Экологические индикаторы качества сточных вод очистных сооружений

Власова, Инна Андреевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологические индикаторы качества сточных вод очистных сооружений
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Экологические индикаторы качества сточных вод очистных сооружений"

На правах рукописи

Власова Инна Ацдреевиа

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ КАЧЕСТВА СТОЧНЫХ ВОД ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Специальность 03.02.08 - экология (биология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических паук

Красноярск-2011

1 6 ИЮН 2011

4849776

Работа выполнена на кафедре водных и наземных экосистем Института фундаментальной биологии и биотехнологии ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный

университет» и филиале ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Сибирскому федеральному округу» - ЦЛАТИ по Красноярскому краю

Научный руководитель: кандидат биологических наук, профессор

Гольд Зоя Георгиевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Степапова Надежда Юльевпа

доктор биологических наук, профессор Мучкина Елена Яковлевца

Ведущая организация: Научно-исследовательский институт биологии

при Иркутском государственном университете

Защита состоится 30 июня 2011 года в 11 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 220.037.04 при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90. Факс:(391)227-86-52

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО«Красноярский государственный аграрный университет».

Автореферат разослан « _ 2011 года

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

Г.А. Демиденко

Актуальность темы. Сточные воды образуются в результате хозяйственно-бытовой и производственной деятельности человека. Они неизбежно попадают в воды закрытых водоемов, рек, морей и океанов, где сосредотачивают все многообразие вредных веществ. В связи с увеличением техногенного воздействия на гидросферу, задачей государственной важности является обеспечение сохранения качества водных ресурсов (Крылова и др., 2000; Бугреева и др., 2003).

Постоянное увеличение разнообразия загрязняющих веществ с каждым годом усложняет химические способы анализа загрязнений, не учитываются такие явления, как синергизм, антагонизм, аддитивность. Для оценки уровня загрязненности сточной воды токсичными веществами в России, Украине, Чехословакии, США, Германии, Польше наряду с количественным химическим анализом используется биотестирование, которое следует рассматривать как проведение комплексного анализа сточной воды. Многие вопросы, касающиеся информативности, эффективности и экономической целесообразности подбора тест-систем, недостаточно изучены (Пикадоров и др., 2000; ЛеГГгу^ОЫусЪа, 2003).

Необходимость в разработке новых индикаторных систем, в особенности биотестов для оценки токсичности сточных вод, продиктована рядом причин. Основные из них: неуклонное возрастание числа загрязняющих веществ, попадающих в водную среду в результате хозяйственной деятельности; взаимодействие загрязнителей между собой с образованием новых веществ, иногда более токсичных, чем анализируемые; трудоемкость и высокая стоимость химического анализа. Становятся необходимыми несложные первичные тесты на общую токсичность воды с высокой чувствительностью и широким спектром реагирования, быстрой ответной реакцией и высокой экономической эффективностью (Борсук, 2007).

Проблема биологического контроля сточных вод особенно актуальна для Красноярского края с его активно развивающейся инфраструктурой, энергетикой и сельским хозяйством, а с другой стороны, уникальной заповедной природой. Поэтому объектом исследований служили сточные воды, а предметом исследования - их качество.

В данной работе было выбрано два оформленных выпуска сточных вод очистных сооружений, поступающих в бассейн р. Енисей:

- выпуск очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края (ОСС);

- выпуск левобережных очистных сооружений г. Красноярска (ЛОС).

Выбор выпусков очистных сооружений объясняется их специфичностью по загрязняющим веществам и эффектом их действия на водные объекты, различной ответной реакцией тест-организмов и, немаловажный момент, - доступностью их параллельного исследования по химическим и биологическим показателям.

Цель работы - оценка химических и биологических комплексных показателей как индикаторов качества сточных вод биологических очистных сооружений.

Задачи:

1. Изучить в сравнительном плане динамику химических ингредиентов и их информативность в оценке качества стоков очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и левобережных очистных сооружений г. Красноярска.

2. Проанализировать динамику реакций биотестов (водоросли, рачки) на воздействие стоков очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и левобережных очистных сооружений г. Красноярска.

3. Провести сравнительный анализ информативности химических и биологических индикаторов в оценке качества сточных вод очистных сооружений.

4. Проследить ранжированность химических индикаторов на примере стоков очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и левобережных очистных сооружений г. Красноярска. Выработать рекомендации к применению наиболее информативных приемов комплексного анализа сточных вод очистных сооружений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Анализ сточных вод очистных сооружений по элементному составу не дает адекватных оценок качества воды, не учитывает такие явления, как антагонизм, аддитивность, синергизм.

2. Токсичность вод, установленная по реакциям биотестов (динамика оптической плотности суспензии водоросли Chlorella vulgaris, по темпу размножения рачков Ceriodaphnia affinis), определена как индикатор качества сточных вод, прошедших биологическую очистку на очистных сооружениях.

3. Предложенная система интегральной оценки качества сточных вод по химическим (индекс загрязнения вод, коэффициент комплексности загрязнения вод, химическое потребление кислорода, биохимическое потребление кислорода) и биологическим (токсические эффекты по тест-объектам Chlorella vulgaris и Ceriodaphnia affinis) индикаторам позволяет оперативно и адекватно выявить уровень экологической опасности воздействия выпуска сточных вод на водную экосистему.

Научно-практическая значимость. Впервые в Красноярском крае на производственных сточных водах параллельно проведен анализ по комплексу химических и биологических индикаторов, дифференцированы оценки по классам качества. Разработана система комплексной оценки качественного состава очищенных сточных вод по химическим и биологическим индикаторам. Впервые при анализе производственных сточных вод использовали такие химические индикаторы, как индекс загрязнения вод и коэффициент комплексности загрязнения вод, которые применялись только при анализе природных вод. Выявлены наиболее чувствительные к анализируемой группе сточных вод химические и биологические индикаторы.

Полученные данные по индикаторности химических и биологических дескрипторов могут быть использованы очистными сооружениями и надзорными органами как комплекс показателей, которые дают наиболее оперативную и объективную оценку эффективности очистки сточных вод очистных сооружений, поступающих в водоем. Материалы исследования используются в учебном процессе на кафедре водных и наземных экосистем Института фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского федерального университета.

Апробация работы. Информативность разработанного комплекса индикаторных показателей апробирована при установке класса опасности загрязненных стоков в филиале ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Сибирскому федеральному округу» - ЦЛАТИ по Красноярскому 1фаю.

Основные положения и материалы диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Социально-экологические проблемы природопользования в Центральной Сибири» (Красноярск, СФУ, 18-21 октября 2006 года); Международной конференции «Современное состояние биоресурсов» (Новосибирск, НГУ, 26-28 марта 2008 года); IV региональной конференции «Водные ресурсы Енисейского региона» (Красноярск, Енисейское бассейновое водное управление, 22 марта 2009 года).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, из них 3 - в ведущих рецензируемых научных журналах (перечень ВАК), а также 2 статьи в сборниках.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 141 странице и состоит из введения, 3 глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована 12 рисунками, 33 таблицами. Список литературы включает 176 источников, из них 156 отечественных и 20 иностранных источников.

Место проведения работы. Работа выполнялась в филиале ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Сибирскому Федеральному Округу» - ЦЛАТИ по Красноярскому краю, на кафедре водных и наземных экосистем Института фундаментальной биолопш и биотехнологии ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет».

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Биотестирование как инструмент оценки токсичности вод. По

опубликованным научным материалам проанализирована и обобщена роль биотестирования (как инструмента регистрации токсичности) в оценке качества вод.

1.2. Комплексный анализ качества вод по экологическим индикаторам. Рассмотрены подходы к использованию экологических ипдексов и математических приемов в комплексном анализе по химическим и биологическим индикаторам.

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1. Характеристика исследуемых выпусков. В работу вошли материалы, полученные при анализе сточных вод очистных сооружений:

1. Биологические очистные сооружения п. Сухобузимо Красноярского края (ОСС) - принимают хозяйственно-бытовые сточные воды от населещм и предприятий села, с животноводческих хозяйств и сельхозугодий.

2. Левобережные биологические очистные сооружения г. Красноярска (ЛОС) -принимают хозяйственно-бытовые сточные воды от населения и промышленных предприятий города.

Пробы сточной воды на анализ отбирали в смешанном выпуске после вторичных отстойников, перед сбросом в водоток в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб», ПНД Ф 12.15.1-08 «Методические указания по отбору проб для анализа сточных вод».

2.2. Методики регистрации токсичности сточных вод. Биотестирование проведено автором с тест-объектами С-ШогеИауи^апэ (ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.1004/16.1:2:3.7-04), СепоскрИша а£Гии5 (ФР.1.39.2007.03221).

Экспресс-мегод по биотесту СЫоге11ауи1§апз (ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.1004/16.1:2:3.7-04) основан на регистрации различий в оптической плотности тест-культуры водоросли, выращенной на среде, не содержащей токсических веществ (контроль) и тестируемых проб (опыт), в которых эти вещества могут присутствовать. Оптическая плотность тест-культуры водоросли после 22 часов роста измеряется с помощью измерителя плотности суспензии ИПС - 03. При определении острого токсического действия вычисляется среднее значение оптической плотности тест-культуры водоросли СШогеПато^апэ и рассчитывается относительное (в %) изменение величины оптической плотности для каждого разведения по сравнению с контролем.

Показатель токсичности воды - достоверное снижение или увеличение величины оптической плотности культуры водоросли, выращиваемой в течение 22 часов на тестируемой воде, по сравнению с ее ростом на контрольной среде, приготовленной на дистиллированной воде. Критерием токсичности воды является

снижение средней величины оптической плотности по сравнению с контрольным вариантом на 20 % и более в случае подавления (приводится со знаком «+») роста тест-культуры или ее повышение на 30 % и более (стимуляция ростовых процессов приводится со знаком «-»).

Для биотестирования вод выпуска очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и левобережных очистных сооружений г. Красноярска по тест-объекту СЫогеНауи^апв были взяты 7 вариантов разбавлений: 1 вариант - проба без разбавления; 2 вариант - разбавлена в 2 раза; 3 вариант - в 4 раза; 4 вариант - в 10 раз; 5 вариант - в 20 раз; 6 вариант - в 100 раз; 7 вариант - в 200 раз.

В экспериментах с рачком СегюскркиааАЗшз (ФР.1.39.2007.03221) острые (48 ч) и хронические (7 сут) токсические эффекты оценивались по двум показателям -выживаемость и темп отрождения молоди в пересчете на одну исходную самку. Критерий токсичности: 50 % - порог гибели рачков в острых экспериментах, 20 % -гибель рачков и достоверное отличие опытных значений темпа отрождения молоди от контрольных в хронических вариантах экспериментов. Сточные воды очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и левобережных очистных сооружений г. Красноярска были протестированы на токсичность с тест-объектом СегЫарЬшааГйшз в двух вариантах: остром и хроническом.

Количество определений концентраций химических ишредиентов и экспериментов по оценке токсичности очищенных сточных вод приведено в таблице 1.

Таблица 1 - Объем обработанного материала

Сток с очистных сооружений Количество определений

Химические ингредиенты Острые эксперименты с Ceriodaphniaaffinis Хронические эксперименты с Ceriodaphniaaffinis Эксперименты с Chlorella vulgaris

Очистные сооружения п. Сухобузимо Красноярского края 684/21 б1 36 36 36

Левобережные очистные сооружения г. Красноярска 859/2301 36 36 42

Примечание: Количество химических ингредиентов, определяемых автором.

