийные I соли азота. В первую очередь от них страдают речные экосистемы. Возрастает роль диффузного загрязнения рек от донных отложений и с поверхностными водами с окружающих территорий.

Река Москва представляет собой яркий пример городского водотока, испытывающего на себе все многообразие антропогенных воздействий: разнообразие стоков, изменение гидрологического и температурного режима, значительная доля (более 55 %) бытовых биологически очищенных стоков. Поэтому актуальность данной работы обусловлена: в теоретическом аспекте - оценкой роли отдельных факторов антропогенного влияния и потенциальных возможностей самоочищения городской реки, выявлением зависимостей характера самоочищения от разных факторов нагрузки; в прикладном - тем обстоятельством, что выявленные закономерности могут служить основой для инженерных решений по регулированию качества водной среды города, а также для повышения информативности мониторинга реки и прогнозирования ее экологического состояния.

Цель работы - выявление основных закономерностей экологической организации городской реки в динамике для разработки методов регулирования качества воды и повышения информативности существующего мониторинга реки.

В связи с этим были поставлены задачи:

1) установить закономерности самоочищения реки мегаполиса в многолетней динамике в связи с изменением нагрузки от города;

2) выявить специфику экологических факторов в зоне влияния биологически очищенных вод;

3) изучить влияние биологически очищенных вод на перераспределение тяжелых металлов, соединений азота и на токсичность воды в реке;

4) определить вклад сообществ городской реки в трансформацию органического вещества;

5) определить влияние технологий очистки бытовых стоков и промывок I дна на структуру экосистемы реки;

6) на основе выявленных экологических закономерностей разработать методы регулирования качества воды и принципы мониторинга городской реки.

Научная новизна

Для сильно загрязненной реки, обоснована возможность применения оценки функционирования экосистемы по скоростям самоочищения.

Впервые сформулировано представление о специфической (кризисной) зоне городской реки ниже выпусков биологически очищенных вод, которая характеризуется снижением токсичности, повышенным содержанием фосфора в донных отложениях и во взвешенных веществах, снижением подвижности металлов в донных отложениях, повышением биопродуктивности по всем трофическим уровням, устойчивым формированием нитри-денитрифицирующих бактериоценозов, ускоренной трансформацией органического вещества речными сообществами.

Получены оценки самоочищения городской реки средней водности, принимающей стоки мегаполиса (не менее 30 % от общего содержания органического вещества по ХПК и не менее 70 % по азоту общему), которые свидетельствуют о значительных ассимиляционных возможностях загрязненных рек.

Максимальные зафиксированные скорости самоочищения городской реки составляют по ХПК 5 мг Ог/(л сут), по БПК5 - 1 мг Ог/(л сут), по азоту аммонийному - 1,5, по азоту общему - 1,7 мг/(л сут).

Выявлено, что увеличение ассимиляционных возможностей реки по органическому веществу и азоту соответствовали снижению в реке токсичности и стабилизации кислородного режима.

Выявлено, что промывки дна реки при современной нагрузке, способствуют формированию денитрифицирующих донных сообществ в местах седиментации взвешенных органических веществ, интенсифицируют трансформацию органических веществ в донных отложениях на городском участке реки.

Личный вклад автора

• Разработка теоретических положений по экологической структуре реки мегаполиса.

• Создание и анализ базы данных по гидрохимическим, гидрологическим и гидробиологическим показателям воды речной, очищенной и поступающей на сооружения очистки за период с конца XIX в.

• Разработка и создание лабораторной установки «Аквабиоценоз» для моделирования процессов самоочищения, проведение экспериментов по моделированию и анализ результатов.

• Формирование программ работ, организация и участие в полевых и лабораторных работах, анализ данных по изучению гидрохимических и гидробиологических свойств реки, донных отложений и очищенных вод в период с 1999 по 2006 гг. в рамках производственного экомониторинга МГУП "Мосводоканал".

Совместные работы оговорены в соответствующих разделах диссертации и отражены в виде соавторства в научных публикациях.

Практическая значимость

• определен минимально допустимый период (5 лет) между промывками реки в условиях, соответствующих современному уровню техногенной нагрузки;

• предложено в качестве критериев восстановления экологического благополучия реки использовать оценки скоростей самоочищения по ХПК, БПК5, азоту общему;

• показано, что применение технологий с обеззараживанием биологически очищенных вод снижает скорость самоочищения реки от избыточного азота, поэтому применение данных технологий должно проводиться с внесением в обеззараженные воды нитрифицирующего бактериоценоза;

• создана база гидрохимических, гидрологических и гидробиологических данных по р. Москве за период с конца XIX в.;

• показано, что биологически очищенные воды могут интенсифицировать процессы восстановления экологического режима в случае чрезвычайного загрязнения реки соединениями азота, органическими токсикантами и токсичными металлами.

Материалы работы были доложены на следующих конференциях: -Втором и Третьем международном научно-промышленном Форуме «Великие реки», Н.Новгород в 2000,2002 гг.

- 4-м, 5-м, б-м, 7-м международном конгрессе «Вода. Экология. Технология» в 2000,2002,2004, 2006 гг.;

- 1-й Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы экологии и развития городов» в 2001 г., Красноярск;

- 8-м съезде Гидробиологического общества РАН, Калининград в 2001 г., -Международной научной конференции "Малые реки: Современное экологическое состояние, актуальные проблемы", Тольятти в 2001,

- научно-практической конференции НИИ ВОДГЕО, Москва в 2004; -Второй международной научной конференции «Биотехнология - охране окружающей среды», МГУ им. М.В.Ломоносова, Москва в 2004;

- 4-м съезде Докучаевского общества почвоведов, Новосибирск в 2004; -Международном Конгрессе «ЭТЭВК-2005», Ялта, 2005;

-4-м Международном конгрессе по управлению отходами ВэйстТэк, Москва, 2005;

-научно-технических советах МГУП "Мосводоканал" в 2001, 2002, 2003, 2004, 2005,2006 годах;

-VI Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика -2006», Самара, 2006;

-XI научно-практическом семинаре «Вопросы аналитического контроля качества вод» в Аналитическом Центре контроля качества воды ЗАО «Роса», Москва, 2006;

- конкурсах научных работ МГУП "Мосводоканал" в 2001, 2002, 2004 годах.

Внедрением работы является усовершенствование системы производственного экомониторинга МГУП "Мосводоканал" по следующим позициям:

• разработка и создание лабораторного стенда для моделирования процессов самоочищения,

• выбор наиболее чувствительных методов биотестирования и внедрение их в производственный экоконтроль,

• введение новой точки экоконтроля с 2000 г. (Перерва ГЭС), обеспечивающей представительный отбор проб выше выпуска Курьяновской станции аэрации (КСА).

Защищаемые положения

В условиях мегаполиса кризисной зоне реки присущи следующие признаки:

1) максимальные скорости самоочищения по органическому веществу и азоту;

2) ускоренная трансформация органического вещества речными сообществами;

3) формирование зон седиментации с пониженной подвижностью металлов.

Интегральная оценка функционального состояния экосистемы городской реки основывается на оценках темпов самоочищения и размерах кризисной зоны, границы которой устанавливаются по снижению токсичности, повышенному содержанию фосфора в донных отложениях и во взвешенных веществах, снижению подвижности металлов в донных отложениях, повышенной биопродуктивности всех трофических уровней.

Промывка дна реки способствует формированию денитрифицирующих донных сообществ и интенсифицирует трансформацию органических веществ в донных отложениях.