2.3. Оценка качества вод по химическим показателям. Данные по гидрохимическому составу исследуемых сточных вод предоставлены Центром лабораторного анализа и технических измерений по Красноярскому краю, часть ингредиентов определялась автором самостоятельно в аккредитованной лаборатории по утвержденным методикам.

Статистическая обработка данных проведена с использованием пакетов программ «Statistica—б. 1 »и «Excel».

Оценка качества воды и степени загрязнения вод проводилась по комплексу химических и биологических показателей: индекс загрязнения вод модифицированный, ИЗВ7 (Гольд, 2008), коэффициент комплексности загрязненности воды, К (РД 52.24.643-2002), биохимическое и химическое потребление кислорода (БПК5, ХПК), токсические эффекты по альгологическому (ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.1004/16.1:2:3.7-04) и рачковому (ФР.1.39.2007.03221) тестам. Для удобства оценки результатов по имеющимся химическим и биологическим индикаторам составили сводную таблицу (табл. 2).

Таблица 2 - Сводная таблица классификации качества вод по химическим и биологическим индикаторам_____

Класс качества воды ! (ГОСТ 17.1.3.07-82) 11 ^ н СО Г-" • Й Я О) ^ г Индекс загрязнения вод -ИЗВ7, балл (Гольд, 2008) Коэффициент комплексности загрязнения вод - К, % (РД 52.24.643-2002) О сч О о. & и Я е 8 мь О Г1 О ° и гч гч г 2 & г ы • Г й а и С и X £ и, Уровень биологически безопасного разбавления — УББР,раз (Гольд, 2008) Степень токсичности воды (Гольд, 2008)

I Очень чистые 30.5 (0;5) 0.5-1.0 1 - Нетоксичная

П Чистые (0.6-1.5) (6; Ю) 1.1-1.9 2 - Нетоксичная

ш Умеренно загрязненпые (1.6-2.5) (11;20) 2.0-2.9 3 <10 Слаботоксичная

IV Загрязненные (2.6-4.0) (21;40) 3.0-3.9 4 11-50 Средаетоксич-ная

V Грязные (4.1-6.0) (41;70) 4.0-10.0 5-15 51-99 Высокотоксичная

VI Очень грязные >6.0 (71;100) >10.0 | >15 аоо Гипергоксичная |

Глава 3. Анализ качества сточных вод очистных сооружений

3.1. Очпстпые сооружения п. Сухобузимо Красноярского края

3.1.1. Временная динамика содержания химических ингредиентов в сточных водах

Химический анализ сточных вод ОСС проведен по 19 ингредиентам дифференцированно по сезонам и годам в течение трех лет - с января 2007 года по декабрь 2009 года. На протяжении всего периода исследований не зафиксировано достоверной сезонной и годовой динамики у большинства (63 %) компонентов: рН (8.06±0.03 у.е.), растворенный кислород (9.1±0.04 мг02/дм3), хлориды (Зб.4±0.7 мг/дм3,0.8НДС) (рис. 1, а), азот нитратов (23.4±1.2 мг/дм3, 2.6НДС), азот нитритов (0.077±0.034 мг/дм3, 3.5НДС), анионные поверхностно-активные вещества (АПАВ) (0.06±0.02 мг/дм3, 0.3НДС), химическое потребление кислорода (ХПК) (26.7±1.3 мг02/дм3,1.8НДС), сульфаты (25.0±0.9 мг/дм3,1.3НДС), сухой остаток (733+13 мг/дм3, 0.9НДС), алюминий (0.06±0.01 мг/дм3, 1.5НДС), железо (0.096±0.027 мг/дм3, 0.96НДС), медь (0.0041±0.0006 мг/дм3, 0.7НДС); марганец (0.0066±0.0003 мг/дм3, 0.6НДС) (см. рис. 1, б).

У 32 % химических ингредиентов отсутствовала межгодовая динамика, но наблюдались вариации по сезонам:

- цинк - максимальные концентрации фиксировались в зимний период (зима -0.013±0.001 мг/дм3,0.8НДС; весна, лето, осень - 0.007±0.0004 мг/дм3,0.4НДС) (рис. 2, г);

- азот аммония - максимальные концентрации фиксировались в летний период (лето - 1.55±0.6 мг/дм3, 3.9 НДС; зима, весна, осень - 0.49±0.1 мг/дм3, 1.2НДС);

- взвешенные вещества - максимальные концентрации наблюдались в летний период (лето- 15.4±0.6 мг/дм3,1.03НДС; зима, весна, осень-9.3±1.0 мг/дм3,0.6НДС);

- биохимическое потребление кислорода (БПК5) - максимальные концентрации фиксировались в летний период (лето - 5.1±0.4 мг02/дм3, 2.6НДС; зима, весна, осень - 2.6±0.3 мг02/дм3, 1.3 НДС) (см. рис. 1, в);

- нефтепродукты - максимальные концентрации фиксировались в зимний период (зима - 0.07±0.015 мг/дм3,1.4НДС; весна, лето, осень - 0.03±0.004 мг/дм3, 0.6НДС).

5 40 20 0

■ НДС El зима ш весн

40 ■ лето а осень

3 1 pj ■

»1 | ац

2007 г. 2008 г. а) хлориды

"НДС

10,0

2007 г. 2008 г. б) марганец

■ НДС äs зима № аесн

2009 г.

г) ЦИНК

Рисунок 1 - Временная динамика концентраций химических ингредиентов в сточных кодах очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края: а — хлориды, б - марганец, в -биохимическое потребление кислорода (БПК5); г - цинк

По фосфору фосфатов была отмечена четко выраженная тенденция снижения

концентрации по сезонам с 2007 (0.9±0.04 мг/дм3, 3.9НДС) (рис. 2).

I НДС зима

2007 г.

2009 г.

года (1.2±0.05 мг/дм3, 5.2НДС) к 2009 году

I На протяжении всего периода исследований (с января 2007 года по декабрь 2009 года) у 26 % ингредиентов.не наблюдалось превышений значений норм допустимого сброса (НДС).

Эпизодически превышение нормативных величин наблюдались у 63 % ингредиентов. Концентрации 11 % ингредиентов в выпуске Рисунок 2 - Временная динамика с очистных сооружений п. Сухобузимо концентраций фосфора фосфатов в сточных были выше нормативных величин в течение водах очистных сооружений п. Сухобузимо всего периода исследований (табл. 3). Красноярского края

В межгодовом аспекте отмечена стабильность элементного состава сточных вод очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края.

3.1.2. Оценка токсичности сточных вод по биотесту СЫогеПаш^ат

По динамике оптических характеристик зеленой водоросли СЫогеИауи^апз сточные воды биологических очистных сооружений оказывали острое токсическое действие на протяжении всего периода исследований, стимулируя темп роста тест-культуры (рис. 3).

У большинства проб (2007 год - 83 % проб, 2008 год - 75 % проб, 2009 год -75 % проб) при оценке токсичности проявилась определенная закономерность в реакциях водоросли: при анализе проб сточной воды без разбавления отмечалась стимуляция роста тест-объекта, но острое токсическое действие не проявлялось (отклонение оптической плотности в опыте от контроля в среднем -18 % при пороге

токсичности -30 %, т.е. порог не достигнут). При дальнейшем разбавлении фиксировалось острое токсическое действие исследуемых вод с постепенным снижением токсичности по мере разбавления (см. рис. 1). Отклонение оптической плотности биотеста в опыте от контроля в среднем составляло: 2-кратное разбавление - (-69 %); 4-кратное разбавление - (-58 %); 10-кратное разбавление - (-41 %); 20-кратное разбавление - (-19 %), острое токсическое действие анализируемого образца сточных вод на биотест отсутствует, так как не достигнут порог токсичности (-30 %); 100-кратное разбавление - (-12 %); 200-кратное разбавление - (-8 %).

Коридор 01 Су 1С шин 1ОКСИЧИ0С1И

] Сред| юо 0!кл0иеиие01 копгрол», % Граница СНСуЮСШ.Ч

токсичносги

100

200

1 2 4 10 20

Рпвдлрленпя. раз

Рисунок 3 - Процентное отклонение оптической плотности зеленой водоросли СЫогеПауи^апэ в опыте от контроля в сточных водах очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края (на примере 2007 года)

Проявился эффект инверсной токсичности - это изменение обычного порядка, т.е. по мере разбавления пробы токсичность должна снижаться, а в сточных водах ОСС в натуральной пробе не проявляется токсический эффект, а в пробе, разбавленной в два, четыре и десять раз, фиксируется острое токсическое действие анализируемой сточной воды на тест-объект СЫогеНауи^алв, проявляющееся в стимуляции роста водоросли.

Интенсивная скорость роста водорослей была вызвана содержанием в сточной воде очистных сооружений чрезмерного количества органики: наблюдались превышения нормативных величин по БПК5 в 4,9 раза, ХПК - в 3,0 раза. При большом количестве органики СЫогеИауи^апз переходит с автотрофного на гетеротрофный тип питания, который для биотеста энергетически более выгоден, так как органические соединения уже готовы к употреблению. Подобные процессы приводят к эвтрофикации водоема (Григорьев, 2010). Превышения НДС зарегистрирована по следующим ингредиентам сточных вод, которые могли стимулировать рост водорослей: сульфаты - в 1,9 раза, азот нитратов - в 4,2 раза, фосфор фосфатов - в 9,6 раз, азот аммония - в 12,3 раза, азот нитритов - в 50 раз. Данная реакция биотеста при отклонении оптической плотности водоросли в опыте от контроля более -30 % информирует о проявлении токсического эффекта.

Проявление инверсной токсичности могло быть вызвано рядом причин. В сточных водах ОСС наблюдались превышения норм допустимого сброса алюминия, концентрация данного ингредиента в среднем была равна 0.06±0.01 мг/дм3 (1.5НДС), превышения достигали 7.8НДС. Т.И. Рыбкина с соавторами (1999) отмечают, что алюминий - биологический конкурент железа, кальция и фосфора. Избыток его в организме приводит к нарушению минерального обмена: снижается задержка кальция, уменьшается адсорбция фосфора и железа, как следствие, замедляется рост и размножение клеток. Алюминий обладает высокой способностью к комплексообразованию. Таким образом, алюминий мог являться причиной снижения стимуляции роста клеток водоросли СЫогеНауи^апв до нетоксичных значений. Проведен ряд экспериментов, показывающих, что алюминий подавляет рост биотеста

СМогеПауи^апэ (Власова (Гибенко) и др., 2010). При разбавлении сточных вод действие данного ингредиента ослаблялось и наблюдался интенсивный рост клеток водорослей, в результате которого наблюдалось проявление токсического эффекта.

Хлориды и АПАВ в анализируемых сточных водах также могли быть причиной снижения стимуляции роста тесг-объекта в натуральной пробе, при разбавлении действие этих ингредиентов снижалось и увеличивался темп роста водоросли за счет большого количества биогенных веществ.

За 3 года исследований сточных вод очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края токсичность вод по динамике значений процентного отклонения оптической плотности водоросли в опыте от контроля снималась 20-кратным разбавлением в 67 % опытов. Тестируемая вода соответствовала IV классу качества вод -захрязненные; по степени токсичности воды - среднетоксичные. В 30 % опытов токсический эффект сточных вод снимался 100-1фатным разбавлением исходного образца. Эти пробы воды соответствовали VI классу качества вод - очень грязные; по степени токсичности воды - гипертоксичные. В 3 % опытов токсический эффект сточных вод снимался 10-кратным разбавлением исходного образца. Эти сточные воды относились к Ш классу качества вод - умеренно загрязненные; по степени токсичности воды - слаботоксичные.