Осуществление промывок следует проводить не чаще, чем 1 раз в 5 лет в связи с последействием донных сообществ. Этот интервал должен увеличиваться по мере снижения нагрузки на реку по биогенным элементам и органическому веществу и определяться по снижению скоростей самоочищения (по органическому веществу и азоту).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 48 работ, список которых приводится в конце работы.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Щеголькова, Наталия Михайловна

Выводы

1. Выявлено наличие временнь/х периодов, которые характеризовались максимальным самоочищением реки (со скоростями 5 мг 02/(л сут) по ХПК и 1,7 мг/(л сут) по Мобщ) и временных периодов, которые характеризовались отрицательными скоростями самоочищения за счет загрязнения реки от донных отложений. Максимальные зафиксированные скорости самоочищения и ассимиляционная способность экосистемы соответствовали снижению токсичности и стабилизации кислородного режима реки.

2. Городские стоки формируют специфические экологические условия, характеризуемые пульсирующим в течение дня скоростным режимом, неоднородностью потоков по рН, 02, мутности, температуре, Б ПК, ХПК.

3. Ниже выпуска очищенных вод формируются геохимические барьеры для тяжелых металлов, характеризуемые снижением подвижности в них металлов. Содержание тяжелых металлов в донных отложениях ниже выпуска биологически очищенных вод зависит от содержания органического вещества. Количество ОВ до 7% приводит к накоплению металлов, более 7% - выносу металлов из донных отложений.

4. Ниже выпусков БОВ формируется особая (кризисная) зона реки, отличающаяся снижением токсичности, повышенными скоростями самоочищения по ОВ и повышенной биопродуктивностью по всем трофическим уровням. Мониторинг экологического состояния реки мегаполиса должен включать оценку величины кризисной зоны с применением выявленных критериев.

5. Биологически очищенные воды оказывают влияние на самоочищение по соединениям азота, формируя особые нитрил денитрифицирующие зоны, очищающие реку со скоростью 5 г И/(м сут).

6. По каналу «растворенное органическое вещество детрит водные животные» циркулирует двусторонний, устойчивый и достаточно мощный поток вещества и энергии, обеспечивающий стабильность биотического круговорота в водной экосистеме ниже выпуска биологически очищенных вод. Велика роль денитрифицирующих донных сообществ в трансформации органического л вещества, которая может достигать 15 мг/(м сут) по ХПК.

7. По всему руслу реки весной и в начале лета преобладают диатомовые, летом - по числу видов зеленые и затем диатомовые. Представители этих групп водорослей составляют основу биомассы фитопланктона.

8. Технологии УФ-обеззараживания биологически очищенной воды, снижают нитрифицирующую активность планктонных сообществ реки, уменьшая скорости самоочищения по общему азоту и увеличивая количество детрита, не вовлекаемого в биологический круговорот.

9. Промывка дна реки 1998 г. способствовала формированию денитрифицирующих донных сообществ в местах седиментации взвешенных органических веществ, а также интенсифицировала трансформацию органических веществ в донных отложениях на городском участке реки.

10. Биологически очищенные воды могут интенсифицировать процессы восстановления экологического режима в случае чрезвычайного загрязнения реки соединениями азота, органическими токсикантами и токсичными металлами путем экстренного изменения в технологии очистки.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

ЬХраменков C.B., Данилович Д.А., Щеголькова Н.М. Влияние очищенных сточных вод московских станций аэрации на качество воды реки Москвы и ее притоков // Тезисы второго международного научно-промышленного Форума «Великие реки-2000». - Н.Новгород, 2000. - С. 54.

2. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н. Сравнительная оценка методов биотестирования речных и очищенных сточных вод // Тезисы 4-го международного конгресса «Вода. Экология. Технология» / Секция «Водные ресурсы. Поверхностные воды». - М., 2000. - С. 202-203

3. Chtchegolkova N., Kozlov M., Danilovich D. Estimation of biotest methods for the ecological control purposes / A book of papers International congress "ETEWS-2001". -Yalta, 2001.-C. 340-343.

4. Щеголькова H.M., Козлов M.H., Данилович Д.А., Канцерова Т.А. Сравнительная оценка методов биотестирования речных и очищенных вод. // Вода и экология. Проблемы и решения. - 2001. - №2. - С.2-8.

5. Shchegolkova N.M., Adgienko V.E., Danilovich D.A., Kozlov M.N. Role of the Moscow Wastewater Treatment Plant in elements reallocating in Moscow Urboecosystem. / Functions of soils in the geosphere-biosfere systems // Materials of the international symposium. - Moscow, 2001. - P. 307-308.

6. Щеголькова H.M. Оценка влияния очищенных вод московских станций аэрации на экосистему р. Москвы / Проблемы экологии и развития городов // Сборник статей по материалам 1-й Всероссийская научно-практической конференции. -Красноярск: СибГТУ, 2001. - С. 50-54.

7. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н., Данилович Д.А. Свойства донных отложений в местах выпусков московских станций аэрации и некоторые закономерности их генезиса // Тезисы 5-го международного конгресса «Вода. Экология. Технология» / Секция «Водные ресурсы. Поверхностные воды». - М.,2002. - С. 15.

8. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н. Обследование р. Пехорки - приемника очищенных вод Люберецкой станции аэрации // Тезисы 5-го международного конгресса «Вода. Экология. Технология» / Секция «Водные ресурсы. Поверхностные воды» - М., 2002.-С. 106

9. Щеголькова Н.М. Некоторые закономерности разложения органических остатков в донных отложениях р. Москвы // Тезисы Международной конференции «Новые технологии в защите биоразнообразия в водных экосистемах» -М.: МГУ им. М.В.Ломоносова, 2002. - С. 198.

10. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н. Влияние очищенных вод Люберецкой станции аэрации на экологическое состояние реки Пехорки // Тезисы третьего международного научно-промышленного Форума «Великие реки-2002». -Н.Новгород, 2002.-С.87.

11. Щеголькова Н.М., Самохвалов A.C. Некоторые закономерности формирования донных отложений в зоне влияния очищенных вод станций аэрации / Экология 2003 // Тезисы международной молодежной конференции. - Архангельск: ИЭПС УрО РАН, 2003.- С. 86-87.

12. Храменков C.B., Пахомов А.Н., Данилович Д.А., Козлов М.Н., Щеголькова Н.М. Влияние очищенных вод московских станций аэрации на качество воды р. Москвы и ее притоков / Сб. научно-технических статей «Развитие московской канализации». - М.:Можайск-Терра, 2003. - С. 287-297. - ISBN 5-7542-0115-Х.

13. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н. Исследование донных отложений в среднем течении р. Москвы / Сб. научно-технических статей «Развитие московской канализации». - М.:Можайск-Терра, 2003. - С. 298-312.

14. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н. Применение лабораторного моделирования для прогнозирования качества воды в водотоках-приёмниках очищенных вод // Тезисы научно-практической конференции НИИ ВОДГЕО. - М., 2004. - С. 131-133.

15. Криксунов Е.А., Карпов А.К., Лобырев Ф.С., Бурменский В.А., Пушкарь В.Я., Бобырев А.Е., Данилович Д.А., Козлов М.Н., Щеголькова Н.М. Влияние очищенных вод КСА на популяции рыб реки Москвы // Тезисы 6-го международного конгресса

Вода. Экология. Технология» / Секция «Экологический мониторинг водных объектов». - М., 2004. - С.16-17.

16. Пушкарь В.Я., Криксунов Е.А., Лобырев Ф.С., Бурменский В.А., Щеголькова Н.М., Козлов М.Н., Бобырев А.Е. Трансформация органического вещества в районе выпуска КСА // Тезисы 6-го международного конгресса «Вода. Экология. Технология» / Секция «Экологический мониторинг водных объектов». -М., 2004. - С. 156.