3.1.3. Оценка токсичности сточных вод по биотесту СегюйаркмааДхтз

При биотестировании по тест-объекту СепоскрЬшааШшв сточных вод ОСС в острых экспериментах в анализируемой сточной воде выживаемость рачков составляла 70-100 % при пороге токсичности в остром эксперименте 50 %, т.е. воды не оказывали острого токсического действия на тест-объект Сепо<1арЬшаа£Нт5.

В 2007 и 2009 годах во все месяцы и сезоны сточные воды очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края в хроническом опыте в 100 % проб вызывали токсический эффект по показателю плодовитости, который проявлялся на уровне угнетения темпа отрождения молоди рачков (опит - 4.2Н3.2 экз.; котроль -11.1±0.3 экз.).

В 2008 году сточные воды ОСС в хроническом опыте в 92% проб вызывали токсический эффект по показателю плодовитости, который проявлялся на уровне угнетения темпа отрождения молоди рачков (опыт - б.б±0.3 экз.; котроль - 10.7±0.4 экз.), в 8 % проб - по показателю выживаемости (20 % при пороге токсичности 80 %).

За 3 года исследований (с января 2007 года по декабрь 2009 года) сточных вод очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края токсичность стоков по показателю плодовитости биотеста СепоскрЬшаайпш снималась:

- 2-кратным разбавлением в 75 % опытов, темп отрождения молоди в среднем в эксперименте (7.6±0.4 экз.) снижался по сравнению с контролем (11.0±0.2 экз.) в 1.4 раза;

- 4-кратным разбавлением в 22 % опытов, темп отрождения молоди в среднем в эксперименте (5.2±0.5 экз.) снижался по сравнению с контролем (10.6±0.3 экз.) в 2 раза.

За весь период ежемесячных исследований с 2007 года по 2009 год при действии сточных вод очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края на рачков СепоёарЬшааЯнш один раз (июнь 2008 года) проявилась летальность взрослых рачков на уровне 80 % при нормативе в хроническом эксперименте 20 %. Токсичность в этом месяце снималась 10-кратным разбавлением.

По уровню биологически безопасного разбавления (2-10-кратное) тестируемые сточные воды очистных сооружений п. Сухобузимо относились к III классу качества, воды умеренно загрязненные, по степени токсичности - слаботоксичные.

3.2. Левобережные очистные сооружения г. Красноярска

3.2.1. Временная динамика содержания химических ингредиентов в сточных водах

Химический анализ сточных вод ЛОС проведен по 24 ингредиентам дифференцированно по сезонам и годам в течение трех лет - с января 2007 года по

декабрь 2009 года. В межсезонном и межгодовом аспекте отмечена стабильность элементного состава сточных вод левобережных очистных сооружений.

Максимальные превышения НДС зафиксированы: азот аммония -5.3±0.2 мг/дм3 (13.3НДС); азот нитритов - 0.78±0.06 мг/дм3 (39НДС); БПК5 -7.7±0.2 мг02/дм3 (3.9НДС); фосфор общий - 3.2±0.1 мг/дм3 (2.8НДС); фосфор фосфатов - 2.29±0.06 мг/дм3 (15.3НДС); ХПК 40.2±0.8 мг02/дм3 (2.7НДС) (рис. 4).

г £

д) фосфор общий е) фосфор фосфатов

Рисунок 4 - Временная динамика концентрации химических ингредиентов, максимально превышающих НДС в сточных водах левобережных очистных сооружений г. Красноярска: а - азот аммония; б - азот нитритов; в - БПК5; г - ХПК; д - фосфор общий; е - фосфор фосфатов

3.2.2. Оценка токсичности сточных вод по биотесту СЫоге11ачи1%ап$

По динамике оптических характеристик зеленой водоросли СЫогеПауи^ат сточные воды ЛОС оказывали острое токсическое действие на протяжении всего периода исследований, стимулируя темп роста тест-культуры (рис. 5). Отклонение оптической плотности биотеста в опыте от контроля в среднем составляло: без разбавления - (-69 %); 2-кратное разбавление - (-61 %); 4-кратное разбавление (-53 %); 10-кратное разбавление - (-42 %); 20-кратное разбавление - (-22 %) при пороге токсичности -30 %, острое токсическое действие анализируемого образца стока на биотест отсутствует.

Стимуляция роста водорослей (на уровне проявления токсического эффекта при процентном отклонении оптической плотности более -30 %) была вызвана присутствием в сточных водах ЛОС чрезмерного количества органики - наблюдались большие превышения по БПК5(в 3.67-6.47 раза) и ХПК (в 2.0-3.2 раза) по сравнению с нормой (БПК5 - 2.0 мг02/дм , ХПК - 15.0 мг02/дм3) для данного стока. Как уже отмечалось выше, при большом количестве органики СЫогеИауи^апв переходит с автотрофного на гетеротрофный тип питания, который для биотеста более энергетически выгоден, так как органические соединения уже готовы к

20071. 20031. 20011 а) азот аммония

20071. 20081. 20001. I БПК5

2007г. 20051. 20091. 6)азот нитритов

20071. 2008 :. 2009 I.

■НДС 3.00

2.50

зимо 5 2.00

3" 1.50

в оссно п 1,00

¡5 0.50

в| лею | 0.00

осень

20071.2008 1.20091

употреблению. Подобные процессы приводят к эфтрофикации водоема (Григорьев, 2010). Превышения НДС также наблюдались по следующим ингредиентам сточных вод, которые могли стимулировать рост водорослей: азот нитратов - в 1.1 раза, азот аммонийный - в 22.3 раза, азот нитритов - в 90 раз, сульфаты - в 1.3 раза, фосфор фосфатов - в 15.3 раза.

Коридоро отсутствия токсичности

Среднее отклонение от КОНТРОЛЯ, % — Граница отсутствия токсичности

100

200

Рисунок 5 СЫгаеНауи^апв

1 2 4 ю 20

Рачбзвления, раз

Процентное отклонение оптической плотности зеленой водоросли опыте от контроля в сточных водах левобережных биологических очистных сооружениях г. Красноярска (на примере 2007 года)

За 3 года исследований сточных вод с левобережных очистных сооружений г. Красноярска токсичность вод по динамике значений процентного отклонения оптической плотности в опыте от контроля снималась:

- 10-кратным разбавлением в 11 % опытов, III класс качества, воды умеренно загрязненные; по степени токсичности воды - слаботоксичные;

- 20-кратным разбавлением в 53 % опытов, IV класс качества, воды загрязненные; по степени токсичности воды - среднетоксичные;

- 100-кратным разбавлением 36 % опытов,VI класс качества, воды очень грязные; по степени токсичности воды - гипертоксичные.

Проведена экспериментальная работа по выявлению степени токсичности по тест-объекту СЫогеПауи^апя и изменению концентраций некоторых химических ингредиентов при различных разбавлениях сточных вод ЛОС (табл. 3). Исследовали 7 вариантов разбавлений: 1 вариант - проба без разбавления; 2 вариант - разбавлена в 2 раза; 3 вариант - в 4 раза; 4 вариант - в 10 раз; 5 вариант - в 20 раз; 6 вариант - в 100 раз; 7 вариант - в 200 раз. В каждом разбавлении определялась концентрация ряда химических ингредиентов и проводилось биотестирование на водоросли СЫогеЦауи^апБ.

Концентрация хлоридов в пробе была равна 27.2 мг/дм3, что ниже НДС (38 мг/дм3). Содержание данного ингредиента изменялось прямо пропорционально разведению исходной сточной воды (см. табл. 3). Исходное содержание хлоридов 27.2 мг/дм3, при разбавлении в 200 раз зафиксирована конценграция 0.14 мг/дм3, т.е. концентрация снизилась в 194 раза. Содержание азотной группы также изменялось прямо пропорционально разведению сточной воды ЛОС. В исходной пробе концентрации азота нитритов (0.16 мг/дм3) и азота нитратов (76.7 мг/дм3) были выше норм допустимого сброса: азот нитритов - в 8 раз, азот нитратов - в 8.5 раз. Концентрация сульфатов (29.4 мг/дм3) в исходной сточной воде ЛОС была выше НДС в 1.03 раза и изменялась в соответствии с разбавлением. Содержание фосфатов (1.5 мг/дм3) в исходной сточной воде левобережных очистных сооружений г. Красноярска было выше НДС в 3.3 раза. При разбавлении пробы в 2 раза концентрация фосфатов изменяется слабо, при дальнейшем разбавлении содержание данного ингредиента изменялось соответственно разведениям. Значение БПК5 (6.3 мгО2/дм0 в исходной сточной воде ЛОС было выше НДС в 3.2 раза,

концентрации БПК5 изменялись прямо пропорционально разбавлениям в нашем . эксперименте. Значение ХПК (30 мг02/дм3) в исходной пробе было выше НДС в 2 раза и изменялось нестрого в соответствии с разведением.

Таблица 3 - Данные химического анализа и биотестирования на тест-обьекте СЫогеИауи^апв ряда разбавлений сточных вод левобережных очистных сооружений г. Красноярск _______

Кратность разбавления, раз Хлориды, мг/дм3 Азот нитритов, мг/дм3 Азот нитратов, мг/дм3 Сульфаты, мг/дм3 Фосфаты, мг/дм3 18 О и с м Л Хлорелла, % отклонения от контроля

1 27.2±0.20 0.16=Ш.005 76.7±1.90 29.4±1.30 1.5±0.07 6.3±0.9 30±1.3 -46.3 т

2 13.5±0.04 0.08±0.003 37.7±2.10 14.б±0.70 1.2±0.02 3.15±0.7 11.5±0.6 -32.9 т

4 6.9±0.06 0.04±0.004 19.2±0.80 7.5±0.30 0.79±0.01 2.1±0.08 - -35.4 т

10 2.62±0.04 - 6.б7±0.б0 2.72±0.10 0.33±0.01 - - -30.5 т

20 1.4±0.04 - 3.64±0.40 1.5±0.04 0.162±0.01 - - -25.6 н

100 0.28±0.01 - 0.75±0.05 0.31±0.02 - - - -7.3 н

200 0.14^=0.01 - 0.37±0.05 0.16±0.03 - - - -6.1 н

НДС 38 0.02 9.0 28.5 0.45 2.0 15.0

Примечание: т - токсичность зарегистрирована; н - токсичность не зарегистрирована; жирным шрифтом выделены значепия, превышающие НДС.

По динамике оптических характеристик зеленой водоросли СЫоге11ауи1§апз сточные воды ЛОС стимулировали рост гест-кулыуры во всех взятых нами разбавлениях. При 10-кратном разбавлении анализируемые ингредиенты химического состава сточных вод не превышали нормативных значений, однако по биотесту фиксировалась токсичность. При 20-кратном разбавлении сточная вода ЛОС перестает оказывать острое токсическое действие на биотест СЫогеИато^апз, стимуляция роста водоросли снижается до -25.6 % при пороге токсичности -30.0 %. Процент отклонения оптической плотности от контроля изменяется непропорционально разбавлениям, следовательно, реакция водоросли СМогеЦауи^апв не может быть заранее предсказана, она неоднозначна. В сточной воде при разбавлениях происходит перераспределение химических ингредиентов, некоторые являются антагонистами с другими элементами, некоторые синергистами, у всех ингредиентов разная растворимость. Большой проблемой является тот факт, что нельзя определить все множество загрязнителей, которое может находиться в анализируемой пробе. Водоросль СЫогеИауи^апв - это живой тест-объект, сложная биологическая система, которая реагирует на все возможные токсиканты в сточной воде, даже которые нельзя определить методами химического анализа.