17. Криксунов Е.А., Лобырев Ф.С., Бурменский В.А., Бобырев А.Е., Щеголькова Н.М. Методические особенности изучения структурно-функциональных характеристик популяций рыб в зоне влияния очищенных вод станции аэрации на реку-водоприёмник // Тезисы 6-го международного конгресса «Вода. Экология. Технология» / Секция «Экологический мониторинг водных объектов». - М., 2004. - С. 274-275.

18. Козлов М.Н., Мухин В.А., Щеголькова Н.М., Чурбанов А.Э. Криксунов Е.А., Лобырев Ф.С., Пушкарь В.Я Состояние рыбных популяций, обитающих в канале очищенных вод КСА // Тезисы 6-го международного конгресса «Вода. Экология. Технология» / Секция «Экологический мониторинг водных объектов». - М., 2004. -С.147.

19. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н., Исаева И.И., Канцерова Т.А., Самойлова Т.А. Влияние очищенных вод станций аэрации и поверхностного городского стока на токсичность воды р. Москвы // Тезисы 6-го международного конгресса «Вода. Экология. Технология» / Секция «Экологический мониторинг водных объектов». -М., 2004.-С. 265-266.

20. Щеголькова Н.М. Лабораторное моделирование процессов перераспределения веществ в урбанизированных ландшафтах // Тезисы 4 съезда Докучаевского общества почвоведов. - Новосибирск, 2004. - С. 320.

21. Данилович Д.А., Козлов М.Н, Ванюшина А.Я., Щеголькова Н.М. Проблемы почвенной утилизации осадка сточных вод Москвы // Тезисы 4 съезда Докучаевского общества почвоведов. -Новосибирск, 2004. - С. 286.

22. Пушкарь В.Я., Бобырев А.Е., Бурменский В.А, Криксунов Е.А., Щеголькова Н.М. Структурно-функциональные характеристики сообществ гидробионтов р. Москвы на участке сброса очищенных вод Курьяновской станции аэрации / Тр. Международного биотехнологического центра МГУ// Сб. статей к Второй международной научной конференции «Биотехнология - охране окружающей среды». М.: МГУ им. М.В.Ломоносова, 2004. - С. 143-147.

23. Бурменский В.А, Лобырев Ф.С , Криксунов Е.А., Бобырев А.Е., Пушкарь В.Я., Щеголькова Н.М. Роль рыбного населения в процессах утилизации органического вещества на участках Москвы-реки в районе Курьяновской станции водоочистки. /Тр. Международного биотехнологического центра МГУ // Сб. статей к Второй международной научной конференции «Биотехнология - охране окружающей среды». М.:МГУ им. М.ВЛомоносова, 2004. - С. 24-25.

24. Храменков C.B., Пахомов А.Н., Данилович Д.А., Козлов М.Н., Щеголькова Н.М. Влияние очищенных вод московских станций аэрации на качество воды реки Москвы // Водоснабжение и санитарная техника. - 2004. - № 12. - С. 9-16.

25. Пушкарь В.Я., Щеголькова Н.М., Козлов М.Н. Оценка влияния биологически очищенных вод на рост и метаболизм рыб и моллюсков /Материалы Международного Конгресса «Экология, Технология, Экономика, Водоснабжение, Канализация» («ЭТЭВК-2005»). - Ялта, 2005. - С. 498-504.

26. Щеголькова Н.М., Козлов М.Н. , Владов М.Л., Калинин В.В., Старовойтов A.B. Использование сейсмоакустического профилирования донных отложений в производственном экомониторинге водных объектов // Сб. докладов 4-го

Международного конгресса по управлению отходами ВэйстТэк-2005. - М., 2005.-С. 330-331.

27. Храменков С.В., Пахомов А.Н., Данилович Д.А., Козлов М.Н., Щеголькова Н.М. Развитие системы экологического производственного мониторинга в реке-водоприёмнике очищенных вод // Сб. докладов 4-го Международного конгресса по управлению отходами ВэйстТэк-2005. - М., 2005. - С. 375.

28. Владов МЛ., Калинин В.В., Щеголькова Н.М., Козлов М.Н., Старовойтов А.В., Судакова М.С. Опыт картирования газонасыщенных донных отложений городского участка р. Москвы // Вода и экология. Проблемы и решения. - 2005. - № 2 (23). - С.53-60.

29. Криксунов Е.А., Лобырев Ф.С., Бурменский В.А., Пушкарь В.Я., Бобырев

A.Е., Щеголькова Н.М., Данилович Д.А., Козлов М.Н. Оценка состояния ихтиофауны реки Москвы в зоне влияния станций аэрации // Вода и экология. Проблемы и решения. - 2005. -№ 2 (23). - С.42-52.

30. Пушкарь В.Я., Щеголькова Н.М. Структура сообществ гидробионтов р. Москвы в зоне влияния выпуска очищенных вод КСА / HayKOBi записки Тернопшьського нацюнального педагопчного ушверситету ím. В.Гнатюка. Cepin : Бюлопя. Спещальний випуск: Пдроеколопя. - Тернопшь, 2005. - №3 (26). - С. 370371.

31. Щеголькова Н.М., Пушкарь В.Я. Эволюция планктонных сообществ в зоне влияния биологически очищенных вод по данным лабораторного моделирования / Науков1 записки Тернопшьського нацюнального педагопчного ушверситету ím.

B.Гнатюка. Cepifl : Бюлопя. Спещальний випуск: Пдроеколопя. - Тернопшь, 2005. -№3(26).-С. 490-491.

32. Криксунов Е.А., Лобырев Ф.С., Бурменский В.А., Пушкарь В.Я., Бобырев А.Е., Щеголькова Н.М., Данилович Д.А., Козлов М.Н. Изучение состояния рыбных популяций р. Москвы в зоне влияния станций аэрации // Водоснабжение и санитарная техника. - 2005. -№10, ч. 1. - С. 22-28.

33. Щеголькова Н.М. Некоторые закономерности распределения тяжелых металлов в донных отложениях среднего течения р. Москвы // Разведка и охрана недр. - 2005. - № 12. - С. 68-71.

34. Храменков С.В., Пахомов А.Н., Козлов М.Н., Данилович Д.А., Щеголькова Н.М. Система экологического производственного мониторинга как основа безопасности реки-водоприемника // Водоснабжение и санитарная техника. - 2006. -№ 1,ч. 1.-С. 40-47.

35. Криксунов Е.А., Пушкарь В.Я., Лобырев Ф.С., Бурменский В.А., Щеголькова Н.М., Бобырев А.Е. Структурно-функциональная организация биоценозов и ихтиофауна Москвы-реки на городском участке // Водные ресурсы. - 2006. - Т. 33. -№6.-С. 651-660.

36. Козлов М.Н., Данилович Д.А., Щеголькова Н.М., Филенко О.Ф.,. Пушкарь В.Я. Оценка качества очищенной воды Московских очистных сооружений методами биотестирования / Водоснабжение и санитарная техника. - 2006. - № 11, ч. 1. - С. 3139.

37. Пушкарь В.Я., Щеголькова Н.М., Козлов М.Н., Данилович Д.А. Биотестирование биологически очищенных сточных вод // Экология и промышленность России. - 2006. - №4. - С. 29-31.

38. Danilovich D.A.,. Kozlov M.N, Sklyar V.I., Nickolayev Yu.A., Shchegolkova N.M., Vanyushina A.Ya., Grachev V.A. Composting of sewage sludge of Moscow Waste Water Treatment Plants using recycling filler / Conference Proccedings - Biological sludge treatment: state of the art and recent innovation Specialized Conference // Sustainable Sludge management: state of the art, challenges and perspectives. - Moscow: IWA., 2006. -6p.

39. Данилович Д.А., Козлов М.Н., Кевбрина М.В., Щеголькова Н.М., Залетина М.М. Закономерности формирования качества поступающей воды от жилой застройки // Сб. докладов Седьмого международного конгресса «Вода: экология и технология» Экватэк-2006. - М., 2006. - Ч. II. - С. 633-634.

40. Щеголькова Н.М. Удельный расход реки-водоприёмника как интегральный показатель антропогенной нагрузки // Сб. докладов Седьмого международного конгресса «Вода: экология и технология» Экватэк-2006. - М., 2006. - Ч. И. - С. 10081009.

41. Щеголькова Н.М. Изучение процессов самоочищения в системе производственного экомониторинга // Сб. докладов Седьмого международного конгресса «Вода: экология и технология» Экватэк-2006. - М., 2006. - Ч. I. - С. 311312.

42. Щеголькова Н.М., Пушкарь В.Я. Оценка экологического состояния реки-водоприёмника по суточной динамике растворенного кислорода // Сб. докладов Седьмого международного конгресса «Вода: экология и технология» Экватэк-2006. -М., 2006.-Ч. I. С. 340-341.

43. Щеголькова Н.М. Роль селекции бактериоценозов в самоочищении реки мегаполиса от азота // Материалы Международной научной конференции «Проблемы устойчивого функционирования водных и наземных экосистем». - Ростов-на-Дону, 2006.-С. 484-488.

44. Щеголькова Н.М. Оценка экологического состояния реки-водоприемника в системе производственного экомониторинга // Тезисы докладов VI Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика -2006». -Самара, 2006.-С.51.

45. Щеголькова Н.М., Гусев Д.В., Грачев В.А. Оценка информативности показателей, характеризующих твердую фазу образцов, в экологическом и технологическом мониторинге // Материалы XI научно-практического семинара «Вопросы аналитического контроля качества вод». - М.: Аналитический Центр контроля качества воды ЗАО «Роса», 2006. - С. 97-100.

46. Гусельникова Н.Е., Черкасова М.Н., Власова С.Н., Ларин В.Е., Щеголькова Н.М. Методика прямого учета бактерий в пробах воды с применением флюоресцентного красителя // Материалы XI научно-практического семинара «Вопросы аналитического контроля качества вод- М.: Аналитический Центр контроля качества воды ЗАО «Роса», 2006. - С. 63-65.

47. Щеголькова Н.М. Закономерности формирования экологических условий современной реки мегаполиса // Вода и экология. Проблемы и решения. - 2006. - № 4. -С. 3-12.

48. Щеголькова Н.М. Влияние города на формирование экологического состояния реки Москвы (исторический аспект) // Водные ресурсы. - 2007. - Т. 34. - № 2.-С. 150-160.

Заключение

Проблемы обеспечения благоприятных экологических условий в городской реке необходимо решать, исследуя экологические процессы системы, состоящей из реки и сооружений биологической очистки.

Благополучие экосистемы реки в значительной мере зависти от скорости изменения гидрологических, гидрохимических параметров. Формирование целостности экосистемы происходит в периоды неизменного соотношения речных и очищенных вод, неизменности гидравлической нагрузки и нагрузки по органическому веществу.

Выявлены особенности самоочищения городской реки: 1) наличие стратификации по содержанию кислорода в зарегулированной реке, аналогичной вертикальному распределению кислорода в водоемах; 2) зависимость процессов седиментации тяжелых металлов от содержания фосфатов в очищенных водах; 3) зависимость самоочищения реки по азоту от автоселекции бактериоценозов реки-водоприёмника.

Мегаполис, расположенный на средней по водности реке, формирует особые экологические факторы и устойчивые структуры в реке-водоприемнике, эволюция которых зависит от развития систем водоотведения и технологии очистки стоков.

Ниже выпуска очистных сооружений формируется особая зона, величина которой сама по себе является интегральным показателем экологического состояния реки.

В кризисной зоне: снижается токсичность, определяемая по биотестированию; происходит усиленная трансформация органического вещества, выражаемая в увеличении зольности взвешенных веществ в возрастании доли биомассы планктона от ВОВ; наблюдается наибольшая биомасса рыб и зоопланктона в течение всего года (даже в зимний период). Мониторинг экологического состояния реки мегаполиса должен включать величину оценки кризисной зоны с применением выявленных критериев.

Интенсификация самоочищения реки по азоту определяется снижением токсичности и автоселекцией бактериоценозов. Роль БОВ в самоочищении по азоту - инициирование автоселекции бактерий-нитрификаторов в реке, внесение взвешенного биоокисляемого органического вещества в донные отложения. Интенсивность денитрификации в кризисной зоне составляет около 5 г Г4/(м2 сут). Таким образом, удаляется более половины азота, поступившего со стоками города.

Регулирование качества воды реки в чрезвычайных ситуациях должны быть основаны на концепции экологического единства вод очищенных и речных: адаптированный бактериоценоз очищенных вод может являться инструментом экстренного регулирования самоочищения реки.

Прирост взвешенных веществ в кризисной зоне суть функция соотношения вод речных и очищенных. Минимум прироста наблюдается при соотношении очищенных вод к речным в интервале от 1:2 до 2:1.

Сорбция и седиментация - основные факторы самоочищения от Р. Седиментации Р сопутствует осаждение и соосаждение металлов.Накопление металлов в донных отложениях зависит от концентрации органического вещества. Для среднего течения р. Москвы при концентрации органического вещества до 7 % происходит накопление, более 7 % -вымывание металлов из донных отложений.

Если расходы реки близки к расходу очистного сооружения, то технологии очистки, уничтожающие планктон очищенных вод, губительны для процессов самоочищения.

Структура сообществ зарегулированной реки-водоприемника формируется в условиях нестабильных экологических факторов. При этом город формирует периодические факторы среды, не характерные для естественных водоемов и водотоков.

Экомониторинг (в том числе, производственный) является основой для регулирования состояния реки и его информативность должна повышаться за счет оценки функционирования экосистемы реки и интенсивности процессов самоочищения.

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Щеголькова, Наталия Михайловна, Москва

1. Абакумов В.А. Система гидробиологического контроля качества природных вод в СССР Мат-лы науч. Симп. Актуальные нроблемы охраны окружающей среды в Советском Союзе и Федеративной Республике Германии. Мюнхен, 1984. 491-

2. Абакумов В.А., Курилова Ю.В. Временная организация биогидроценозов и пространственно-временная изменчивость гидрометеорологических характеристик

3. Алексевнина М.С., Преснова Е.В. Многолетняя динамика развития зообентоса Боткинского водохранилища и изменение кормовой базы рыб Рыбные ресурсы Камско-Уральского региона и их рациональное использование. Пермь: Изд-во ПГИ, 2001.С. 11-

4. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М.: Логос. 2000. 627 с. Алимов А.Ф. Функциональная экология пресноводных двустворчатых моллюсков// Автореф. дисс.д-ра биол.наук. Л. ЗИ АН СССР. 1978. 52 с. Алимов А.Ф. Общие основы учения биологической продуктивности водоемов Гидробиол. журн. 1988. Т. 24. 3. 40-

5. Алимов А.Ф. Структурно-функциональный подход к изучению сообществ водных животных Экология. 1982. 3. 45-

6. Алимов А.Ф. Элементы теории функционирования водных экосистем. СПб: Наука, 2001. 147 с. Алимов А.Ф., Голубков СМ., Панов В.Е. Закономерности функционирования и стратегия управления экосистемами эстуария реки Невы Экологическое состояние водоемов и водотоков бассейна реки Невы. СПб.: СПбНЦ РАН, 1996. 187-

7. Андреева И.С, Емельянова Е.К., Репин В.Е., Загребельный Н. Изучение способности микробных сообществ озерных экосистем к деградации комнонентов нефтепродуктов Тез. докл. Междуп. симп «Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилищ». Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН. 2003.