3.2.3. Оценка токсичности сточных вод по биотесту Сепос1арктаа$1тз В острых экспериментах в анализируемой сточной воде выживаемость рачков составляла 60—100 % при пороге токсичности 50 %, т.е. воды не оказывали острого токсического действия на рачков.

Хронические эксперименты. За весь период исследований сточные воды ЛОС в хроническом опыте в 81 % проб вызывали токсический эффект по показателю плодовитости, который проявлялся на уровне угнетения темпа отрождения молоди рачков. Токсичность снималась:

- 2-кратным разбавлением в 44 % проб сточных вод J10C. Темп отрождения молоди в среднем в данных пробах в эксперименте (7.8±0.5 экз.) по сравнению с контролем (11.0±0.1 экз.) снижался в 1.4 раза;

- 4-кратным разбавлением в 37 % проб сточных вод JIOC. Темп отрождения молоди в среднем в данных пробах в эксперименте (4.2±0.8 экз.) по сравнению с контролем (11.0±0.1 экз.) снижался в 2.6 раза.

В 19 % проб сточных вод JIOC токсический эффект по показателю выживаемости, который соответствовал значениям 10-30 % при нормативе 80 %, снимался 10-кратным разбавлением.

За весь период исследований с 2007 года по 2009 год сточные воды JIOC по уровню биологически безопасного разбавления вод (УББР) (2-10-кратное) при биотестировании на тест-объекте Ceriodaphniaaffinis относились к III классу качества, воды умеренно загрязненные, по степени токсичности - слаботоксичные.

3.3. Сравнительный анализ качества исследуемых сточных вод очистных

сооружений

По количеству химических ингредиентов, имеющих превышения норм допустимого сброса, анализируемые сточные воды достоверно не отличались: очистные сооружения п. Сухобузимо Красноярского края - 74 %, левобережные очистные сооружения г. Красноярска - 78 % (табл. 4). Анализ сточных вод очистных сооружений по элементному составу не дает адекватных оценок качества воды. В подобных стоках не учитываются такие эффекты, как антагонизм, аддитивность, синергизм (Лукьяненко, 1967).

Таблица 4 - Содержание химических ингредиентов в сточных водах биологических очистных сооружений, %__

Химические ингредиенты Биологические очистные сооружения

п. Сухобузимо Красноярского края левобережные г. Красноярска

Не превышающие НДС 26 (pH, Мп, р02, СГ, Zn) 22 (рН, АПАВ, сухой остаток, СГ)

Эпизодически и постоянно превышающие НДС 74 (N03", Р (Р04"), NH4\ N02", АПАВ, БПК5, взвешенные вещества, SO42", сухой остаток, ХПК, Al3+, Fe,Си) 78 (КОз~, Бе, Мп, Си, нефтепродукты, №, БОЛ фенолы, 2л, ШД Ш2", БПК5, БПКполв, взвешенные вещества, Р04\Р„бш,Р(Р04-),ХПК)

Качество исследуемых сточных вод двух предприятий (ОСС, ЛОС) оценено по единому комплексу химических (ИЗВ7, К%, БПК5, ХПК) и биологических (токсические эффекты на водорослях и рачках) дескрипторов. Итоговое заключение дается по классификатору, в котором объединили все используемые комплексные показатели (см. табл. 2).

На ОСС оценки качества вод по ИЗВ7, рассчитанному по величинам НДС химических ингредиентов, присутствующих в анализируемой сточной воде, варьировали4 в пределах И-У классов качества вод (1.36-4.76 балла), что соответствовало степени загрязнения «чистые - грязные».

На ЛОС сточные воды по химическому дескриптору ИЗВ7 варьировали в пределах IV-VI классов (3.72 - 6.32 балла), что соответствовало степени загрязнения «загрязненные - очень грязные» (табл. 5). Таким образом, на ОСС качество выпускаемых в р. Бузим сточных вод по показателю ИЗВ7 лучше, чем качество очищенных вод ЛОС, выпускаемых в реку Енисей.

Таблица 5 - Оценка качества сточных вод биологических очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и левобережных биологических очистных сооружений г. Красноярск по диапазону полученных значений химических

Показатель Биологические очистные сооружения

п. Сухобузимо Красноярского края левобережные г. Красноярска

ИЗВ7, балл класс качества вод 1.36-4.76 П-У (чистые - грязные) 3.72-6.32 1У-У1 (загрязнеппые - очень грязные)

К,% класс качества вод 22.2-55.6 1У-У (загрязненные — грязные) 47.8-69.6 V (грязные)

БПК5, мгОз/дм'1 класс качества вод 0.5-9.7 1-У (очень чистые - грязные) 5.4-9.6 V (грязные)

ХПК, итОг/дат класс качества вод 11.0-45.0 У-У1 (грязные - очень грязные) 28.3^8.2 VI (очень грязные)

СЫоге11ауи^апз, УББР, раз класс качества вод 10.0-100.0 Ш-У1 (умеренно загрязненные -очень грязные) 10.0-100.0 Ш-У1 (умеренно загрязненные - очень грязные)

СегкхкрЬшааГЁгиэ, УББР, раз класс качества вод 2.0-10.0 III (умеренно загрязненные) 2.0-10.0 Ш (умеренно загрязненные)

По коэффициенту комплексности загрязненности воды (К%) сточные воды ОСС относились к 1У-У классам качества вод (22.5-55.6 %, высокий уровень загрязненности по нескольким ингредиентам - высокий уровень загрязненности по комплексу ингредиентов), что соответствовало степени загрязнения «загрязненные -грязные».

Сточные воды ЛОС по химическому дескриптору К% относились к V классу качества вод (47.8-69.6 высокий уровень загрязненности по комплексу ингредиентов), что соответствовало степени загрязнения «грязные» (см. табл. 5). В соответствии со значениями К%, сточные воды ОСС после биологической очистки были лучшего качества, чем сточные воды ЛОС.

На ОСС оценки качества сточных вод по БПК5 варьировали в пределах 1-У классов качества вод (0.5-9.7 мгОг/дм3), что соответствовало степени загрязнения «очень чистые-грязные». Сточные воды ЛОС по химическому дескриптору БПК5 относились к V классу качества вод (5.4-9.6 мг02/дм3), что соответствовало степепи загрязнения «грязные» (см. табл. 2). При анализе сточных вод ОСС зафиксирована высокая амплитуда вариаций БПК5 (0.5-9.7 мг02/дм3), у ЛОС отмечен один класс

качества вод (V класс качества вод), что говорит о большей жесткости этого показателя при анализе сточных вод ЛОС (см. табл. 5).

По значениям химического дескриптора ХПК сточные воды ОСС относились к У-У1 классам качества вод (11.0—45.0 мгСУдм3), что соответствовало степени загрязнения «грязные - очень грязные». Сточные воды ЛОС по комплексному показателю ХПК относились к VI классу качества вод (28.3-48.2 мг02/дм3), что соответствовало степени загрязнения «очень грязные» (см. табл. 5). В соответствии со значениями ХПК сточные воды ОСС после биологической очистки были лучшего качества, чем сточные воды ЛОС.

По значениям всех проанализированных химических дескрипторов (ИЗВ7, К%, БПК5, ХПК) сточные воды левобережных очистных сооружений г. Красноярска на выпуске в реку более низкого качества, чем сточные воды очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края. Таким образом, уровень очистки на ОСС выше, чем на ЛОС.

При анализе сточных вод ОСС проявился эффект инверсной токсичности, что свидетельствует о более сложном механизме взаимодействия химических ингредиентов, чем в сточных водах ЛОС.

Сравнение оценок качества сточных вод очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края по усредненным данным химического потребления кислорода (VI класс, вода «очень грязная»), индекса загрязнения вод (IV класс, вода «загрязненная»), коэффициента комплексности загрязнения вод (IV класс, вода «загрязненная»), биохимического потребления кислорода (1П-1У класс, вода «умеренно загрязненная - загрязненная») позволило построить следующий ранжированный ряд дескрипторов оценок качества воды (по снижению информативности показателя): ХПК-* ИЗВ7-» К-» БПК5. Оценки по К% и ИЗВ7 совпадали, но К - это относительный косвенный показатель степени загрязнения вод (РД 52.24.643 - 2002), поэтому значения ИЗВ7 учли как более показательные. К% может быть рекомендован как вспомогательный показатель, когда по ИЗВ оценки варьируют чрезмерно.

Сравните оценок качества сточных вод левобережных очистных сооружений г. Красноярска по усредненным данным химического потребления кислорода (VI класс, вода «очень грязная»), индекса загрязнения вод (У-УГ класс, вода «грязная-очень грязная»), коэффициента комплексности загрязнения вод (У-У1 класс, вода «грязная -очеггь грязная»), биохимического потребления кислорода (V класс, вода «грязная») позволило построить аналогичный ОСС ранжированный ряд дескрипторов оценок качества воды (по снижению информативности показателя): ХПК-» ИЗВ-р- К-» БПК5.

Таким образом, на ОСС и ЛОС более объективное заключение о качестве сточных вод из химических дескрипторов получено по индексу загрязнения вод и химическому потреблению кислорода, следовательно, значения этих комплексных показателей необходимо учитывать при анализе сточных вод очистных сооружений.

В качестве биологического дескриптора в оценке сточных вод очистных сооружений использованы токсические эффекты на водорослях СШогеИауи^апэ и рачках СепоскрЬшааГйшз.

По реакциям биотеста СЫогеПато^апа сточные воды ОСС и ЛОС имели одинаковый диапазон уровней биологически безопасных разведений (10-100 раз) и соответствовали Ш-У1 классам качества вод, что соответствовало степени загрязнения «умеренно загрязненные - очень грязные», степени токсичности -«слаботоксичные - гипертоксичные» (см. табл. 5).

По реакциям тест-объекта Сепо<1ар1)шааШш5 сточные воды ОСС и ЛОС не оказывали острого токсического действия. В длительном хропическом эксперименте, оценивающем темп размножения тест-объекта, уровни биологически безопасного разведения сточных вод ОСС и ЛОС имели одинаковый диапазон (2-10 раз) и относились к III классу качества вод, что соответствовало степени загрязнения «умеренно загрязненные», степени токсичности - «слаботоксичные» (см. табл. 5).

При биотестировании сточных вод очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и левобережных очистных сооружений г. Красноярска яа двух тест-объекгах из разных систематических групп - водорослям' СЫогеНауи^апз и рачкам Сепос1ар1ниааГйтз - более жесткие оценки токсичности зафиксировали по биотесту СЫогеПата^апз. Считаем, что водоросль СЫогеИауи^апБ необходимо включать в токсикологический анализ сточных вод очистных сооружений как обязательный тест-объект.

Корреляционным анализом оценена взаимосвязь химических (БПК5, ХПК, ИЗВ7, К%) и биологических (индекс токсичности по тест-объему СЫогеИауи^аш) показателей качества воды очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и левобережных очистных сооружений г. Красноярска. Расчет коэффициента корреляции указал на сопряженность признаков: между биологическим дескриптором Т (индекс токсичности) по СЫогеПауи^апэ и химическими дескрипторами ИЗВ7 и ХПК установлена достоверная прямая корреляция как на левобережных очистных сооружениях (Т и ИЗВ7г=0.75, п=36, р<0.05; Т и ХПК 1=0.62, п=36, р<0.05), так и на очистных сооружениях п. Сухобузимо (Т и ИЗВ?г=0.72, п=36, р<0.05; Т и ХПК г=0.68, п=36, р<0.05). С остальными химическими дескрипторами у индекса токсичности корреляция не достоверна (табл. 6).

На основании полученных результатов рекомендуем в оперативный анализ сточных вод очистных сооружений обязательно включать: из химических дескрипторов - ИЗВ7 и ХПК, из биологических - индекс токсичности (Т) по тест-объекту СЫоге11ауи1§апз.

Таблица 6 - Коэффициент корреляции между биологическим дескриптором (индекс токсичности Т по тсст-объскту СЫогеПауи^апв) и химическими дескрипторами (ИЗВ7, К%, БПК3, ХПК) в сточных водах очистных сооружений п. Сухобузимо

Показатель ИЗВ7, балл К,% БПК5, мКУдог ХПК, мгОз/дм3

Т (очистные сооружения п. Сухобузимо Красноярского края) 0.72 0.22 0.31 0.68

Т (левобережные очистные сооружения г. Красноярска) 0.75 0.11 0.14 0.62

Примечание: жирным шрифтом выделены значения корреляционных отношений, соответствующих сильной связи между изученными показателями; Т - индекс токсичности, рассчитанный на основании данных биотестирования по тест-объекту СШогеИауи^апэ.

Выводы

1. По качественному и количественному составу химических ингредиентов, превышающих нормы допустимого сброса (% от НДС), анализируемые сточные воды биологических очистных сооружений достоверно не отличаются: очистные

сооружения п. Сухобузимо Красноярского края - 74 %, левобережные очистные сооружения г. Красноярска - 78 %. Не представляется возможным определить степень опасности сточных вод по элементному составу.

2. По химическим дескрипторам сточная вода левобережных очистных сооружений оценивается как более грязная (индекс загрязнения вод - 1У-У1 класс качества, воды загрязненные - очень грязные; коэффициент комплексности загрязнения - V класс качества, воды грязные; биохимическое потребление кислорода - V класс качества, воды грязные; химическое потребление кислорода - VI класс качества, воды очень грязные) по сравнению со сточной водой очистных сооружений п. Сухобузимо (индекс загрязнения вод - П-У класс качества, воды чистые - грязные; коэффициент комплексности загрязнения вод - ГУ-У класс качества, воды загрязненные - грязные; биохимическое потребление кислорода - 1-У класс качества, воды очень чистые - грязные; химическое потребление кислорода - У-У1 класс качества, воды грязные - очень грязные). На левобережных биологических очистных сооружениях г. Красноярска эффективность очистки сточных вод ниже, чем на биологических очистных сооружениях п. Сухобузимо Красноярского края.

3. По эффекту токсического действия на динамику оптической плотности тест-объекта СЫогсНауи^апз сточные воды биологических очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и левобережных биологических очистных сооружений г. Красноярск оценивались как слаботоксичные - гапертоксичные; по уровню биологически безопасного разбавления (10-100 раз) соответствовали 1П-У1 классам качества, воды умеренно загрязненные - очень грязные. По эффекту токсического действия на тест-объект СепойарЬтааГйтэ сточные воды анализируемых биологических очистных сооружений оценивались как слаботоксичные, по уровню биологически безопасного разбавления, варьирующего в пределах 2-10-кратного разбавления, сточные воды соответствовали III классу качества, воды умеренно загрязненные.

4. По усредненным значениям экологических индикаторов (индекс загрязнения вод, ИЗВ7; коэффициент комплексности загрязнения вод, К; биохимическое потребление кислорода, БПК5; химическое потребление кислорода, ХПК) построен ранжированный ряд (по снижению информативности показателя), идентичный для стоков с очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и левобережных очистных сооружений г. Красноярска: ХПК-* ИЗВ-г» К-» БПК5.

5. В оперативный анализ сточных вод биологических очистных сооружений рекомендуется включать: из химических индикаторов - индекс загрязнения вод и химическое потребление кислорода, из биологических - индекс токсичности (Т) по оптической плотности тест-объекта СЫогеПауи^апз в экспресс-методе. В качестве вспомогательного индикатора следует использовать темп размножения рачков Сепоскр1ииаа£йш8.

Практические рекомендации

1. Полученные данные по индикаторности химических и биологических дескрипторов рекомендуем включать в оперативный контроль качества сточных вод биологических очистных сооружений ООО «Красноярский жилищно-коммунальный комплекс» (левобережные очистные сооружения г. Красноярска) и ООО «Красноярская региональная энергетическая компания» (очистные сооружения п. Сухобузимо Красноярского края).

2. Разработанный комплекс экологических индикаторов целесообразно использовать природоохранным организациям (Управление Росприроднадзора по Красноярскому краю, Красноярская природоохранная прокуратура, ЦЛАТИ по

Красноярскому краю) при контроле качества сточных вод биологических очистных сооружений (акт внедрения от 27.04.2011 г.).

3. Результаты исследования используются в учебном процессе (дисциплины «Водная токсикология», «Санитарная гидробиология») на кафедре водных и наземных экосистем Института фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского федерального университета (акт внедрения от 27.01.2011 г.).

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Власова (Гибенко), И.А. Взаимосвязь биологических и химических дескрипторов в оценке качества воды / И.А. Власова (Гибенко) // Современное состояние биоресурсов: мат-лы междунар. конф. (26 - 28 марта). - Новосибирск-Агрос, 2008. - С. 282-287.

2. Власова (Гибенко), И.А. Взаимосвязь биологических и химических дескрипторов в оценке качества воды па примере реки Енисей / И.А. Власова (Гибсико) // Вестник КрасГАУ. - Красноярск, 2009. - № 2. - С. 43^7.

3. Власова (Гибенко), И.А. Использование метода биотестирования в целях экологического контроля водных объектов Енисейского региона / И.А. Власова (Гибенко), Л.Е. Березова // Водные ресурсы. Енисейского региона: мат-лы 4-й регион, конф. (22 марта). - Красноярск: ЕБВУ ФАВР, 2009. - С. 84-87.

4. Власова (Гибенко), И.А. Комплексный анализ сточных вод по динамике химических ингредиентов и токсических эффектов у биотестов (водоросли, рачки) / И.А. Власова (Гибенко), З.Г. Гольд // Вестник КрасГАУ. - Красноярск, 2010 - № 9 _ С. 104-109.

5. Власова (Гибенко), И.А. Анализ токсических эффектов раздельного и совокупного действия алюминия и фенола как приоритетных ингредиентов в составе стока энергообразующего предприятия / И.А. Власова (Гибенко), З.Г. Гольд // Вестник КрасГАУ. - Красноярск, 2010. - № 10. - С. 92-98.

Наименование биотестов Chlorella vulgaris и Ceriodaphnia affinis пишется раздельно. Приношу извинения за ошибку, возникшую по техническим причинам.

Санитарно-эпидемиологическое заключение X? 24.49.04.953.П. 000381.09.03 от 25.09.2003 г. Подписано в печать 25.05.2011. Формат 60x84/16. Бумага тип. № 1 Печать - ризограф. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 1227 Издательство Красноярского государственного аграрного университета 660017, Красноярск, ул. Ленина, 117

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Власова, Инна Андреевна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Биотестирование как инструмент оценки токсичности вод.

1.2. Комплексный анализ качества вод по химическим и биологическим показателям.

Глава 2. Объекты и методы исследований.

2.1. Характеристики исследуемых выпусков.

2.1.1. Выпуск очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края.

2.1.2. Выпуск Левобережных очистных сооружений г. Красноярска.

2.2. Методики регистрации токсичности сточных вод.

2.2.1. Оценка токсичности по реакциям Chlorella vulgaris.

2.2.2. Оценка токсичности по реакциям Ceriodaphnia affinis.

2.3. Оценки качества вод по химическим показателям.

Глава 3. Анализ качества сточных вод очистных сооружений.

3.1. Очистные сооружения п. Сухобузимо Красноярского края.

3.1.1. Временная динамика содержания химических ингредиентов в сточных водах.

3.1.2. Качество сточных вод по химическим дескрипторам.

3.1.3. Оценка токсичности сточных вод по биотесту Chlorella vulgaris.

3.1.4. Оценка токсичности сточных вод по биотесту Ceriodaphnia affinis.

3.2. Левобережные очистные сооружения г. Красноярска.

3.2.1. Временная динамика содержания химических ингредиентов в сточных водах.

3.2.2. Качество сточных вод по химическим дескрипторам.

3.2.3. Оценка токсичности сточных вод по биотесту Chlorella vulgaris.

3.2.4. Оценка токсичности сточных вод по биотесту Ceriodaphnia affinis.

3.3. Сравнительный анализ качества исследуемых сточных вод очистных сооружений. Ill

Выводы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологические индикаторы качества сточных вод очистных сооружений"

Сточные воды образуются в результате хозяйственно-бытовой и производственной деятельности человека. Они неизбежно попадают в воды закрытых водоемов, рек, морей и океанов, где сосредотачивают все многообразие вредных веществ. В связи с увеличением техногенного воздействия на гидросферу, задачей государственной важности является обеспечение сохранения качества водных ресурсов (Крылова и др., 2000; Бугреева и др., 2003).

Качество воды - характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования (ГОСТ 27065-86, 1986). Контроль качества вод - проверка соответствия показателей качества вод установленным нормам и требованиям (ГОСТ 27065-86, 1986). Повышение эффективности очистки сточных вод и контроль их качества - это приоритетные направления в сохранении водных ресурсов.

Для комплексной оценки качества вод необходимо использовать экологические индикаторы - это система признаков, позволяющая оцецить состояние экосистемы. ''

Постоянное увеличение разнообразия загрязняющих веществ с каждым годом усложняет химические способы анализа загрязнений. Для оценки уровня загрязненности сточной воды токсичными веществами в России, Украине, Чехословакии, США, Германии, Польше наряду с количественным химическим анализом используется биотестирование, которое следует рассматривать как проведение комплексного анализа сточной воды. Многие вопросы, касающиеся информативности, эффективности и экономической целесообразности подбора тест-систем недостаточно изучены (Никаноров и др., 2000; Jeffry L. Dudycha, 2003).

Необходимость в разработке новых биоиндикаторных систем, в особенности биотестов для оценки токсичности сточных вод, продиктовано рядом причин. Основные из них: неуклонное возрастание числа загрязняющих веществ, попадающих в водную среду в результате 4 хозяйственной деятельности; взаимодействие загрязнителей между собой с образованием новых веществ, иногда более токсичных, чем анализируемые; трудоемкость и высокая стоимость химического анализа. Становятся необходимыми несложные первичные тесты на общую токсичность воды, с высокой чувствительностью и широким спектром реагирования, быстрой ответной реакцией и высокой экономической эффективностью (Борсук,

2007).

Проблема биологического контроля сточных вод особенно актуальна для Красноярского края с его активно развивающейся инфраструктурой, энергетикой и сельским хозяйством, а с другой стороны уникальной, заповедной природой. Поэтому объектом исследований служили сточные воды, а предметом исследования - их качество.