8. Бащкин В.Н., Касимов Н.С Биогеохимия. М.: Научный мир, 2004. 648 с. Безродных Ю.П., Делия СВ., Лисин В.П. Применение сейсмоакустических и сейсмических методов для изучения газоносности грунтов Северного Каспия Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2001. 5. С 476

9. Белова М.А., Распопов И.М. Макрофиты и их бактериальная деструкция в континентальных водоемах (обзор) Гидробиол. Журн. 1987. Т. 23. N9.2. С 3-9., 1987 Березин И.В. Иммобилизованные ферменты и перспективы их использования в науке и технике Вестн. АН СССР. 1974. 8. 52-

10. Бобырев А.Е., Криксунов Е.А. Математическое моделирование динамики популяций рыб с переменным темпом пополнения. М.:Наука. 1996.131 с. Богатов В.В. Структурно-функциональная организация речных сообществ Материалы VII съезда Гидробиологического общества РАН. Т.

11. Казань: Полиграф. 1996. 5-

12. Богатов В.В. Экология речных сообществ Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 1994.218с. Болсуновский А.Я., Абросов Н.С, Звегинцева Н.И., Хромечек Е.Б., Пролубников A.M. Искусственные микроэкосистемы как инструмент количественной экологии (к проблеме цветения водоемов) Проблемы эколог, монитор. И моделирования экосистем. Т. XIII. Л.: Гидрометеоиздат. 1991.С. 200-

13. Бочаров В.В., Быков Л.С, Даценко Ю.С. и др. Канал им. Москвы: 50 лет эксплуатации. Под ред. Л.С.Быкова и А.С.Матросова. М.: Стройиздат, 1987.240 с. Бреховских В.Ф., Вишневская Г.П., Волкова З.В., Кременецкая Е.Р. О влиянии тяжелых металлов в донных отложениях на развитие бентоса в Иваньковском водохранилище Сб. докладов Седьмого международного конгресса «Вода: экология и технология» Экватэк-2006.Ч.1.С.70-

14. Бреховских В.Ф., ВолковаЗ.В. О накоплении тяжелых металлов в донных отложениях Иваньковского водохранилища//Мелиорация и водное хозяйство. 1998. №3. 14-

15. Бреховских В.Ф., Казмирук Т.Н. Гидроэкология: динамика донных отложений слабопроточного водоёма (как фактор вторичного загрязнения водной среды) Инженерная экология. 1999. 6. 10-20 Варшавский В.Я., Скворцов Л.С. Экология проблемы стратегии и тактики Чист, город. 2002. .№3. 2-

16. Васигов Т.А., Хужакмедов Д.Л., Юсупов И.И. О роли микроводорослей и высщих водных растений в биологических прудах в физиолого-биохимическом аснекте Физиолого-биохимические аспекты культивирования водорослей и высших водных растений в Узбекистане. Ташкент: Фан, 1976. 24-

17. Васильева И.И., Ремигайло П.А. Рекомендации по борьбе с «цветением» водоемов в черте города Якутска и его окрестностях. Якутск: ЯФ СО АН СССР. 1988.12 с. Васильева-Кралина И.И. Альгология. Ч.П. Якутск: Изд-во Якутского ун-та. 1999. 92 с. Вельнер Х.А., Куйк Л.А. Особенности загрузки малые рек. сточными водами Материалы III Всесоюзного симпозиума по вопросам самоочищения водоемов и смешения сточных вод. М. Таллин. 1969. 13-

18. Веницианов Е.В., Лепихин А.П. Физико-химические основы моделирования миграции и трансформации тяжелых металлов в нриродных водах Под науч. ред. А. М. Черняева; ФГУП КамНИИВХ. Екатеринбург: Изд-во РосНИИВХ. 2002.236 с. Вернадский В.И. Проблемы биогеохимии. М.: Наука, 1980. 320 с. Винберг Г. Г. Интенсивность обмена и пищевые потребности рыб. Минск: Изд-во БГУ. 1955.250 с. Винберг Г.Г. Некоторые общие вопросы продуктивности озер Зоол. журн. 1936. Т. 15. Вьш. 4. 587-

19. Гидрохимический бюллетень. Государственный комитет СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды. Выпуски за 1971-1982 гг. Гладышев В. П., Ковалева В., Трофимов Г, П., Шипилин Н. Н. Экологизация гальванических производств как путь снижения загрязнения гидросферы и повышения качества сельскохозяйственной продукции Тез. докл. 2-й Междупар. паучно-практ. конф. «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири». Томск, 1996. 36-

20. Гладышев М.И., Колмаков В.И., Кравчук Е.С., др. Рост и выживание цианобактерий в эксперименте в водах "цветущего" и "нецветущего" водоемов Докл. РАН. 2000. 375, 2. 272-

21. Голубовская Э.К. Биологические основы очистки воды. М.: Высщая школа. 1978.268 с. Гончаров А.В. Гидробиологическая классификация рек России насущная задача водохозяйственной науки Сб. докладов Седьмого международного конгресса «Вода: экология и технология». 2006. Ч. 1. 35-

23. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов СИ. Экология водных микроорганизмов. М.: Наука, 1977.289 с. Горшков В.Г, Концепция биотической регуляции окружающей среды Экология. 1998. №3. 163-

24. Гусев М. В. К обсуждению вопроса об антропоцентризме и биоцептризме //Вестпик Московского ун-та. Сер.Биология. 1991, 1. 3-

25. Гюнтер Л.И. Закономерности развития активного ила и основные направления интенсификации работы аэротенков. Автор.дис. на соискание уч.ст. д.т.н. М.: АКХ им. К.Д.Намфилова. 1973. 38 с. Гюнтер Л.И., Беляева М.А., Юдина Л.Ф., Зенкова Н.В. Влияние технологических параметров работы аэротенков на формирование биоценозов и биохимические характеристики активного ила Научные труды АКХ им. К.Д.Намфилова. Вып. 105. М. 1976. 3-

26. Давьщов Л.К., Дмитриева А.А., Конкина Н.Г. Общая гидрология. Л.: Гидрометеоиздат. 1973.462 с. Дажо Р. Основы экологии. М.: Нрогресс. 1975.415 с. Данилович Д.А., Дайнеко Ф.А., Мухин В.А., Николаева Е.Б., Эпов А.Н. Удаление биогенных элементов Развитие московской канализации. М.:Можайск-Терра. 2003. 78-

27. Даувальтер В.А. Оценка токсичности металлов, накопленных в донных отложениях озер Вод. ресурсы. 2000. Т. 27. 4. 469-

28. Девяткин В.Г., Карпова Е.В., Метелева Н.Ю. Формирование и продуктивность перифитона Рыбинского водохранилища Тез. Док. 5 Всероссийской конференции по водным растениям "Гидроботаника 2000". Борок. 2000. 21-

29. Дедков Ю.М. Состояние и тенденции изменения окружающей среды России. М.: МГОУ. 2005. 84 с. Денисова А.И., Нахшина Е.П. Роль донных отложений в процессах самоочищепия и самозагрязнения водоемов Самоочищение, биопродуктивность и охрана водоемов и водотоков Украины. Киев: Изд-во КГУ. 1975. 86-

30. Дзюбан А.Н. Бактериобентос водохранилищ Верхней Волги как ноказатель экологического состояния водоемов Вод. Ресурсы. 2003. Т. 30. 6. 741-

31. Димитров Л.И. Газово-акустические аномалии осадочного чехла Болгарского черноморского щельфа Геологическая эволюция занадной части Черноморской котловины в неоген-четвертичное время. София: Изд-во БАН. 1990. 362-380. 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

32. Долгоносов Б. М. Барьерная роль водопроводных станций в условиях повышенного загрязнения водоисточников Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы». 2004. 10.http://www.abok.ru/ Долженко Л.А., Турянская Н.И., Компапийцева Т.Ф., Миронова Е.А. Основа формирования эффективных биоценозов Материалы международной научнопрактической копференции «Строительство-2000». Ростов н/Д, 2000. 18-

33. Дука Г.Г., Скурлатов Ю.И., Батыр Д.Г. Особенности экохимических процессов в сточных водах Изв. АН МССР. Сер. Биол. И хим. Наук. 1990. 6. 53-

34. Дьяченко Т.Н. Изменения высшей водной растительности придунайских лиманов при усилении антропогенного воздействия Гидробиол. Жури. 1993. Т. 29. 6. 12-

35. Жмур Н.С. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестировапия в России. М.: Международный Дом Сотрудничества. 1997.189 с. Жукова Т.В. Режим фосфора, его роль в биотическом круговороте и эвтрофировании (на примере озер Нарочанской группы) Гидробиол. журн. 1989. Т.25. }{о4. 24-

36. Заварзин Г.А. Бактерии и состав атмосферы. М.: Наука. 1984. 99 с. Заика В.Е. Удельная продукция водных беспозвоночных. К.: Наукова думка, 1972.147 с. Законнов В.В. Аккумуляция биогенных элементов в донных отложениях водохранилищ Волги Органическое вещество донных отложений Волжских водохранилищ. Л.: Наука, 1993.С.З-16. ЗАО «Техно-ТМ». Способ регулирования биологической активности открытых водоемов -N99120767/12; 06.10.1

37. Зенин А.А., Сергеева О.В., Земченко Г.Н. Коэффициенты превращения (распада) загрязняющих веществ в воде Обзорная информация ВНИИГМИ-МЦД. Выи. 1. 1977. 43 с. Зенкевич Л.А. Продуктивность морских водоемов СССР Тр. фаунист, конф. Зоологического ин-та АН СССР. Л.: Секция гидробиол. 1934. 11-

38. Зинченко Т.Д., Выхристюк Л.А, Шитиков В.К. Методологический подход к оценке экологического состояния речных систем по гидрохимическим и гидробиологическим показателям Изв. СамНЦ РАН. 2000. Т. 2. 2. 233-

39. Иванин В.П., Исаков В.Г., Эль A.M., Деменкова Т.И. Курьяновская станция аэрации. М.: ЗАО "МВП ИНСОФТ". 1998.176 с. Ивашов П.В., Сиротский СЕ. Тяжелые металлы в биообъектах водных экосистем бассейна р. Ургал Биогеохимические и гидроэкологические исследования иа Дальнем Востоке. Владивосток, 1998. Вып. 7. 50-

40. Ивлев B.C. О превращении энергии при росте беспозвоночных Бюлл. МОИН. Отд. биол. 1938. Т. 47. 4. 267-

41. Ивлев B.C. Экспериментальная экология питапия рыб. М.: Пищепромиздат, 1955. 252с. Итоги апробации методов биотестирования, разработанных в соответствие с планом НИОКР на 1981-85 гг. по развитию контроля природных и сточных вод Доклад ВНТК, образованной постановлением МНТС при ГКНТ СМ СССР N 138 от 6.04.83г. М. 1986. 161-

42. Казмирук Т. Н. Динамика частиц донных отложений как фактор вторичного загрязнения слабопроточного водоема Тез. докл.Четвертого Межд.конгр.«Вода: экология и технология», ЭКВАТЭК-2000. М. 2000.

43. Калинин А.В., Калинин В.В., Мусатов А.А., Владов М.Л., Модин И.Н. Методика, техника и результаты комплекспых геофизических исследований на акватории р. Москвы Геологические проблемы Московской агломерации. М.: Изд-во МГУ. 1991. 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88

47. Роль зоопланктона в процессах самоочищения Биологические процессы и самоочищение на загрязненном участке реки. Минск: Изд. БГУ. 190 с. Кузнецов В.А. Изменение экосистемы Куйбышевского водохранилища в процессе ее формирования. Водные ресурсы, 1997. Т. 24. N22. 228-

48. Кузнецов Е.А. Грибы водных экосистем. Автореферат на соискание уч. ст. д.б.н. М..2003. 61 с. Куликова Т.П., Сярки М.Т. Структура и количественные показатели зоопланктона Онежское озеро: Экологические проблемы. Петрозаводск: Изд-во Ин-та вод. пробл. Севера. 1999. 191-

49. Курейщевич А.В. Динамика содержания хлорофилла в планктоне водохранилищ днепровского каскада в зависимости от некоторых абиотических и биотических факторов. Тез. докл. 5 Веер. конф. по водным растениям "Гидроботаника 2000".Борок. 2000. 48-

50. Кутлиев Дж., Мавлянова М.И., Мавжудова A.M. Фенолразрущающие бактерии, как показатель естественного самоочищения водоемов от загрязнителя Тез. докл. Междун. симп «Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилищ». Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН. 2003.

51. Кутлиев Дж., Мавлянова М.И., Уринова А.А., Мавжудова A.M. Биотехнология очистки сточных вод нефтегазовых предприятий с помощью микроорганизмов Тез. докл. Междун. симп «Микроорганизмы в экосистемах озер, рек и водохранилиш». Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН. 2003.

52. Кучмент Л.С. Развитие методов математического моделирования речного стока. Гидрология суши. Т.

53. Некоторые проблемы современной гидрологии. М.:Стройиздат. 1975. 66-

54. Лапин И.А., Красюков В.Н. Влияние гуминовых кислот на поведение тяжелых металлов в эстуариях Океанология. 1986. Т. 26, Вып. 4. 621 627 Ларионов Г.А. Эрозия и дефляция почв: основные закономерности и количественные оценки. М.: Изд-во МГУ, 1993.200 с. Левич А.П. Биотическая концепция контроля природной среды Доклады РАН. 1994. Т.337. .№2.280-

55. Левич А.П., Булгаков Н.Г. Биогенные элементы в среде и фитопланктон: отношение азота к фосфору как самостоятельный регулирующий фактор Успехи современной биологии. 1995. Т. 15. Вып. 1. 13-23. 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128

56. Родзиллер И.Д. Прогноз качества воды водоемов-водоприемников сточных вод. М.: Стройиздат. 1984. 236 с. Родионов А.И. и др. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия. 1989. 512 с. Розенберг Г.С. Комплексный анализ урбоэкологических систем (на примере городов Самарской области)//Экология. 1993. №4. 13-

57. Розенберг Г.С. О системной экологии Журн. общ. биологии. 1988. Т. 49. 5. 580

58. Савенко B.C., Захарова Е.А. Основные закономерности поведения фосфора в речном стоке Вод. ресурсы. 1997. Т.24. 2. 159-

59. Садчиков А.П., Козлов О.В. Трофические взаимоотношения в планктонном сообществе М.:Изд-во МГУ, 1999.96 с. Садчиков А.П., Макаров А.А. Потребление и трансформация низкомолекулярного растворенного органического вещества фито- и бактериопланктоном в двух водоемах разной трофности Вод. Ресурсы. 2000. Т. 27. 1. 72-

60. Сает Ю.Е. и др. Геохимия окружающей среды. М., 1990. 335 с. Санданова Т.В., Соктоев А., Намсараев Б.Б., Цыренов В.Ж. Влияние залповых сбросов нефтепродуктов на микробиоценозы и функциональную активность биологического ила очистных сооружений Прикладная биохимия и микробиология. 2000. Т. 36. 5. 559-

61. Сидоркин В.И., Попов А.П. Возможности самоочищения природных вод от тринитротолуола// Охрана природных вод Урала. Вып. 17.1987. 83

62. Синельников В.Е. Механизм самоочищения водоемов. М.: Стройиздат, 1980.111с. Скальская И.А. Зооперифитон малой реки притока Рыбинского водохранилища Матлы науч. конф. «Водные экосистемы и организмы-2». Т.З. 2000.