В данной работе было выбрано два оформленных стока с очистных сооружений, поступающих в бассейн р. Енисей:

- сток очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края (ОСС);

- сток левобережных очистных сооружений г. Красноярска (ЛОС).

Выбор стоков объясняется их специфичностью по загрязняющим веществам и эффектом их действия на водные объекты, различной ответной реакцией тест-организмов, и немало важный момент — доступность их исследования по химическим и биологическим показателям параллельно.

Цель работы - оценка химических и биологических комплексных показателей как индикаторов качества сточных вод биологических очистных сооружений. .

Задачи:

1. Изучить в сравнительном плане динамику химических ингредиентов и их информативность в оценке качества стоков очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и Левобережных очистных сооружений г. Красноярска. .

2. Проанализировать динамику реакций биотестов (водоросли, рачки) на воздействие стоков очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и Левобережных очистных сооружений г. Красноярска.

4. Проследить ранжированность химических индикаторов на примере стоков очистных сооружений п. Сухобузимо Красноярского края и Левобережных очистных сооружений г. Красноярска. Выработать рекомендации к применению наиболее информативных приемов комплексного анализа сточных вод очистных сооружений.

Положения, выносимые на защиту:

2. Токсичность вод, установленная по реакциям биотестов (динамика оптической плотности суспензии водоросли Chlorella vulgaris, по темпу размножения рачков Ceriodaphnia affmis) определена как индикатор качества сточных вод, прошедших биологическую очистку на очистных сооружениях.

3. Предложенная система интегральной оценки качества сточных вод по химическим ' (индекс загрязнения вод, коэффициент комплексности загрязнения вод, химическое потребление кислорода, биохимическое потребление кислорода) и биологическим (токсические эффекты по тест-объектам Chlorella vulgaris и Ceriodaphnia affinis) индикаторам позволяет оперативно и адекватно выявить уровень экологической опасности воздействия выпуска сточных вод на водную экосистему.

Научно-практическая значимость. Впервые в Красноярском крае на производственных сточных водах параллельно проведен анализ по комплексу химических и биологических индикаторов, дифференцированы оценки по классам качества. Разработана система комплексной оценки 6 качественного состава очищенных сточных вод по химическим и биологическим индикаторам. Впервые при анализе производственных сточных вод использовали такие химические индикаторы, как индекс загрязнения вод и коэффициент комплексности загрязнения вод, которые применялись только при анализе природных вод. Выявлены наиболее чувствительные к анализируемой группе сточных вод химические и биологические индикаторы.

Основные положения и материалы диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Социально-экологические проблемы природопользования в Центральной Сибири» (Красноярск, СФУ, 18-21 октября 2006 года); международной конференции «Современное состояние биоресурсов» (Новосибирск, НГУ, 26-28 марта 2008 года); IV региональной конференции «Водные ресурсы Енисейского региона» (Красноярск, Енисейское бассейновое водное управление, 22 марта 2009 года).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, из них 3 в ведущих рецензируемых научных журналах (перечень ВАК), а также 2 статьи в сборниках.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Власова, Инна Андреевна

3. Результаты исследования используются в учебном процессе (дисциплины «водная токсикология», «санитарная гидробиология») на кафедре водных и наземных экосистем Института фундаментальной биологии и биотехнологии Сибирского Федерального Университета (акт внедрения от 27.01.2011 г.).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Полученные данные по индикаторности химических и биологических дескрипторов рекомендуем включать в оперативный контроль качества сточных вод биологических очистных сооружений ООО «Красноярский жилищно-коммунальный комплекс» (Левобережные очистные сооружения г. Красноярска) и ООО «Красноярская региональная энергетическая компания» (очистные сооружения п. Сухобузимо Красноярского края).

2. Разработанный комплекс экологических индикаторов целесообразно использовать природоохранным организациям (Управление

Росприроднадзора по Красноярскому краю, Красноярская природоохранная прокуратура,’ ЦЛАТИ по Красноярскому краю) при контроле качества сточных вод биологических- очистных сооружений (акт внедрения от 27.04.2011 г.).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Власова, Инна Андреевна, Красноярск

1. Абакумов В.А. Экологические модификации и развитие биоценозов //

2. Экологические модификации и критерии экологическогонормирования: тр. международ. Симпозиума. Л.: Гидрометеоиздат,1991.- С. 18-51.

3. Абакумов В.А., Сущёня Л.М. Гидробиологический мониторингпресноводных экосистем и пути его совершенствования // Экологические модификации и критерии экологическогонормирования. Труды международного симпозиума. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.-С. 41-51.

4. Авакян З.А. Токсичность тяжелых металлов для микроорганизмов // Микробиология, 1973. Т.2. С. 5 -46.

5. Айвазова Л.Е., Старцева А.И., Цвылев О.П. Метод биотестирования водной среды с использованием одноклеточных водорослей // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988.-С. 18-21.

6. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Основы экоразвития // М.: Изд-во Рос. эконом, академии, 1994. 312 с.

7. Алимов А.Ф., Бульон В.В., Гутальмахер Б.Л., Иванова И.Б. Применение биологических и экологических показателей для определения степени загрязнения природных вод // Водные ресурсы. 1979. №5. С. 137- 150.

8. Балаян А.Э., Стом Д.И. Метод биотестирования по обездвижению клеток водоросли дюналиеллы // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 21-23.

9. Балушкина Е.В. Применение интегрального показателя для оценки качества вод по структурным характеристикам донных сообществ // Реакция озерных экосистем на изменение биотических и абиотических условий. СПб.: ЗИН РАН, 1997. С. 266 292.

10. Баренбойм Г.Н. Научно технические принципы проектирования системы экологического мониторинга водных объектов // Мониторинг водных, объектов. Материалы 1-й региональной школы-семинара. М.: Гос. Центр водохозяйственного мониторинга, 1998. С. 50-70.

11. Бахвалова Е.В., Егорова Е.И., Тушмалова Н.А. Поведение инфузории Спиростосомы как индикатор наличия тяжелых металлов в водной среде // Институт биологии внутренних вод РАН, 2007. №2. С. 100-104.

12. Беспалова JI.A. Экологическая диагностика и оценка устойчивости ландшафтной структуры Азовского моря // Автореферат на правах рукописи. Санкт-Петербург, 2007. 30 с.

13. Биккулова А.Т., Ишмуратова Г.М. Биоэлементология s-, р-, cl-элементов. СПб.: Наука, 1999. 256 с.

14. Богданов Н.И. Биологическая реабилитация водоемов. Пенза: РИО ПГСХА, 2008. 126 с.

15. Болдырева Н.М. Метод биотестирования сточных и природных вод накультуре инфузорий // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С.42-43. ,

16. Борсук О.Ю. Экологическая оценка качества вод республики Адыгея с применением методов биотестирования // автореферат на правах рукописи, Майкоп, 2007. 23 с.

17. Брагинский Л.П. Интегральная токсичность водной среды и ее оценка с помощью методов биотестирования // Гидробиол. журн., 1993. Т 29, №6. С. 66-73.

18. Брагинский Л.П., Линник П.Н. К методике токсикологического эксперимента с тяжелыми металлами на гидробионтах // Гидробиол. журн. 2003. Т. 39, № 1. С. 92 104.

19. Брагинский Л.П. Некоторые принципы классификации пресноводных экосистем по уровню токсической загрязненности // Гидробиол. журн. 1985. Т. 21. №6. С. 65-74.

20. Брагинский Л.П. Общие принципы и некоторые теоретические вопросы биотестирования // Практические вопросы биотестирования и биоиндикации, Черноголовка, 1983. С. 9 13.

21. Брагинский А.П., Крайнюкова А.Н. Практические вопросы биотестирования и биоиндикации природных и сточных вод // Проблемы качества природных вод. Черноголовка, 1987. С. 55 70.

22. Бугреева М.Н., Спиридонов А.Е., Минакова Т.Ю. Особенности загрязнения гидросферы промышленными и бытовыми стоками // Вестник Воронежского ун-та. Геология. 2003. № 2. С. 218 224.

23. Буравлев Е.П., Стрижак П.Е., Смирнова Н.Н., Сиренко Л.А. Сопоставительная оценка биологического и химического тестов на присутствие в воде ионов тяжелых металлов и радионуклидов // Гидробиол. журн. 1994. Т.30. №6. С.70 75.

24. Бурмакин В.Н., Бондарев Н.С., Власова Е.С. Сравнение двух водорослевых биотестов в их чувствительности к тяжелым металлам // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий. Абакан, 2004. С. 6-7.

25. Васильев И.Р., Маторин Д.Н., Венедиктов П.С. Метод биотестирования природных вод по замедленной флуоресценции микроводорослей // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 23-26.

26. Веселовский В.А., Веселова Т.В., Дмитриева А.Г. Метод биотестирования по определению флуоресценции водорослей с помощью портативного флуориметра // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 26-30.

27. Власова Е.С. Чувствительность биотеста на основе водоросли Chlorella vulgaris- к тяжелым металлам // Объединение субъектов Российской Федерации и проблемы природопользования в Приенисейской Сибири. Красноярск, 2005. С. 430.

28. Временное методическое руководство по нормированию уровней содержания химических веществ в донных отложениях поверхностных водных объектов (на примере нефти) / отв. исполнитель Михайлова Л.В. М.: РЭФИА, НИА-Природа, 2002. 134 с.

29. Волков И.В., Заличева И.Н., Каймина Н.В. Региональные особенности токсикорезистентности гидробионтов // Экспериментальная водная токсикология. 1990. №14. С. 225-231.

30. Временные методические указания по комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям. Утв. Госкомгидрометом СССР 22.09.1986 г. № 250-1163. 5 с. .

31. Гагарина О.В. Комплексная оценка степени загрязнения (качества) воды в нормативных документах РФ // Вестник Удмуртского Университета. 2009. Вып. 2. С. 3 12.

32. Тапочка Л.Д., Шывырина О.Б. Формирование популяций микроводорослей и их устойчивость в условиях токсическоговоздействия // Вести. Моск. ун-та. Сер. Биология. 2004. № 4. С. 22 28.

33. Гибенко И.А. Взаимосвязь биологических и химических дескрипторовв оценке качества воды на примере бассейна р. Енисей // Современное состояние водных биоресурсов: Материалы международнойконференции. Новосибирск: Агрос, 2008. С. 282 286.

34. Гиль Т.А., Балаян А.Э., Стом Д.И. Метод биотестирования по гашению люминисценции светящихся бактерий // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 15-17.V

35. Гольд З.Г. Красноярское водохранилище: мониторинг, биота, качество вод: монография / под ред. акад. А.Ф. Алимова, д-ра биол. наук М.Б. Ивановой; отв. за вып. проф. З.Г. Гольд. Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2008. 538 с.

36. Гольд З.Г., Глущенко Л.А., Морозова И.И., Шулепина С.П. Оценка качества вод по химическим и биологическим показателям // Водные ресурсы, 2003а. №3. С. 335-345.

37. Гольд З.Г., Глущенко Л.А., Морозова И.И. Оценка токсичности вод

38. Красноярского водохранилища по биотестам // Проблемыиспользования и охраны природных ресурсов центральной Сибири:124

39. Вып. 2. Красноярск: Красноярский научно исследовательский институт геологии и минерального сырья, 2000. С. 64 — 68.