63. Скопцов В.Г. Энергетический баланс популяции Gammaras lacustris Sars в литорали озера Большого// Основы изучения пресноводных экосистем. Л. 1981, с.8О

64. Скрябин Г.К., Головлев Е.Л. Современные тенденции микробиологической трансформации органических соединений Изв. АН СССР. Сер. биол.1974. МЗ. 381

65. Смирнова Л.Л., Миронова Н.В. Интенсификация биологической доочистки бытовых сточных вод некоторыми видами плейстофитов Вод. Ресурсы. 2004. Т. 31. 4. 509

66. Соломонова Е.А., Остроумов А. Взаимодействие загрязняющего воду поллютанта с 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215

67. Состав Москворецкой воды близ Москворецкого моста по месяцам за период с 1898 по 1910 год Тр. Совещания по очистке сточных вод, состоящего при Канализационном отделе М. К. X. М.: II типо-литография М. Н. X, 1922. 343-

68. Справочник по гидрохимии Под ред. А.М.Никанорова. Л.:Гидрометеоиздат. 1989. 391 с. Справочник эколого-климатических характеристик г. Москвы (по наблюдениям Метеорологической обсерватории МГУ). Т.1. Отв. Ред. д.г.н. А.А.Исаев. М.: Изд-во МГУ. 2003.304 с. Стефанов А. Акустические характеристики газонасыщенных осадков в северной части Адриатического моря Акустика дна океана. М.: Мир. 1984. 57-

69. Тимофеева Н.А., Сигарева Л.Е. Взаимосвязи концентраций растительных пигментов с азотом и фосфором в донных отложениях водохранилищ Вод. Ресурсы. 2004. Т. 31. 3. 332-

70. Тодеращ И.К. Энергетический баланс личинок хирономид// Общие основы изучения водных экосистем. Л.:Наука. 1979. 31 -

71. Толкачев Г. Ю. Роль донных отложений в аккумуляции тяжелых металлов в водных объектах Тез. докл.Четвертого Межд.конгр.«Вода: экология и технология», ЭКВАТЭК-2000. М. 2000. 182-

72. Троцюк В.Я., Свинаренко В.К., Больщаков A.M., Лапин А.В. Результаты газометрических исследований Нефтегазогенетические исследования Болгарского сектора Черного моря. София: Изд-во БАН. 1984. 181-

73. Труды комиссии по изысканию новых источников водоснабжения г. Москвы Под ред. Прудникова А.П. Водоснабжение г. Москвы при помощи устройств водохранилищ в верховьях р. Москвы и на ее нритоках. М.: Тип. М.К.Х., 1927. Вып.1. 116-

74. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. М.: Инфра-М, 2003. 544 с. Тюрюканов А.Н., Федоров В.М. Н.В. Тимофеев-Ресовский: Биосферные раздумья. М., 1996.368 с. Урманцев Ю. А. Начала общей теории систем Системный анализ и научное знание. М,:Наука. 1978. Т. 39. 7—

75. Федоров В.Д. Заметки о парадигме вообще и экологической парадигме в частности Вести. МГУ. Сер. биол. 1977. 3. 8-22 Филенко О.Ф. Водная токсикология. М.: Изд-во МГУ. 1988.154с. Фортескью Дж. Геохимия окружающей среды. М.: Прогресс, 1985. 360 с. Францев А.В. Некоторые вопросы рациональной конструкции и эксплуатации водохранилищ и каналов Технология очистки природных и сточных вод. Вып.1. М Московский рабочий. 1977. 176-

76. Фурсенко М.В. Применение некоторых микробиологических показателей для оценки качества вод Методы биологического анализа пресных вод. Л.:Гидрометеоиздат. 1976. 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236

77. Хендерсон-Селлерс Б. Инженерная лимнология. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 335 с. Хенце М., Армоэс П., Ля-Кур-Янсен Й., Арван Э. Очистка сточных вод. Биологические и химические процессы. М.: Мир, 2004.480 с. Храменков СВ. Стратегия развития водоснабжения и водоотведения в г. Москве до 2020 г. Водоснабжение и санитарная техника. 2006. 4. 9-

78. Храменков СВ., Волков В.З., Горбань О.М. и др. От истока до Москвы. М.: Изд-во Прима-Пресс-М, 1999. 312 с. Храменков СВ., Пахомов А.Н., Данилович Д.А. и др. Влияние очищенных вод московских станций аэрации на качество воды реки Москвы Водоснабжение и сан. техника. 2004. 12. С 9-

79. ХраменковСВ., Загорский В.А., Курятникова И.В., Вандергюхт Л.Е, Алексеева Г.К., Деменкова Т.П. 100 лет канализации Москвы. М.: Прима-Пресс. 1998. 504 с. Хромов В.М., Витвицкая Т.В., Харченков Ю.И., Телитченков М.М. Структурнофункциональные характеристики фитопланктона показатели качества воды р. Москва //Водн.ресурсы. 1991. 2. 45-

81. Шатуновский, М.И., Огнев Е.Н, Соколов Л.И., Цепкнн Е.А. Рыбы Подмосковья. М.: Паука, 1988.143 с. Шилов И. А. Экология. М.: Высщ, щк., 2000. 511с. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАП. 2003.463 с. Шкундина Ф. В., Мартыненкова Л. П.. Фитопланктон как показатель качества питьевой воды на различных стадиях водонодготовки// Вода и экология. Проблемы и решения. 2002.№ I e 10-

82. Шоякубов Р.Ш., Эргашев 3.

83. Пистия телорезовидная и ее влияние на альгофлору и микрофлору сточных вод свиноводческих комплексов Биология и биотехнология микроорганизмов. Ташкент: Фан, 1989. С 125-

84. Allen J.D. Stream ecology. Structure and function of running waters. London etc., 1995.388 p. Alsos, Т., Eide, A., Astratti, D. et al. Seismic Applications Throughout the Life of the Reservoir Oilfield Review. 2002. V. 14. 2. P. 48-

85. Andersen N.n., Sedell J.R. Detritus processing by macroinvertebrates in stream ecosystems //Ann. Rev. Ent. 1979. V.24.P. 351-

86. Bachmann R.W., Поуег M.V,, Canfield D.E. Internal heterotrophy following the switch from macrophytes to algae in Lake Apopka, Florida// nydrobiologia. 2000. V.418.№ 1. P. 217-

87. Barbeau K., Moffett J.W.Laboratory and field studies of colloidal iron oxide dissolution as mediated by phagotrophy and photolysis Limnol. and Oceanogr. 2000.45. Ш 4. С 827-

88. Battle J.M., Mihuc T.B. Decomposition dynamics of aquatic macrophytes in the lower 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261

89. Duley Bill.RecycIing Phosphorus by Recovery From Sewage. 2001. http://www.nhm.ac.uk/mineralogy/phos/Duley.doc. Engstrom P. The importance of anaerobic ammonium oxidation (Anammox) and anoxic nitrification for N removal in coastal marine sediments. PhD thesis. Goteborgs Universitet. Sweden. 2004. 47 p. Fang Tao, Zhang Xiao-hua, Xiao Bang-ding, Ao Hong-yi, Xu Xiao-qing Changjiang liuyu ziyuan yu huanjing Resour. and Environ. Yangtze Basin. 2001.10. Ш 2. 185-

90. Fantel, R.J, Peterson, G.R., Stowasser, W.F. The worldwide availability of phosphate rock Natural Resources Forum. 1985. Vol. 9. No. 1. P. 5-

92. Special edition. CEEP, SCOPE Newsletter: http://www.ceep-phosphates.org. Rhine Commission http://www.iksr.org Fisher S.G. Succession in streams Stream ecology: application and testing of general ecological theory. New York: Plenum Press. 1983. P.7-27 Flannery M.S., Snodgrass R.D., Whitmore T.J. Deepwater sediments and trophic condition in Florida lakes //Hydrobiologia. 1982. V. 92. P. 597-

93. Focht D.D., Chang A.C. Nitrification and denitrification processes related to wastewater treatment Advances in Applied Microbiology. 1975. 19. P. 153-

94. Foster G.N., Blake S., Downie I.S., McCracken D.I., Ribera I., Eyre M.D., Garside A. Biodiversity in agriculture. Beetles in adversity? Biodiversity and Conserv. Agr.: Proc. Int. Symp. Brit. Crop Prot. Counc, Brighton, 17 Nov., 1

96. Foster IDL, Baban SMJ, Wade SD, Charlesworth SM, Buckland PJ, Wagstaff K. Sedimentassociated phosphorus transport in the Warwickshire River Avon Erosion and sediment yield: global and regional perspectives. IAHS Publ. 1996. 236. P. 303-

97. Friend J.P. the global sulfur cycle Chemistry of the lower atmosphere. S.I. Rassol ed. N.Y.: Plenum Press. 1973. P. 177-

98. Gersberg R.M., Elkins B.V., Lyon S.R. et al. Role of aquatic plants in wastewater treatment by artificial wetlands Water Res. 1986. V. 20. 3. P. 363-

99. Hendriksen K.V., Ahring B.K. Combined removal of nitrate and carbon in ranular sludge: Substrate competition and activities. Antonie van Leeuwenhoek. 1996, V. 69, N. 1, P. 33-

100. Henze M. Characterization of Wastewater for Modelling of Activated Sludge Processes Water Sci. Technol. 1992. 25. (6). P. 1-

101. Henze M. Husspildevands sammensaetning (The composition of domestic wastewater) Stads- og Havneing. 1982. 73. P. 386-387. Her J.J., Huang J.S. Infiuences of carbon source and C/N ratio on nitrate/ nitritedenitrification and carbon breakthrough Biores. Technol. 1995. V. 54. N. 1. P. 45-

102. Hermann J., Bostrom A., Bohman I. Invertebrate colonisation into the man-made Kalmar Damme wetland dam system Verh. Int. Ver. theor. und angew. Limnol. 2001.27. J a 3. C. V 1653-

103. Hiscock K.M., Lloyd J.W., Lemer D.N. Review of natural and artificial denitrification of groundwater Wat.Res. 1991. V. 25, N. 9. P. 1099-1

104. Hoek C van den, Mann D.G. Algae. An introduction to phycology. Cambridge: University Press. 1995.623 р. Hoffmeier Dieter; Oase Wubker GmbH Co. KG. Schlammsauger: N 19942187.0; 03.09.1

105. Hovland M., Jadd A. Seabed Pockmarks and seepages Impact on Geology, Biology and the Marine Environment. Graham and Trotman, 1988. P.

106. Jarvie H.P., Neal C Williams R.J. et al. Phosphorus sources, speciation and dynamics in the 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305

107. Jetten M. S. M., Sliekers 0., Kuypers M.et al. Anaerobic ammonium oxidation by marine and freshwater planctomycete-like bacteria Appl Microbiol Biotechnol. 2003. 63. P. 107-

108. Jianq Hai-yan, Liu Min, Gu Qi, Hou Li-yun, Xu Shi-yuan. Tnviron/ and Urban Ecol. 2002. 15. 1 P. 15-

109. Kabata-Pendias A., Pendias H., Biogeochemistry pierwiastkow sladowych. Warszawa: PWN. 1999.398 s. Kairesalo Timo, Kornikow Ryszard, Luokkanen Eira. Trophic cascade structuring a plankton community in a strongly vegetated lake littoral Verh. Int. Ver. theor. und angew. Limnol. 2001.27. 4 P. 1763-1

110. Kappeler J., Gujer W. Estimation of Kinetic Parameters of Heterotrofic Biomass Under Aerobic Conditions and Characterization of Wastewater for Activated Sludge Modelling Wat. Sci. Tech. 1992. V. 25. 6. P. 125-

111. Kibret Mulugeta, Somitsch Walter, Robra Karl-Heinz Characterization of a phenol degrading mixed population by enzyme assay Water Res. 2000. 34. 4. P. 1127-1

112. Klotzli Frank, Bloesch Urs, Bosshard Andreas, Bumand Jacques, Kuhn Nino, Marti Karin, Schubiger Cecile, Walther Gian-Reto. Manifest: Welche Forschung braucht der Naturschutz heute? //Vierteljahresschr. Naturforsch. Ges. Zurich. 1999.144, 3. P. 89-

113. Koukina S. E., Calafat-Frau A., Hummel H., Palerud R. Trace metals in suspended particulate matter and sediments from the Sevemaya Dvina estuary, Russian Arctic Polar Rec. 2001.37. 202. C. 249-

114. Kramer Heiko, Krier Holger, Schroder Wolfgang Geschichtliche und flu_bmorphologische Aspekte des natumahen Umbaus der Nidda Int. J. Wildland Fire. 2000. 9. M 4. P. 137-

115. Kuschk P., Wiepner A., Kappelmeyer U., Weipbrodt E. et al. Annual cycle of nitrogen removal by a pilot-scale subsurface horizontal flow in a constructed wetland under moderate climate Water Resear. 2003. 37. P. 4236-4

116. Kuypers M. M. M., Sliekers A. 0., Lavik G., Schmid M., Jorgensen B. В., Kuenen J. G., Damste J. S. S., Strous M. and Jetten M. Anaerobic ammonium oxidation by anammox bacteria in the Black Sea Nature. 2003.422. P. 608-

117. Lemly A.D., Hilderbrand R.H. Influence of large woody debris on stream insect communities and benthic detritus Hydrobiologia. 2000. V.421. 1. P. 179-185 Lin Qiu-Qi, Wang Zhao-Hui, Qi Sang, Han Bo-Ping. Shengtai xuebao Acta Ecol. Sin. 2001. 21. 5 P. 814-

118. Makarewicz J. C Bertram P.I, Lewis Th. W. Chemistry of the offshore surface waters of Lake Erie: pre-and Post-Dreissena introduction (1983-1993) //J. Great Lakes Res. 2000. 26, 1 P. 82-

119. Maniya Keith A., Lee Richard F. Biota-sediment accumulation and trophic transfer factors for extremely hydrophobic polychlorinated biphenyls Environ. Toxicol. and Chem. 1998.17,12. P. 2463-2

121. Minshall G.Wayne, Royer Todd V., Robinson Christopher T. Response of the Cache Creek macroinvertebrates during the first 10 years following disturbance by the 1988 Yellowstone 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327

122. Some new analytical and comparative methods for estimating the food consumption offish. ICES mar. Sci. Symp., 193: P. 99-108. http://www.volgaltd.ru/projects