40. Гольд З.Г., Морозова И.И. Словарь терминов и понятий по водным экосистемам (биологическая структура, качество вод, охрана): Учебно-метод. пособие. Красноярск: Изд-во Краснояр. гос. ун-т, 2004. 94 с.

41. Гольд З.Г. Современные подходы к оценке качества воды // Водные ресурсы Енисейского региона: Сборник материалов 4-й конференции, посвященной Международному дню воды 22 марта. - Красноярск, 2009. С. 65-70.

42. Гольд -З.Г., Глущенко Л.А., Морозова И.И., Шулепина С.П.,

43. Горюнова С.В., Касьяненко А.А., Жилкин А.А. К вопросу о применение экологических нормативовдля оценки качества окружающей природной среды // Вестник Рос. ун-та дружбы народов. Сер.Эколог, и безопасн. Жизнедеятельности, 2003. № 7. С. 109 115.

44. ГОСТ 17.1.3.07-82. Охрана природы. Гидросфера: Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. М.: ИПК Издательство стандартов, 1982. 12 с.

45. ГОСТ 27065-86. Качество вод. Термины и определения // Сб. ГОСТов «Государственный контроль качества воды». М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. 21 с.

46. Григорьев Ю.С., Бурмакин В.Н., Бондарев Н.С. Влияние связывания тяжелых металлов на результаты биотестирования токсичности природных и сточных вод // Вестник Красноярского гос. университета, сер. Естественные науки. 2005. № 5. С. 125 128.

47. Губанов В.И., Стельмах А.В., Клименко Н.П. Комплексные оценки качества вод Севастопольского взморья (Черное море) // Экология моря, 2002. Вып. 62. С. 76 80.

48. Гусева Т.В., Заика Я.П., Винниченко В.Н., Аверочкин А.Е. Г идрохимические показатели состояния окружающей среды // Справочные материалы. М.: Эколайн, 2000. — 62с.

49. Долматова Л.А. Оценка качества воды реки Бия в верхнем течении по гидрохимическим показателям // Мир науки, культуры, образования. Раздел 1. Экология, 2009. № 6 (18). С. 6 8.

50. Дмитриев В.В. Диагностика, экологическое нормирование и оценка устойчивости водных экосистем к антропогенному воздействию // Океанология в С.-П. ун-те. Спб.: 1997. С. 73 75.

51. Дмитриева Г.Ю., Безвербная И.П. Микробная индикация -эффективный инструмент для мониторинга загрязнения прибрежных морских вод тяжелыми металлами // Океанология, 2002. Т. 42. № 3. С. 408-415.

52. Дятлов С.Е. Роль и место биотестирования в комплексном мониторинге загрязнения морской среды // Экология моря, 2000, Вып. 51 С. 83-87.

53. Дятлова Е.С. Сравнительная чувствительность ветвистоусых ракообразных к бихромату калия // Экология моря, 2001, Вып. 58. С. 79-83.

54. Евсеева Т.И., Гераськин С.А. Сочетанное действие факторов радиационной и нерадиационной природы на традесканцию. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. 156 с.

55. Емельянова В.П., Данилова Г.Н., Колесникова Т.Х. Оценка качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям // Гидрохимические материалы. 1983. Т. 88. С. 119-129.

56. Жмур Н.С. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России. М.: Международный дом сотрудничества, 1997. 115 с.

57. Журбенко И.З., Крайнюкова А.Н. Метод биотестирования по газообмену и уровню замедленной флуоресценции одноклеточных водорослей // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 30-33.

58. Зайцева О.В., Куриленко В.В. Место биотестирования в экогеологических исследованиях // Материалы конф. «Школа экологической геологии и рационального недропользования». СПб.: Изд-во СПбГУ, 2002. С. 125 135.

59. Зайцева О.В. Экспресс-способ биотестирования пресных вод «Поведенческие реакции моллюсков» («ПРМ-ТЕСТ»). Патент № 2082167 //Бюл. изобретений, 1997. № 17.127

60. Исакова Е.Ф., Колосова JI.B. Метод биотестирования с использованием дафний // Методы биотестирования вод. -Черноголовка, 1988. С. 50-57.

61. Казмирук В.Д. Накопление тяжелых металлов высшей водной растительностью различных биотопов устьевой области Волги // Материалы III Всероссийской конференции по водной токсикологии, посвященной памяти Б.А. Флерова., часть 1. Борок, 2008. С. 30-33.

62. Калениченко К.П. Трехфакторное токсикологическое биотестирование на водных микроорганизмах // Водная токсикология, 2002. С. 28 34.

63. Капков- В.И., Беленкина О.А. Исследование устойчивости массовых видов морских водорослей к тяжелым металлам // Вестник Моск. унта, 2007. №1. С. 35 -38.

64. Карпович Т.А., Колупаев Б.И., Бейм А.М. Метод биотестирования на основе регистрации дыхательной и сердечной активности рыб // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 60-65.

65. Клерман А.К., Чалова И.В., Курбатова С.А., Клайн Н.П. Влияние минерализации среды на токсичность меди и кадмия для пресноводных гидробионтов //Биология внутренних вод. 2004. №2. С. 84-88.

66. Колупаев Б.И. Метод биотестирования по изменению дыхания и сердечной деятельности у дафний // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 103-104.

67. Комплексная гигиеническая оценка степени напряженности медикоэкологической ситуации различных территорий, обусловленной загрязнением токсикантами среды обитания населения: метод, рек. Утв. Минздравом РФ 30.07.1997 № 2510/5716-97-32.

68. Крайнюкова А.Н. Биотестирование в охране вод от загрязнения // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 4-14.

69. Крайнюкова А.Н., Рязанов А.В., Емельяненко В.В. Метод биотестирования по реакции закрывания створок раковин двустворчатых моллюсков // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 57-60.

70. Крайнюкова А.Н., Вальтер Г.А., Антонов С.В., Катриченко Г.Н. Метод биотестирования сточных вод по реакции ухода рыб из токсичной среды // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 66-68.

71. Крайнюкова А.Н., Ульянов И.П. Методическое руководство по биотестированию воды. М., 1991. 48 с.

72. Крайнюкова А.Н. Система токсикологической оценки и контроля источников загрязнения водных объектов // Биотестирование в решении экологических проблем. СПб: Наука, 1992. С. 46 62.

73. Красовский Г.Н., Плетникова П.И., Сутокская И.В. Критерий вредности в оценке токсического действия химического загрязнения воды//Теоретические проблемы водной токсикологии. М., 1983. 139с.

74. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия: методика Министерства природных ресурсов РФ. 1992.

75. Крылова И.Н., Степанова В.М., Томилина И.И., Чалова И.В. Оценка токсичности и мутагенных свойств сточных вод основных промышленных предприятий г. Рыбинска (Ярославская обл.) // Институт биологии внутренних вод РАН, 2000. №4. С. 156-162.

76. Кузнецов А.М., Тюлькова Н.А., Кратасюк В.А. Изучение характеристик реагентов для биолюминесцентного тестирования // Сибирский экологический журнал. 1997. №5. С. 459-465.

77. Курдов А.Г., Дмитриева В.А. Воронежское водохранилище 30 лет спустя // Вестник ВГУ, серия география и геоэкология, 2002. № 1. С.124. 127.

78. Куриленко В.В., Зайцева О.В., Былина Т.С. Биотестирование // Водные объекты Санкт-Петербурга. Под ред. С.А. Кондратьева, Г.Т. Фрумина. СПб.: Символ, 2002. С. 147 155.

79. Куриленко В.В., Зайцева О.В. Экспресс оценка токсичности вод на основе биотестирования (на примере поверхностных водоемов Санкт -Петербурга) // Водные ресурсы, 2005. Т. 32. № 4. С. 425 - 434.

80. Линник П.Н. Алюминий в природных водах: содержание, формы миграции, токсичность // Гидробиол. журн.,2007. Т.43. №2. С.80 -102.

81. Линник П.Н., Щербань Н.Э. Оценка токсичности форм меди в природных водах методом биотестирования в сочетании с хемилюминесцентным определением концентрации свободных ионов Си2+ // Экол. химия, 1999. 8, № 3. - С. 168 - 176.

82. Лукьяненко В.И. Токсикология рыб. М.: Пищевая пром-ть, 1967. -216с.

83. Мардаревич М.Г., Гудков Д.И., Кипнис Л.С., Беляев В.В. Биологические эффекты хронического воздействия 90SR и РВ2+ на дафний (Daphnia magna Straus) // Гидробиол. журн.,2001. Т.37. №4. С.52 62.

84. Мельничук С.Д., Щербань Э.П., Лоханская В.И. Воздействие гербицида Факел на жизнедеятельность Ceriodaphnia affinis в острых и хронических опытах // Гидробиол. журн., 2007. Т. 43, № 4. С. 88 96.

85. Мельничук С.Д., Щербань Э.П., Лоханская В.И. Оценка токсичности гербицидов на основе глифосата методом биотестирования на ветвистоусых рачках //Гидробиол. журн., 2007. Т. 43, № 1. С. 84 96.

86. Метелев В.В., Канаев А.И., Дзасохова Н.Г. Водная токсикология. М.: Колос, 1971. 125 с.

87. Методы биологического анализа пресных вод. Л.: Изд-во ЗИН АН СССР, 1976. 168 с.

88. Михайлова Л.В. Интегральная оценка качества воды и донных отложений р. Тула // Биоиндикация в мониторинге пресноводных экосистем. Санкт-Петербург, 2007. С. 61 67.

89. Моисеенко Т.И., Гашкина Н.А., Шарова Ю.Н., Покоева А.Г. Экотоксикологическая оценка последствий загрязнения вод р. Волги //• |

90. Водные ресурсы, 2005. Т. 32. №2. С. 410-424. \ i

91. Мойсейченко Г.В., Дроздов А.Л. Оценка уровня загрязнения Японского моря методом биотестирования // Материалы III Всероссийской конференции по водной токсикологии, посвященной памяти Б.А. Флерова. Ч. III. Борок. 2008. С. 97 100.

92. Полянский Ю.И., Суханова К.М., Хейсин Е.М. Морфология и физиология простейших. Москва-Ленинград: Издательство академии наук СССР, 1963. 156 с.

93. Мур Дж. В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. М.:1. Мир, 1987.-288 с.

94. Немова Н.Н. Биохимические эффекты накопления ртути у рыб // М.: Наука, 2005. 162 с.

95. Никаноров А.М., Хоружая Т.А., Страдомская А.Г., Миронова Т.В. Биотестирование в оценке эколого-токсикологического состоянияводных объектов в бассейне Нижнего Дона // Водные ресурсы, 2004. Т.31. №2. С. 209-214.

96. Никаноров А.М., Хоружая Т.А., Бражникова JI.B., Жулидов А.В.

97. Мониторинг качества вод: оценка токсичности. СПб.:

98. Гидрометеоиздат, 2000. 159с.

99. Новиков С.М., Фурсова Т.И. Метод количественной оценки кумулятивных свойств вредных веществ // Гигиена и санит. 1987. №10. С. 52-55.

100. Обзор по нормированию качества окружающей среды в Российской Федерации // Европейский Союз Россия. Программа сотрудничества Гармонизация экологических стандартов II (ГЭС II). Под ред. Дитриха Хана. М., 2008. 21 с.

101. Оксиюк О.П., Гусинская Г.А., Головко С.А. Оценка состояния водных объектов Украины по гидробиологическим показателям. 1. Планктон // Гидробиол. журнал. 1994. Т. 30, № 3. С. 23 29.

102. Остроумов С.А. Биологический механизм самоочищения в природных водоемах и водотоках: теория и приложения // Успехи современной биологии. 2004. Т. 124, № 5. С. 429-442.

103. Оценочные доклады по приоритетным экологическим проблемам Центральной Азии // Под. Ред. С.К. Базарбаева. Ашхабад, 2006.

104. Папченкова Г.А. Влияние глифосатсодержащих гербицидов на плодовитость Daphnia magna Straus (Cladocera) // Материалы III Всероссийской конференции по водной токсикологии, посвященной памяти Б.А. Флерова. Ч. 2. Борок. 2008. С. 114 118.

105. Перминова И.В. Анализ, классификация и прогноз свойств гумусовых кислот / И.В. Перминова // Автореф. дис. докт. хим. наук. М., 2000. 50 с.

106. ПНД Ф 14.1:2:3:4.123-97. Методика выполнения измерений биохимической потребности в кислороде после п-дней инкубации

107. БПК) в поверхностных пресных, подземных (грунтовых), питьевых, сточных и очищенных сточных водах. М.: ФГУ ФЦАО, 2004. 34 с.

108. ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.1-96, Т 16.2:2:2.1-96. Методика определения токсичности вод, почв и донных отложений по ферментативной активности бактерий (колориметрическая реакция). М.: ФГУ ФЦАО, 2004. 28 с.

109. ПНД ФТ 14.1:2:3:4.2-98. Методика определения токсичности воды по хемотоксической реакции инфузорий. М.: Госкомприрода, 1998. 11 с.

110. Потапова Н.А., Королевская Т.В. Метод биотестирования загрязненных вод с помощью культур водных микроорганизмов // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 17-18.

111. Престон А., Дп.К. Вуд, Дж.Е. Портмен. Морской мониторинг:национальный и международный // Мониторинг состояния окружающей природной среды: Тр. I Советско-Английскогосимпозиума, Англия 29 ноября — 1 декабря 1976 г. — А:

112. Гидрометеоиздат, 1977. С. 193-202.

113. Рахманин Ю.А. Экология человека: современные проблемы и пути их решения // Устойчивое развитие. Наука и практика. 2003. № 3. С. 117- 126.

114. РД 118-02-90. Методическое руководство по биотестированию воды. -М., 1991. 48 с.

115. РД 52.24.643 2002. Методические указания. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям

116. Руссо Р.С. Информационная система по токсичности стоков сложного состава // Проблемы водной токсикологии, биотестирования и управления качеством воды. Л., 1986. С. 151-163.

117. Рыбкина Т.И., Кириченко Э.А., Машутина Г.Г. Биологическое и токсическое действие химических элементов и их неорганических соединений на организм человека. Новомосковск: НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева, 1999. 96 с.

118. Сазонова В.Е. , Зализняк Л.А., Савельева Л.М. Использование биотестов при разработке мониторинга водной экосистемы // Экология., 1997. Вып. 3. С. 207-212.

119. СанПин 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству питьевой воды. Контроль качества. М/. Роспотребнадзор., 2001.36 с.

120. СанПин 2.1.5.980-00. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. М.: Роспотребнадзор., 2000. 33 с.

121. Светашова Е.С. Накопление тяжелых металлов и нормирование их содержания в водных экосистемах // Материалы III Всероссийской конференции по водной токсикологии, посвященной памяти Б.А. Флерова. Ч. III. Борок. С, 121 123.

122. Селивановская С.Ю. Создание тест-системы для оценки токсичности многокомпонентных образований, размещаемых в природной среде // Экология, 2004. Вып. 1. С. 21 -25.

123. Семакина А.В. К разработке отдельных слоев экологической карты Приволжского Федерального округа // Науки о Земле, 2006. № 11. С. 147- 158.

124. Степанова Н.Ю. Распределение металлов между абиотическими и биотическими компонентами Куйбышевского водохранилища // Биоинд'икация в мониторинге пресноводных экосистем. Санкт-Петербург, 2007. С. 77 82.

125. Строганов Н.С. Биологический критерий токсичности в водной токсикологии // Критерий токсичности и принципы методик по водной токсикологии. М.: Наука, 1971. С.14 —38.

126. Строганов Н.С., Филенко О.Ф., Лебедева Г.Д. Основные принципы биотестирования сточных вод и оценка качества природных водоемов // Теоретические вопросы биотестирования природных вод. — Волгоград: Волгоградское кн. изд-во, 1983. С.21-38.

127. Тушмалова Н.А., Данильченко О.П., Бресткина М.Д. Метод биотестирования природных и сточных вод по уровню двигательной активности инфузории сипростомы . // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 44-46.

128. Филенко О.Ф. Нормирование загрязнения и биотестироваиие вод: что дальше? // Материалы III Всероссийской конференции по водной токсикологии, посвященной памяти Б.А. Флерова, 2008. С. 148 156.

129. Филенко О.Ф., Дмитриева А.Г., Исакова Е.Ф. Опыт применения методов биотестирования для оценки качества природных вод // Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. Вып. 2. С.203 —215.

130. Флеров Б.А., Жмур Н.С., Очирова М.Н., Чалова H.B.v,Метод биотестирования природных и сточных вод с, использованием рачка Ceriodaphnia dubia // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 111-114.

131. ФР.1.39.2007.03221. Методика определения токсичности воды и водных, вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний. М.: Акварос, 2007. 57с.

132. ФР. 1.39.2007.03222. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. М.: Акварос, 2007. 52 с.

133. ФР.1.39.2007.03223. Методика определения токсичности вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей. М.: Акварос, 2007. 48 с.

134. Фрумин Г.Т., Басова C.JI. Новый подход к оценке состояния водных объектов (на примере Невской губы) // Экологическая химия, 2006. № 16(1). С. 1-8. .

135. Фрумин Г.Т. Экологически допустимые уровни воздействия металлами на водные экосистемы // Биол. внутр. вод, 2000. № 1. С.125.131.

136. Хендерсен-Селлерс Б., Маркленд Х.Р. Умирающие озера. Причины и контроль антропогенного эвтрофирования // Ленинград: Гидрометеоиздат. 1990. 278 с.

137. Черкашина Е.П. Экологическое состояние бухты Находка (Японское море) по данным гидрохимического мониторинга / Е.П. Черкашина, В.Н. Грамм-Осипова // Электронный журнал Исследовано в России http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/153.pdf

138. Чугай А.В., Желтова О.И. Оценка качества морских вод Крымского региона // Український гідрометеорологічний журнал, 2008. № 3. С. 229-235.

139. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы, критерии, решения: кн. 1. Ин-т экологии Волжского бассейна. М.: Наука, 2005. 280 с.

140. Щербань Э.П., Линник П.Н., Васильчук Т.А. Биотестирование токсичности водной среды, содержащей ионы Си2+ и гуминовые кислоты//Гидробиологический журнал, 2002. Т. 38, №4. С. 70-86.

141. Щербань Э.П. Экспериментальная оценка токсичности дунайской водыдля Daphnia magna Straus // Гидробиологический журнал, 1982. 18, №2. С. 82-87. ■

142. Эйнор Л.О. Макрофиты в экологии водоема. М.: Издание ИВП РАН,1992. 256 с.

143. Юрин В.М., Плакс А.В., Кудряшов А.П. Метод биотестирования по данным электрической реакции клеток харовых водорослей // Методы биотестирования вод. Черноголовка, 1988. С. 33-37.

144. A multi-environment comparison of senescence between sister species of Daphnia. Jeffry L. Dudycha. Population ecology, 2003. - P.555-5 63.

145. Batia, L. Multilocus genetic resistance and susceptibility to mercury and cadmium pollution in the marine gastropod, Cerithium scabridum / L. Batia, N. Eviator // Aquatic Toxicol, 1988. V. 13. № 4. - P. 291 - 296.

146. De Schamhelaere, K. Biovailability models for predicting copper toxicity tofreshwater green microalgae as a function of water chemistry / K. De138

147. Schamhelaere, C.R. Janssen // Sci. Technoll. 2006. - Vol. 40. - P. 4514 -4522. ,

148. Forstner, U. Metall pollution in the aquatic environment. Second Revised Edition / U. Forstner, G.T.W. Wittmann. — Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo: Springer-Verlag, 1983. -485 p.

149. Franklin, N.M. Effect of initial cell density on the bioavailability and toxicity of copper in microalgal bioassays / N.M. Franklin, J.L. Stauber, S. Apte, R.P. Lim // Environmental Toxicology and Chemistry. 2002. - Vol.21.-P. 742-751.

150. Giesy, J.P. Copper speciation in soft, acid, humic waters: effects on copper bioaccumulation by and toxicity to Simocephalus serrulatus (daphnidae) / J.P. Giesy, A. Newell, G.J. Leversee // Sci. Total Environ, 1983. 28. - P. 23 - 36.

151. Gochter, R. Regulation of copper availability to phytoplankton by macromolecules in lake water / R. Gochter, J.S. Davis, A. Marus // Environ. Sci. Technol, 1978.- 12, № 13.-P. 1416-1421.

152. Hugo, W.B. Inhibition and destruction of the microbial cell / W.B. Hugo: London: Acad. Press, 1971. 205 p.

153. Kamaya, Y. Effect of medium phosphate levels on the sensitivity of Selenastrum capricornutum to chemicals / Y. Kamaya, T. Takada, K. Suzuki // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2004. - Vol. 73. - P. 995 - 1000.

154. Luoma, S.N. Biovailability of trace metals to aquatic organisms a review /

155. S.N. Luoma // Sci. Total Environ, 1983. 28. - P. 1-2.

156. Munzinger, A. A comparison of the sensitivity of three Daphnia magnapopulation under chronic heavy metal stress / A. Munzinger, F. Monicelli // Ecotoxicol. Environ. Safety, 1991. V. 22. - P. 24 - 31.

157. Peltier William H. Impact of an industrial effluent on aqyatic organismus: EPA region IV case history. Environ. Hazard. Asses. Effluents. Proc. Pellston Environ. Workshop. Cody Wyo., 22-27 Aug. 1982, N. Y., 1986, p. 216-227.

158. Salomons, W. Metals in the hydrocycle / W. Salomons, U. Forstner.

159. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 1984. 349 p.

160. Stom, D.J. Bioluminescent method in Stading the Complex effect of sewage components / D.J Stom, T.A. Geel, A.E. Balayan // Archives of Environmental Components and Toxicology, 1992. 22. - P.203 - 208.

161. Tebo L.B. Effluent monitoring: historical perspective. Environ. Hazard. Asses. Effluents. Proc. Pellston Environ. Workshop. Cody Wyo., 22-27 Aug. 1982, N. Y., 1986, p. 13-31.

162. Wong, P.T.S. Toxicity of a mixture of metals on fresh water algae / P.T.S. Wong, Y.K. Chau, R.L. Luxon // Fish. Res. Board Canada, 1978. - №4. P. 479-481.

163. Wood, A.M. Available copper ligands and the apparent bioavailability of copper to natural phytoplankton assemblages / A.M. Wood // Sci. Total Environ, 1983. 28. - P. 51 - 64.

Информация о работе

Власова, Инна Андреевна
кандидата биологических наук
Красноярск, 2011
ВАК 03.02.08

Диссертация

Экологические индикаторы качества сточных вод очистных сооружений - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы