Эколого-токсикологическая оценка влияния сточных вод целлюлозно-бумажного производства на водные организмы

Моисеева, Елена Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Эколого-токсикологическая оценка влияния сточных вод целлюлозно-бумажного производства на водные организмы
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Эколого-токсикологическая оценка влияния сточных вод целлюлозно-бумажного производства на водные организмы"

На правах рукописи

Моисеева Елена Анатольевна

Эколого-токсикологическая оценка влияния сточных вод целлюлозно-бумажного производства

на водные организмы (по анализу работы Сегежского ЦБК)

03.00.16 — экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Петрозаводск 2005

Работа выполнена на кафедре зоологии и экологии Петрозаводского государственного университета

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор биологических наук, чл.-кор. РАН, профессор Ивантер Эрнест Викторович

кандидат биологических наук, доцент

Моисеева Валентина Павловна

доктор биологических наук Калинкина Наталья Михайловна кандидат биологических наук Веселое Алексей Елпидифорович

Карельский государственный педагогический университет

Защита состоится 14 декабря 2005 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.190.01 при Петрозаводском государственном университете по адресу: 185910, Республика Карелия, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33, эколого-биологический факультет, ауд. 326 теоретического корпуса

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Петрозаводского государственного университета

Автореферат разослан «Щ» ноября 2005 г.

Ученый секретарь А П

диссертационного совета llfjr . Крупень И. М.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. К числу кр>упнейших источников загрязнения водных бассейнов относится целлюлозно-бумажная промышленность. В настоящее время в мире наиболее распространен сульфатный способ получения целлюлозы. В 2002 г. в России производство сульфатной целлюлозы составляло более чем две трети от общего производства волокнистых полуфабрикатов (Малков, 2004). В Карелии доля целлюлозно-бумажной промышленности в общем объеме водопотребления составляет 56 %. На эту отрасль приходится также 52 % сброса загрязненных сточных вод от общего количества по республике (Государственный доклад о состоянии природной среды Республики Карелия, 2004). В Карелии сульфатным способом работает Сегежский целлюлозно-бумажный комбинат (СЦБК), сточные воды которого представляют большую опасность для озера Выгозеро, являющегося водоемом-приемником. В этой связи весьма актуальными становятся работы по изучению влияния сточных вод сульфат-целлюлозных производств на гидробионтов. Важнейшей задачей становится оценка токсичности сточных вод ЦБК, прошедших разные стадии очистки. Экологический подход предписывает использовать в экспериментах по биотестированию организмы разного трофического уровня, различающихся по экологическим свойствам, одноклеточные и многоклеточные формы, а также организмы на разных стадиях развития. Такой подход с использованием самых разных представителей биоты позволяет обоснованно судить об опасности сточных вод для экосистемы водоема в целом. Реакции водных организмов на действие токсических веществ антропогенного происхождения широко варьируют. Некоторые виды демонстрируют высокую устойчивость (как правило, это бентосные формы), другие виды чрезвычайно уязвимы (планктонные формы и рыбы). В настоящее время предложены различные гипотезы, объясняющие причины разной устойчивости организмов к токсическому действию разных веществ (Биргер, 1979; Маляревская, 1979; Лукьяненко, 1987). Но причины различной устойчивости видов к действию сточных вод ЦБП до сих пор не установлены, и этот вопрос требует дальнейшей разработки.

Цель исследования. Эколого-токсикологическая оценка сточных вод сульфат-целлюлозного производства для водных организмов (на примере стабильного режима работы Сегежского ЦБК в 1979—1988 гг.).

Задачи исследования:

1. Оценить токсичность неочищенных и очищенных сточных вод разных производственных потоков для водных организмов различного систематического и экологического положения — инфузорий Paramecium caudatum Ehrbg., ветвистоусых ракообразных Daphnia magna Straus, Daphnia pulex De Geer, моллюсков Planorbis sp., Sphaerium corneum Linnaeus, Limnaea stagnate Linnaeus, хирономид Chironomus dorsalis Meigen, олигохет Tubifex tubifex Müller, личинок ряпушки Coregonus albula Linnaeus, семги Salmo salar Linnaeus, радужной форели Parasalmo mykiss Walbaum и щуки Es ox lucius Linnaeus.

2. Выявить эффекты комбинированного действия сточных вод разных потоков на гидробионтов.

3. Проанализировать токсические эффекты сточных вод в ряду поколений водных организмов (на примере ветвистоусых рачков).

4. Дать оценку качества природных вод оз. Выгозеро (водоема-приемника сточных вод ЦБК) методом биотестирования.

5. Разработать классификацию водных организмов по их устойчивости к действию сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности.

Научная новизна. Впервые проведен анализ многолетних данных стабильной работы ЦБК (1979—1988 гг.) и сопоставление с режимом работы после реконструкции комбината (2003—2004 гг.). Впервые дана оценка токсичности сточных вод сульфат-целлюлозного производства для широкого спектра водных организмов (простейшие, дафнии, олигохеты, хирономи-ды, моллюски, различные виды рыб на разных стадиях развития). Впервые выявлен эффект накопления токсического действия сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности в ряду поколений ветвистоусых рачков. Предложена классификация водных организмов (выявлены 2 группы гидробионтов) по их устойчивости к действию сточных вод сульфат-целлюлозного производства.

Теоретическая и практическая значимость. Результаты работы были использованы для объяснения причин различной устойчивости видов водных организмов к действию сточных вод ЦБК. Показано, что резистентность исследованных нами водных животных к действию токсических веществ зависит от экологических особенностей этих видов, обусловленных степенью развития приспособительных механизмов к условиям дефицита кислорода, которые выработались у них в процессе эволюции. Более оксифильные виды (дафнии, личинки радужной форели, ряпушки, щуки и семги) проявили меньшую резистентность к сточным водам ЦБК, в то время как виды, способные к переходу на анаэроб-

ный обмен (олигохеты, хирономиды, моллюски), оказались более устойчивыми к действию сточных вод. Выявлены виды-индикаторы, наиболее чувствительные к воздействию сточных вод ЦБК, которых можно рекомендовать в качестве тест-объектов при проведении экспериментов по биологическому контролю — личинки ряпушки Coregonus albula, семги Salmo salar, радужной форели Parasalmo mykiss и дафнии Daphnia magna. Рачки. D. magna могут быть рекомендованы для биотестирования природных вод водоемов, подверженных действию сточных вод сульфат-целлюлозного производства. Полученные материалы позволили оценить эффективность работы разных этапов станции биологической очистки (СБО) и послужили основой для практических рекомендаций по обоснованию предельно-допустимого разбавления (ПДР) сточных вод, поступающих в природный водоем — оз. Выгозеро.

Апробация работы. Результаты работы обсуждались на Международной конференции «Структурно-функциональные особенности биосистем Севера (особи, популяции, сообщества)», посвященной 65-летию Петрозаводского государственного университета и эколого-биологичес-кого факультета (Петрозаводск, 2005); Всероссийской научной конференции «Современные аспекты экологии и экологического образования» (Казань, 2005); IV (XXVII) Международной конференции «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов европейского Севера» (Вологда, 2005).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка литературы и приложения. Иллюстрирована 8 рисунками и 42 таблицами. Список литературы включает 156 источников, в том числе 14 на иностранных языках.

Автор искренне признателен научным руководителям Э. В. Иван-теру и В. П. Моисеевой за консультации и помощь в написании работы, а также сотрудникам лаборатории водной токсикологии Л. Н. Рыжковой, Ю. А. Тикка и JI. Г. Тютюнник за предоставленные экспериментальные материалы и всемерную поддержку.

Содержание работы

Глава 1. Влияние сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности на гидробионтов (обзор литературы)

В главе дана характеристика различных видов сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности (корусодержащие, волок носодержа-щие, щелоксодержащ ие, дурнопахнущие, шлам- и золусодержагцие и условно-чистые), обсуждены литературные данные по оценке их опасности для отдельных видов гидробионтов и водных экосистем. Сделан литературный обзор экспериментальных материалов по токсичности некоторых компонентов сточных вод (сульфатный лигнин, фенольные, ме-тилсернистые соединения, сульфиды, диоксины, жирные кислоты, смолы и скипидар). Рассмотрено изменение экосистемы Выгозерскош водохранилища, находящегося под влиянием сточных вод Сегежского ЦБК. Проанализирована основная литература по принципам и методам биотестирования водных сред (Веселое, 1959,1973,1984; Строганов, 1971; Лесников, 1971; Бейм и др., 1983; Лукьяненко, 1987; Филенко, 1988; Флеров, 1989; Жмур, 2001; Калинкина, 2003).

Глава 2. Материал и методы

В качестве основных методик при биотестировании сточных вод Сегежского ЦБК использовали руководства (Веселов, 1959; Лукьяненко, 1967; Методические указания по установлению предельно допустимых концентраций веществ в воде рыбохозяйственных водоемов, ВНИРО, 1985). В экспериментах с простейшими за критерий токсичности принимали такие показатели как выживаемость и темп размножения (Голубкова, 1978). При изучении действия сточных вод организмы зообентоса использовали методику Тюшиной С. В. и Колосовой Л. В. (Методические указания по установлению предельно допустимых концентраций веществ в воде рыбохозяйственных водоемов, ВНИРО, 1985). Оценка действия сточных вод на зоопланктон давалась по шкале градаций Л. А. Лесникова (Методические указания по установлению предельно допустимых концентраций в воде.., 1973), а определение плодовитости дафний в ряду поколений по методике Н. С. Строганова и Л. В. Колосовой (Методики биологических исследований по водной токсикологии, 1971). Эксперименты с рыбами проводились по методике Саратовского отделения ГОСНИИОРХа (Горева и др., 1976).

В работе проанализированы данные регулярного мониторинга сточных вод за период 1979—1988 гг., когда Сегежский комбинат работал по стандартной схеме в стабильном режиме. Кроме того, прослежена ситуация после реконструкции комбината (2003—2004 гг.).

Характеристика тест-объектов. При биотестировании сточных вод Сегежского ЦБК в качестве тест-объектов использовались инфузории Paramecium caudatum, представители зоопланктона— ветвистоусые ракообразные Daphnia magna, Daphnia pulex, бентоса — моллюски Planorbis sp., Spaerium corneum, Limnaea stagnalis; олигохеты Tubifex tubifcx, хирономи-ды Chironomus dorsalis и ихтиофауны — радужная форель Parasalmo mykiss, ряпушка Coregonus albula, семга Salmo salar и щука Esox lucius на разных стадиях развития (икра и личинки). Инфузории, дафнии, олигохеты и хирономиды культивировались в лабораторных условиях, моллюски отлавливались в мелких водоемах окрестностей г. Сегежи, икра и личинки рыб доставлялись с рыбозаводов, расположенных на территории Карелии.

Объем работ. Всего за период исследований (1979—1988 гг.) было выполнено более 400 серий опытов на разных видах водных организмов (табл. 1)

Таблица 1

Объем выполненных работ и показатели, используемые для оценки состояния тест-объектов

Вид Количество Количество Используемые

серий опытов ЖИВОТНЫХ, »КЗ. показатели

1 2 3 4

Paramecium caudatum 3 125 Выживаемость, темп размножения

Выживаемость, плодовитость,

сроки аымета первой моло-

Daphnia pulex Daphnia magna 10 68 560 20380 ди, размеры тела, степень наполнения кишечника, цвет его содержимого, количество и цвет жировых капель, окраска тела

Выживаемость, поведенчес-

Planorbis sp. 71 4560 кие реакции, интенсивность

Spaerium corneum 26 1820 потребления корма, выде-

Limnaea stagnalis 5 470 ление слизи, размножение (количество кладок)

Окончание таблицы 1

I 2 3 4

Tubifex tubifex 56 3250 Выживаемость, поведенческие реакции, средний sec при снятии опыта

Chironomus dorsalis 60 2290 Выживаемость, сроки окукливания личинок, процент хирономид, закончивших метаморфоз, внешний вид имаго

Porasalmo mykijs 53 85)0 Выживаемость икры, сроки вы-клева, выживаемость и процент уродств у личинок, скорость рассасывания желточного мешка, состояние кожных покровов, глаз, ануса, рефлексы на внешние раздражители, средний вес и длина личинок при завершении опыта.

Coregonus albulo 60 15020

Salmo salar 70 12650

Esox lucius 70 17445

Для сравнения анализируемых материалов в 2003—2004 гг. отбирались образцы неочищенных и очищенных сточных вод СЦБК, всего в этот период было проведено 9 серий опытов на рачках Daphnia magna и Daphnia pulex. Материалы были любезно предоставлены JI. П. Рыжковым и Л. Г. Курзыкиной.

Исследования выполнялись в выездных экспедиционных условиях на стационаре, расположенном в районе озера Линдозеро (Сегежский район) и в лаборатории водной токсикологии кафедры зоологии и экологии Петрозаводского госуниверситета.

Контроль. В качестве контроля использовалось два вида воды: дехлорированная водопроводная вода, и природная вода оз. Линдозеро, не подверженного антропогенному действию.

Плотность посадки. Для дафний плотность посадки составила 5 од-новозрастных партеногенетических самок на 250 мл опытного раствора; для моллюсков — 5 особей катушек и шаровок на 500 мл раствора, 5 особей прудовиков — на 1000 мл; плотность посадки олигохет и хирономид составляла 5 особей на 75 мл опытного раствора. При проведении ихтио-токсикологических исследований использовали следующую плотность посадки: для икры — 25 (ряпушка, щука), 15 (радужная форель, семга) штук на 75 мл раствора, выклюнувшихся личинок —15—30 экземпляров на 500 мл раствора.

Продолжительность опытов. Продолжительность экспериментов составляла: для дафний — 20 суток с каждым поколением, для катушек 60—77, прудовиков — 35, шаровок — 30—35, олигохет — 60—62, хироно-мид — 22-43, рыб — 35—77 суток.

Частота смены растворов. Смену растворов проводили через 2—3 суток.

Корм. Дафний ежедневно кормили одноклеточными зелеными водорослями (хлорелла). В качестве корма для моллюсков использовали: для катушек - листья одуванчиков, шаровок — аквариумные водоросли, прудовиков - листья капусты и одуванчика (корм вносили при смене растворов). Хирономид и олигохет кормили илом, промытом на сите и мелко растертыми кормовыми дрожжами. Личинок семги и щуки кормили зоопланктоном, личинок ряпушки и радужной форели во время эксперимента не кормили.

Температура. Эксперименты проводились при следующей температуре: для парамеций — 24°С, дафний — 17—25°С, моллюсков — 9—23°С, олигохет —15—22°С, хирономид —14—24°С, радужной форели — 5—12°С, ряпушки — 1—9°С, семги — 5—16°С, щуки — 5—21°С.

Гидрохимические показатели. В опытах с семгой проводился систематический контроль за содержанием кислорода и активной реакцией (рН) опытных сред до и после смены растворов.

Исследуемые образцы сточных вод. Исследовались образцы неочищенных и очищенных сточных вод и природные воды оз. Выгозеро (табл.2). Рабочие растворы приготовлялись путем серийного разведения исследуемых сточных вод или природной воды контрольной водой. Диапазон исследуемых разбавлений — от неразбавленных сточных вод до разведения 1:750 (1 часть сточной воды на 750 частей контрольной воды).

Таблица 2

Точки отбора образцов сточных и природных вод

Годы До очистки После очистки Природные воды

1 2 3 Л

19/9-1981 гг. Неочищенная сточная вода 1. Сточная вода после прохождения вторичных отстойников 2. Вода из пруда-аэратора 1. Район сброса очищенных стоков оз. Выгозеро 2. Район Надвоицы оз. Выгозеро

Окончание таблицы 2

1982-1988 гг. 1. Неочищенная сточная ■ода основного потока ЦБК 2. Неочищенная сточная вода дрожжевого производства 3. Неочищенная сточная вода ДОКа 1. Сточная вода после прохождения вторичных отстойников от блока ЦБК 2. Сточная вода после прохождения вторичных отстойников от блока КС 3. Вода из пруда-аэратора 1. Природная вода оз. Выгозеро в 500 м от выпуска 2. Природная вода оз. Выгозеро в 11 км от расчетного створа

2003 г. Неочищенная сточная вода Очищенная сточная вода перед сбросом в озеро -

2004 г. - Очищенная сточная вода перед сбросом в озеро -

Статистическая обработка. Полученные данные были обработаны общепринятыми методами вариационной статистики (Ивантер, Коросов, 1992). Достоверность отклонения количественных показателей относительно контроля оценивали по критерию Стыодента (с 95 % уровнем вероятности). Достоверность отклонения от контроля служила критерием токсичности исследуемых растворов. При оценке комбинированного действия сточных вод применяли дисперсионный анализ.

Глава 3. Исследование токсичности сточных вод Сегежского ЦБК для водных организмов

3.1. Токсичность неочищенных сточных вод.

Неразбавленная неочищенная сточная вода, идущая одним потоком (первые три года исследований), оказалась остротоксичной для всех испытуемых животных (гибель организмов — в первые сутки опыта). Токсический эффект этого образца для парамеций проявлялся вплоть до разбавления 1:25, при котором происходило ингибирование клеточного размножения. У дафний в разбавлении 1:50 увеличивалась плодовитость. Выживаемость бентосных организмов (моллюсков, олигохет и хи-рономид) при разведении неочищенной сточной воды 1:5 была снижена. Наибольшую чувствительность к данной сточной воде проявили рыбы. Так, хронически летальное действие для личинок семги отмечалось вплоть до разведения 1:100. В растворе 1:250 вес и длина личинок на конец эксперимента достоверно (р<0.05) отличались от контрольных. Рас-

твор 1:100 не влиял на развитие икры ряпушки, но выклюнувшиеся в нем личинки оказались более чувствительными: все они погибли до конца эксперимента. Для личинок щуки исследуемый сток не оказывал отрицательного действия в разведениях 1:300—1:500.

Биотестирование неочищенной сточной воды, идущей одним потоком, показало различную резистентность исследуемых организмов. Наиболее резистентными оказались представители зообентоса (моллюски и хирономиды), наименее — ветвистоусые рачки (дафнии) и рыбы (рис. 1).

450

■ щука В семга

■ ряпушка

■ дафнии шаровики

■ катушки хирономиды

1979

1980 год

1981

Рис.1, устойчивость разных видов гидробионтов к неочищенной сточной воде.

В последующие годы неочищенные сточные воды поступали на станцию биологической очистки тремя потоками, которые изучались каждый в отдельности (сточная вода деревообрабатывающего комбината, сточные воды дрожжевого производства, основной поток комбината). Из трех различных по составу неочищенных сточных вод, поступающих на станцию биологической очистки, максимальной токсичностью обладал поток деревообрабатывающего комбината (ДОКа). В исследовании сточной воды ДОКа вновь проявилась наибольшая резистентность бентосных организмов (моллюсков, хирономид и олигохет). Полная или 60—80 %-ая гибель бентосных форм наблюдалась лишь до разведения 1:5. Остальные разбавления (1:10 и более разбавленные) не оказывали

отрицательного влияния на метаморфоз хирономид, выживаемость, поведенческие реакции катушек и олигохет. Наибольшую чувствительность к сточной воде ДОКа проявили рыбы на ранних стадиях онтогенеза. Во все годы проведения исследовании показатели безвредных разведений сточной воды ДОКа для личинок семги находились в интервале разведений 1:500—1:750. Токсический эффект проявлялся вплоть до разбавлений 1:250 и 1:350: на фоне полной выживаемости наблюдалось угнетение активности личинок, потемнение кожных покровов, вес и длина их при окончании эксперимента достоверно (р<0.05) отличались от контроля. Не менее токсичен данный сток и для других видов рыб. Так, разведения тестируемой воды 1:50—1:175 для ряпушки на ранних этапах развития оказались летальными, вызывая гибель эмбрионов или личинок. В растворах с разведением 1:250—1:350 хотя и произошел массовый выклев, но у личинок была отмечена водянка желточных мешков, снижение двигательной активности, судороги тела. И лишь разбавления сточной воды 1:500—1:750 не оказали отрицательного влияния на эмбриональное и раннее постэмбриональное развитие ряпушки. Наибольшую резистентность к тестируемому стоку из изученных видов рыб проявила радужная форель. Сток в разведении 1:350 не оказал отрицательного воздействия ни на эмбрионов, ни на выклюнувшихся личинок радужной форели. Значения недействующих разбавлений сточной воды ДОКа для икры и личинок щуки за период исследований варьировали в пределах от 1:250 до 1:600. Не менее токсичен поток ДОКа и для планктонных организмов, в частности, для Daphnia magna. Недействующие разбавления сточной воды для рачков изменялись в пределах от 1:200 до 1:500.

Неочищенная вода дрожжевого производства подавалась на биологическую очистку отдельным потоком в течение 5 лет исследований (также как и от ДОКа). Наиболее резистентными к этой сточной воде также оказались бентосные организмы (недействующие разбавления — 1:10—1:25). Наибольшую чувствительность к этому стоку проявила Daphnia magna. Этот вид сточных вод в разбавлении 1:50—1:100 летален для дафний. В более концентрированном растворе рачки прекратили свое существование в I поколении, в 1:100 — в третьем. В разведениях от 1:200 до 1:400 отмечалось увеличение роста и плодовитости, вымет мертвой молоди, что указывало на угнетение состояния дафний. Высокую чувствительность к исследуемой сточной воде проявили и рыбы. Разведения сточной воды 1:50 и 1:100 были остротоксичными для эмбрионов и личинок всех видов исследованных рыб. В растворах с разбавлением 1:175 большинство выклюнувшихся личинок ряпушки и радужной фо-

рели оказались нежизнеспособными, у выживших особей отмечалась слабая пигментация и задержка резорбции желточных мешков. В данном разведении выживаемость мальков семги была высокой, однако линейные размеры рыб достоверно снижались относительно контроля. Выживаемость, поведенческие реакции и морфометрические показатели личинок щуки в этом растворе достоверно не отличались от контроля. Наибольшую чувствительность к неочищенному стоку от дрожжевого производства проявили личинки радужной форели: в растворе с разведением 1:250 у них наблюдалась задержка роста и резорбции желточных мешков, морфометрические показатели при снятии опытов достоверно отличались от контроля. Для личинок ряпушки и семги данная среда была безвредной. В порядке снижения чувствительности всех исследованных рыб можно расположить следующим образом: радужная форель (недействующее разведение —1:350) — ряпушка, семга (1:250) —щука (1:175).

Из всех проанализированных неочищенных сточных вод наименьшей степенью токсичности обладал основной поток комбината. Исследуемая сточная вода при разбавлении уже 1:10 не влияла на жизнедеятельность катушек, на метаморфоз комаров, но вызывала ускорение роста олигохет, что вновь указывает на высокую устойчивости бентос-ных форм. Наибольшую чувствительность к нему проявили личинки рыб. Если развитие икры (щука, ряпушка, радужная форель) протекало без видимых отклонений при разведении 1:50—1:100, то для выклюнувшихся в опытных растворах личинок эта среда при дальнейшей экспозиции оказалась летальной. Нормальное развитие и рост личинок были возможны только в среде 1:175 (щука, радужная форель), 1:250 (ряпушка). В отдельные годы (1985,1988) токсичность этой сточной воды для ряпушки была несколько выше — недействующее разбавление находилось в пределах 1:350—1:400. Для личинок семги, полученных из икры, проинкубированной в чистой воде, разбавление сточной воды 1:100 также было токсично. В течение эксперимента в этом растворе погибло 40— 50 % подопытных рыб. Среда повлияла и на рост выживших до конца опыта особей: по весу и длине они были достоверно меньше контрольных. На планктонных ракообразных (D. magna) данная сточная воды оказывала токсическое влияние вплоть до разбавления 1:50 по показателям состояния воспроизводительной функции. Недействующим пределом для дафний были разведения от 1:100 до 1:200.

Таким образом, неочищенные производственные воды, поступающие на станцию биологической очистки, обладают высокой токсичнос-

тью для гидробионтов. По уменьшению токсичности их можно расположить в следующем порядке: сточные воды ДОКа — дрожжевого производства — основной поток комбината. В результате проведенных экспериментов выяснилось, что сточные воды ДОКа и основного потока комбината более опасны для рыб, а воды дрожжевого производства — для кормовых объектов (D. magna) (рис. 2).

X ф

с, т (О

ю <о «о о.

а> s

2 >. о

>5 Ф

ч ф

800 700 600 500 400 300 200 100

■ ДОК

к дрожжевое производство

* основной лоток ЦБК

тест-объект

Рис. 2. Сравнение токсичности неочищенных сточных вод разных потоков Сегежского ЦБК для гидробионтов.

Комбинированное влияние. При сравнении токсичности отдельных потоков сточных вод дрожжевого производства и ДОКа, а также их смеси выяснилось следующее: для дафний неочищенная сточная вода дрожжевого производства и деревообрабатывающего комбината более токсична, чем их смесь (недействующие разбавления ДОКа и дрожжевого производства 1:500 и более, смеси —1:400). Дисперсионный анализ показал, что эффект снижения токсичности смеси по сравнению с токсичностью отдельных потоков достоверен (р<0.05). При комбинированном влиянии смеси на личинок семги отмечалось значительное снижение ее токсичности по сравнению с отдельными потоками. Так, сточные воды ДОКа и дрожжевого производства были токсичны для нее вплоть до разведения 1:500 и 1:750, а смесь не оказывала отрицательного воздействия

уже в разведении 1:350. Тенденция снижения токсичности данной смеси сточных вод по сравнению с отдельными потоками наблюдалась и в экспериментах с радужной форелью. Недействующим для нее было разбавление смеси 1:175, для неочищенной сточной воды ДОКа и дрожжевого производства оно составляло 1:350. На щуку исследуемая смесь также оказывала менее токсичное воздействие, чем неочищенная сточная вода ДОКа, которая была для нее токсична вплоть до разбавлений 1:500— 1:600, в то время как смесь не оказывала отрицательного влияния уже в разведении 1:175. Результаты исследований по изучению комбинированного влияния неочищенных сточных вод показали, что при смешивании в большинстве случаев наблюдается снижение токсичности смесей по сравнению отдельными потоками (рис. 3). Сходные результаты были получены и при изучении действия смеси трех потоков (дрожжевого производства, ДОКа и основного потока комбината).

дафнии форель щука семга тест-объекты

Рис 3. Сравнение недействующих разбавлений смеси и отдельных потоков неочищенных сточных вод для гидробионтов.

3.2 Токсичность очищенных сточных вод.

Неочищенные сточные воды очищались на двух блоках станции биологической очистки. На первый блок очистки (блок концентрированных сточных вод, или КС) поступали сточные воды дрожжевого производства и ДОКа. На второй блок очистки (блок ЦБК) поступали сточные воды основного потока комбината. После прохождения биологической

очистки токсичность сточных вод значительно снижалась. Бентосные формы (моллюски, олигохеты, хирономиды), в отдельные годы жили, питались, активно передвигались и развивались даже в неразбавленной очищенной сточной воде. Дафнии проявили отрицательную реакцию на действие очищенных сточных вод от блоков КС и ЦБК Регистрируемые показатели (выживаемость, плодовитость, рост, физиологические параметры) были на контрольном уровне только при разбавлении 1:200 (блок КС) и в пределах 1:10—1:50 (блок ЦБК). Более высокая токсичность очищенных сточных вод от блока КС связана с тем, что на него поступали наиболее токсичные неочищенные воды ДОКа и дрожжевого производства. Диапазон недействующих разбавлений для различных представителей ихтиофауны колебался от 1:10 до 1.-50. Результаты, полученные в экспериментах на рыбах, также указывают на меньшую токсичность сточной воды блока ЦБК по сравнению с блоком КС. Ряпушка и радужная форель на ранних стадиях развития (икра и личинки) проявили сходную чувствительность к исследуемой сточной воде: недействующее разведение составило 1:5. Икра и личинки щуки более резистентны, для них безвредно разбавление стока —1:2. На молодь семги не оказывало отрицательного воздействия разведение сточной воды 1:5.

Для доочистки биологически очищенные воды от блоков КС и ЦБК направлялись в пруд-аэратор (конечное звено биологической очистки). Биотестирование очищенных сточных вод на выходе из пруда-аэратора показало, что эти воды для большинства тест-объектов не токсичны. В неразбавленной биологически очищенной воде могли выживать представители бентофауны, личинки щуки, наблюдалось развитие икры радужной форели, ряпушки и семги. Однако на конечной стадии очистки токсическое действие сточных вод было выявлено для дафний (недействующее разведение — 1:100), и личинок ряпушки (недействующее разведение—1:10), семги (1:5) и форели (1:2).

Проявление токсического эффекта в ряду поколений дафний. При проведении опытов по биотестированию неочищенных и очищенных сточных вод на дафниях отмечалось накопление токсического эффекта в поколениях. В качестве примера можно привести результаты эксперимента по биотестированию неочищенной сточной воды основного потока комбината за 1988 год. В раствор>е с разведением 1:10 полная гибель дафний исходного поколения произошла на 12 сутки, в растворе 1:25 в исходном поколении гибели не было, однако в 1 поколении все подопытные рачки погибли на 20 сутки, в разведении сточной воды 1:50 гибель произошла во 2-ом, а в разведении 1:100 — в 3-м поколении (табл. 3).

Влияние неочищенной сточной воды блока ЦБК на Daphnia magna

Показатели Разведения Поколения

исходное 1 II Ill

1 2 3 4 5 6

Выживаемость, % Контроль 100 100 100 100

1:200 100 100 100 100

1:100 100 100 100 0

1:50 100 100 0 —

1:25 100 0 — —

1:10 0

Средняя плодовитость на 1 самку, экз. Контроль 55 36 60 52

1:200 56 36 57 52

1:100 53 36 36 34

1:50 49 42 34 —

1:25 62 47 —

1:10 15 — —

3.3. Оценка опасности сточных вод для гидробионтов. По результатам опытов дана оценка токсичности сточных вод для исследуемых видов гидробионтов (табл. 4). По 4-х балльной шкале, описанной в методике Н. С. Строганова (1971), неочищенная сточная вода всех исследованных потоков обладает весьма сильной (4 балла) и сильной (3 балла) токсичностью для всех тест-объектов. Сточные воды, прошедшие очистку на блоке ЦБК, были в основном не токсичны для катушек, олигохет, хирономид и щуки. Для шаровок, радужной форели, семги и ряпушки токсичность данной сточной воды оценивалась от нетоксичной до слабо токсичной (1 балл). Во все годы исследований сохранялось отрицательное действие этой сточной воды на дафний, ее токсичность оценивалась как слабая и средняя (1—2 балла). Сточная вода после очистки на блоке КС также была не токсична для представителей зообентоса. Однако для рыб и планктонных рачков ее токсичность оценивалась в различные годы от слабой до весьма сильной. Доочистка в пруде-аэраторе не снимала отрицательного действия сточных вод на дафний и личинок семги: для них токсичность в основном колебалась от слабо- до сильно токсичной (1—3 балла). Для других гидробионтов (моллюсков, олигохет, хирономид, щуки, радужной форели и ряпушки) она не представляла опасности и оценивалась по шкале как нетоксичная.

Оценка токсичности сточных вод Сегежского ЦБК для водных организмов

9 о 0\ % 5 I1 Неочищенный сток блока ЦБК (основного промстока) Неочищенный сток блока КС (дрожжевого цеха) Неочищенный сток ДОКа Очищенный сток от втор, отстойников блока ЦБК Очищенный сток от втор, отстойников блока КС Очищенный сток от пруда-аэратора

1 2 3 4 5 6 7 8

ОарЬша тадпа 1982 4 4 4 1 4 3

1983 4 4 4 2 4 2

1984 4 4 4 1 1 1

1985 4 4 4 1 1 Нетоксична

1986 4 4 4 1 3 3

1987 4 4 _ 1 3 2

Р1апогЫ$ согпеи> 1982 4 4 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1983 3 4 4 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1984 3 4 4 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1985 3 3 3 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1986 3 4 4 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1987 3 3 _ Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1988 3 3 _ Нетоксична 1 Нетоксична

ЭрНаепит согпеит 1982 4 4 4 1 Нетоксична Нетоксична

1983 3 4 4 1 Нетоксична Нетоксична

СМгопоти: с1огза1и 1982 3 4 4 1 Нетоксична 1

1983 4 4 4 1 1 Нетоксична

1984 3 3 3 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1985 3 3 4 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1986 2 3 3 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

Окончание таблицы 4

1 2 3 4 5 6 7 8

1982 4 4 4 1 Нетоксична

1983 3 4 4 1 1 Нетоксична

ТиЬ№х (иЬКех 1984 4 4 4 1 1 Нетоксична

1985 3 3 3 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1986 3 3 3 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1987 4 4 _ 1 Нетоксична Нетоксична

1982 4 4 4 1 1 1

1983 4 4 4 1 1 1

1984 4 4 4 1 1 Нетоксична

Семга, личинки 1985 4 4 4 Нетоксична 4 1

1986 4 4 4 1 3 1

1987 4 4 _ Нетоксична 4 3

1988 4 4 _ 1 4 4

1982 4 4 4 1 1 1

1983 4 4 4 Нетоксична 1 1

Ряпушка, 1984 4 4 4 Нетоксична 1 Нетоксична

1985 4 4 4 Нетоксична 1 Нетоксична

икра-личинки 1986 4 4 4 1 Нетоксична 2

1987 4 4 4 Нетоксична 3 Нетоксична

1988 4 4 4 Нетоксична 3 1

1983 4 4 4 1 Нетоксична 1

Радужная 1984 3 3 3 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

форель, икра- 1985 4 4 4 1 1 Нетоксична

личинки 1986 3 3 3 Нетоксична 1 Нетоксична

1987 3 3 _ Нетоксична 1 Нетоксична

1982 4 4 4 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

1983 4 4 4 Нетоксична Нетоксична 2

1983 3 3 3 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

Щуко, 1984 3 3 3 Нетоксична Нетоксична Нетоксична

икра-личинки 1985 4 4 3 Нетоксична 1 Нетоксична

1986 4 4 4 Нетоксична 3 Нетоксична

1987 3 3 _ Нетоксична 2 Нетоксична

1988 3 3 — Нетоксична 2 Нетоксична

* 1 балл — слабая токсичность или даже отсутствие токсичности, 2 балла — средняя токсичность, 3 балла — сильная токсичность, 4 балла — весьма сильная токсичность

В 2003—2004 гг. после реконструкции Сегежского ЦБК оценка неочищенных сточных вод показала, что для рачков Daphnia magna токсичность сохранялась при разбавлении до 1:15. Эти показатели существенно меньше тех, которые наблюдались в 1988 г., когда летальный эффект основного потока комбината для дафний сохранялся вплоть до разведения 1:100. Тем более, очищенные сточные воды СЦБК не оказывали воздействия на выживаемость дафний в хронических опытах. Отмечался лишь эффект увеличения плодовитости и размеров тела дафний. Сходные данные получены и при изучении действия очищенных сточных вод на рачков Daphnia pulex. Такое сильное снижение токсичности как неочищенных, так и очищенных сточных вод для дафний связано с закрытием некоторых цехов на комбинате после его реконструкции.

Глава 4. Биотестирование воды озера Выгозеро

Для целей биотестирования на оз. Выгозеро были выбраны два района: импактная зона распространения сточных вод (500 м от выпуска) и зона значительного разбавления сточных воды природными (11 км от выпуска). Биотестирование воды оз. Выгозеро из двух районов исследования показало, что озерная вода не токсична для представителей зообен-тоса (моллюсков, олигохет и хирономид) и личинок семги и щуки в летние месяцы (июнь-август).

Однако планктонные ракообразные — Daphnia magna — оказались менее резистентными по отношению к исследуемой озерной воде как из импактной зоны, так и из района исследований, удаленного от выпуска сточных вод. Так, из 28 проб, взятых в июне-июле на расстоянии 500 м от сброса, только 13 не оказывали отрицательного воздействия на жизнедеятельность рачков. Пятнадцать образцов природной воды отрицательно влияли на выживаемость, рост и развитие подопытных животных. По сравнению с летними наиболее токсичными для ракообразных оказались весенние пробы озерной воды вплоть до проявления летального эффекта. Такое же вредное воздействие на дафний было обнаружено и для проб воды, отобранных на расстоянии 11 км от выпуска сточных вод. Из 34 летних проб воды 16 оказались для рачков токсичными. Природная вода оказывала на рачков разнонаправленное действие: в одних случаях она ускоряла развитие, в других — угнетала их рост. Отдельные образцы воды были для них летальны. Из 26 проб природной воды, взятой в весенние месяцы (март, апрель, май), 18 образцов оказывали вредное воздействие на дафний. Отрицательное воздействие проявлялось в снижении выживаемости, угнетении роста рачков, снижении их биомассы. Та-

ким образом, результаты биотестирования на дафниях позволяют говорить о существенном загрязнении оз. Выгозеро сточными водами ЦБК вплоть до 11-км зоны.

Глава 5. Классификация водных организмов по их устойчивости к действию сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности (обсуждение результатов)

5.1 Применение метода главных компонент для классификации водных организмов.

Различные виды водных организмов проявили разную реакцию на действие сточных вод ЦБК. Нами изучалась связь между показателями устойчивости разных тест-объектов к действию различных образцов сточных вод. Высокая корреляция между характеристиками устойчивости будет свидетельствовать о существовании четко выраженных групп водных организмов, различающихся по резистентности. Нами был использован метод главных компонент (Коросов, 1996), который позволил провести классификацию водных организмов по их устойчивости к действию сточных вод ЦБП. Была сформирована таблица, содержащая характеристики устойчивости наиболее полно исследованных тест-объектов — хирономид, олигохет, моллюска Planorbis sp., дафний Daphrtia magna, личинок ряпушки, радужной форели, семги и щуки. Характеристикой устойчивости видов служили летальные концентрации неочищенных сточных вод, под действием которых смертность организмов достоверно повышалась относительно контроля (табл. 5). Концентрации сточных вод были выражены в процентах. Например, разведение 1:2 соответствовало концентрации 33,3 %.

Таблица 5

Летальные концентрации неочищенных сточных вод (%)

Тест-объект 3 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 18

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Олигохеты 33,3 16,7 9,1 16,7 16,7 9,1 9,1 16,7 9,1 16,7 33,3 33,3

Хирономиды 33,3 16,7 9,1 16,7 16,7 9,1 9,1 16,7 9,1 16,7 9,1 33,3

Моллюск P. corneus 16,7 33,3 16,7 16,7 33,3 9,1 16,7 9,1 9,1 16,7 3,9 16,7

Дафнии 3,9 3,9 1,0 2,0 2,0 1,0 0,5 2,0 0,3 2,0 2,0 0,2

Личинки семги 1,0 2,0 2,0 0,5 1,0 1,0 0,3 1,0 0,6 0,4 0,6 0,2

Окончание таблицы 5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Личинки форели 2,0 1,0 0,4 1,0 2,0 0,6 1,0 2,0 0,3 0,2 0,6 0,3

Личинки ряпушки 1.0 1,0 0,6 0,4 0,6 1,0 0,3 0,4 0,6 0,2 1,0 0,3

Личинки щуки 9,1 1,0 0,4 0,6 3,9 1,0 1,0 2,0 1,0 0,4 2,0 0,6

Примечание: в верхней строке приведены номера образцов сточных вод, представляющие основные потоки за разные годы исследований.

По результатам компонентного анализа данных были выявлены две компоненты (РС-1 и РС-2), которые отразили основную долю изменчивости признаков — 97 % (табл. 6).

Таблица 6

Факторные нагрузки признаков в две главные компоненты

Признак Компоненты

3 0,91 0,60

7 0,91 ■0,66

8 0,93 -0,59

9 1,00 0,01

10 0,91 -0,65

11 1,00 0,01

12 0,93 -0,57

13 0,93 0,53

14 1,00 0,02

15 1,00 0,01

17 0,67 1,00

18 0,93 0,54

Вклад ■ общую дисперсию, % 86 И

В первую главную компоненту с достоверными положительным факторными нагрузками (более 0,7) вошли все образцы сточных вод за исключением № 17 (сточная вода вторичных отстойников блока КС, данные 1985 г.). Таким образом, первая компонента, отражающая 86 % изменчивости, показывает тесную корреляцию между летальными концентрациями различных образцов неочищенных сточных вод для исследуемых

тест-объектов (величины коэффициентов корреляции составили от 0,65 до 0,98). Это означает, что за разные годы водные организмы всегда можно было ранжировать в одну и ту же последовательность по их устойчивости к действию сточных вод. Действительно, если обратиться к табл. 5, можно заметить, что для олигохет, хирономид и моллюска летальные концентрации сточных вод составляют 9—33 %. Для дафний и личинок рыб летальные концентрации неочищенных сточных вод существенно меньше и варьируют в пределах 0,2—9 %.

Исключение составляет сточная вода № 17, которая отражает некоторое отклонение устойчивости моллюска от ожидаемой. Так, к действию этого образца сточной воды моллюск оказался менее устойчив, чем это можно было ожидать (летальная концентрация — 3,9 %), в то время как летальные концентрации всех других образцов для него были гораздо больше (9—33 %). Именно это отклонение и обусловило тот факт, что во вторую главную компоненту максимальный вклад обусловил единственный образец сточных вод № 17 (см. табл. 6).

Расположение тест-объектов в осях первой и второй главной компоненты представлено на рисунке 4.

6 4,5

—т~

—I— 10

—I

-10

-5

-1 -2 -3 -4

-5

Рис. 4. Расположение тест-объектов в осях первой и второй главной компоненты, обозначения: 1 — олигохеты; 2 — хирономиды; 3 — моллюск; 4—дафнии; 5 — личинки семги; 6 — личинки ряпушки; 7 — личинки радужной форели; 8 — личинки щуки.

Как видно, разные тест-объекты четко разделились на два класса, при этом их разделение произошло относительно первой главной компоненты, отражающей различие в устойчивости видов к действию сточных вод. Крайнее правое положение на графике занимают виды: ояигохеты, хирономиды и моллюск. Эти виды представляют первый класс — наиболее устойчивых видов к действию сточных вод ЦБК. Крайнее левое положение занимают дафнии и личинки рыб. Эти виды представляют собой второй класс — наименее устойчивые организмы к действию сточных вод. Аналогичные результаты были получены при классификации объектов на основе анализа данных, включающих витальные концентрации неочищенных сточных вод.

5.2. устойчивость водных организмов к действию сточных вод сульфат-целлюлозного производства в связи с их экологическими особенностями

Объяснить повышенную устойчивость водных организмов из первой группы (олигохеты, хирономиды, моллюск) к сточным водам можно, исходя из их экологических особенностей. Виды беспозвоночных, вошедшие в эту группу, обитают в условиях периодического недостатка кислорода и, как следствие, обладают значительной пластичностью по отношению к дефициту кислорода внешней среды. Существование в течение многих поколений в воде с низким содержанием кислорода привело к развитию у этих животных ряда приспособительных механизмов. Приспособление этих видов к периодически повторяющимся условиям гипоксии или асфиксии привело к сдвигам биохимических процессов в тканях, следствием которых является повышение неспецифической резистентности к различным вредным факторам: недостатку кислорода, эвтрофи-рованию вод и даже к отравлению токсикантами различного происхождения (Биргер, 1979; Колупаев, 1989; Барбашова, 1970). По-видимому, эти же механизмы послужили основой высокой устойчивости изучаемых нами бентосных форм по отношению к действию сточных вод сульфат-целллознош производства.

Представители второй группы животных — дафнии и личинки рыб — являются более оксифильными животными по сравнению с исследованными бентосными формами (хирономидами, олигохетами, моллюсками). Дафнии менее адаптированы к существованию в условиях дефицита кислорода, у них недостаточно выражена способность переходить с аэробного на анаэробный тип обмена. Как следствие, у дафний отсутствуют механизмы обезвреживания и выведения ядовитых продуктов промежуточно-

го обмена (Збарский, 1965; Биргер, 1979). По характеру метаболических процессов рыбы занимают определенную ступень филогенетической лестницы между гидробионтами, приспособленными к временному существованию в анаэробных условиях (моллюски, олигохеты, хирономиды) и наземными животными. Уровень гликолитических процессов в их тканях выше, чем у теплокровных животных, и ниже, чем у факультативных анаэробов (Маляревская, 1979). В наших исследова-ниях использовались рыбы— ряпушка, радужная форель, семга, щука, относящиеся к окси-фильным видам. Резистентность тканей оксифильных видов рыб к дефициту кислорода весьма мала, что обусловило низкую устойчивость этих видов и к действию токсических веществ, содержащихся в сточных водах сульфат-целлюлозного производства. Не случайно, по классификации Н. С. Строганова (1971), семга, ряпушка и форель относятся к группе высокочувствительных по отношению к большому числу токсических веществ.

Таким образом, большой эмпирический материал, полученный при биотестировании сточных вод Сегежского ЦБК, подтверждает высказанные ранее гипотезы о том, что более оксифильные виды водных животных менее устойчивы к действию токсических веществ антропогенного происхождения, чем виды, способные к переходу на анаэробный обмен.

Заключение

Биотестирование сточных вод Сегежского ЦБК показало, что токсичность различных потоков изменялась от сильной (неочищенные сточные воды деревообрабатывающего комбината, дрожжевого производства и основного потока комбината), средней и слабой (очищенные сточные воды от вторичных отстойников блока ЦБК и блока концентрированных стоков) до нетоксичной (очищенные сточные воды на выходе из пруда аэратора) для большинства тест-объектов. Эти данные свидетельствуют о достаточно эффективной работе станции биологической очистки, которая обеспечивала значительное снижение токсичности сточных вод. Тем не менее, для некоторых видов (ветвистоусых рачков Daphnia magna, личинок семги и ряпушки) опасность сточных вод сохранялась вплоть до самых последних этапов прохождения очистки. Именно опыты на этих тест-объектах позволили определить, что основной вклад в результирующую токсичность очищенных сточных вод обусловлен ядовитым

действием сточных вод от деревообрабатывающего комбината и дрожжевого производства. В последние годы работы комбината (2003—2004 гг.) очищенные сточные воды для рачков Daphnia magna и Daphnia pulex стали нетоксичными.

водоема, по результатам полевого обследования. Так, согласно литературным данным (Соколова, 1978), в зоне выпуска сточных вод доминирующими формами бентоса остаются именно хирюномиды и олигохе-ты. С др>угой стороны, уязвимые виды (представители зоопланктона), выявленные в экспериментах, по данным гидробиологической съемки оказались также чувствительными к сточным водам, распространяющимся в оз. Выгозеро. Например, по данным исследования зоопланктона, в районе сброса сточных вод в пелагической части озера наблюдались «мертвые зоны» (Куликова, 1998). По нашим данным, именно тест на дафниях позволил выявить на оз. Выгозеро районы, в которых проявлялось токсичное действие сточных вод. В настоящее время, когда комбинат претерпел реконструкцию, что привело к снижению токсичности сточных вод, состояние сообществ зоопланктона оз. Выгозеро существенно улучшилось. Таким образом, на примере исследования токсичности сточных вод Сегежского ЦБК показана высокая эффективность метода биотестирования, позволяющего при условии использования многих видов водных организмов дать надежный прюгноз воздействия сточных вод на экосистему водоемов-приемников отходов целлюлозно-бумажной прюмышленности.

Выводы

1. Выявлены две группы гидробионтов, различающихся по устойчивости к действию сточных вод сульфат-целлюлозного производства. В первую группу наиболее резистентных видов вошли сшигохеты Tubifex tubifex, хирономиды Chironomus dorsális, моллюски Planorbis sp. Во вторую группу менее резистентных видов вошли дафнии Daphnia magna, личинки ряпушки Coregonus albula семги Salmo salar, радужной форели Parasalmo mykiss и щуки Esox lucius. Устойчивость видов связана с их экологическими свойствами.

2. Неочищенные сточные воды сульфат-целлюлозного производства характеризовались сильной токсичностью для разных видов водных организмов; очищенные сточные воды — средней, слабой токсичностью или ее отсутствием.

3. Среди потоков сточных вод при раздельном действии на гидрюби-онтов наиболее токсичными оказались сточные воды деревообрабатыва-

ющего комбината и дрожжевого производства. Токсичность сточных вод потоков деревообрабатывающего комбината и дрожжевого производства при смешивании снижалась.

4. Обнаружено нарастание токсического эффекта при действии различных сточных вод ЦБК в ряду поколений ветвистоусых рачков: при разбавлении сточных вод 1:50-1:100 дафнии вымирали во втором и третьем поколениях.

5. При биотестировании воды оз. Выгозеро на различных водных организмах только опыты на дафниях выявили опасность природных вод, загрязняемых сточными водами целлюлозно-бумажной промышленности. Вид Daphnia magna предлагается в качестве основного тест-объекта при биотестировании природных вод.

Список публикаций по теме диссертации

1. Моисеева Е. А. Сравнительно-токсикологическая оценка качества неочищенных сточных вод сульфат-целлюлозного производства (на примере работы Сегежского ЦБК)//Структурно-функциональные особенности биосистем Севера (особи, популяции, сообщества): Материалы конф. (24—30 сентября 2005 г.). Петрозаводск: Изд-во ПетрГу, 2005. Ч. II. С 29—31.

2. Моисеева Е. А. Биологическая оценка качества сульфат-целлюлозных сточных вод на разных ступенях очистки//Современные аспекты экологии и экологического образования: Материалы Всерос. конф. (19— 23 сентября 2005). Казань, 2005. С. 464—465.

3. Моисеева В. П., Моисеева Е. А. Сравнительно-токсикологическая оценка качества сульфат-целлюлозных сточных вод // Проблемы экологической токсикологии: Труды кафедры зоол. и экол., новая серия. Вып. 1. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2005. С. 10—14

4. Моисеева Е. А. Влияние биологически очищенных сточных вод Сегежского ЦБК на гидробионтов//Проблемы экологической токсикологии: Труды кафедры зоол. и экол., новая серия. Вып. 1. Петрозаводск: Изд-во ПетрГу, 2005. С. 34—39.

5. Моисеева Е. А. Биоиндикация природных вод Выгозерского водохранилища в районе сброса очищенных сточных вод Сегежского ЦБК//

Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов европейского Севера: Материалы IV (XXVII) Междунар. конф. (5—10 декабря 2005 г.). Вологда, 2005. -С.

6. Моисеева Е. А Экологические особенности вод-

ных организмов как основа их устойчивости к действию сточных вод сульфат-целлюлозного производства // Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов европейского Севера: Материалы IV (XXVII) Междунар. конф. (5—10 декабря 2005 г.). Волоща, 2005.-С.

Подписано в печать 07.11.05. Формат 60x84 7,6. Бумага офсетная. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз. Изд. № 211.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Отпечатано в типографии Издательства ПетрГУ 186910, г. Петрозаводск, пр. Ленина, 33

«23 5 06

РНБ Русский фонд

2006-4 23369

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Моисеева, Елена Анатольевна

Введение

Глава 1 Влияние сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности на гидробионтов (обзор литературы)

Глава 2 Материал и методы

2.1 Характеристика тест-объектов

2.2 Методика биотестирования

Глава 3 Исследования токсичности сточных вод Сегежского ЦБК для водных организмов

3.1. Токсичность неочищенных сточных вод

3.1.1. Сточные воды, идущие одним потоком

3.1.2 Сточные воды основного потока ЦБК

3.1.3 Концентрированные стоки дрожжевого производства

3.1.4 Сточные воды деревообрабатывающего комбината (ДОКа)

3.1.5 Комбинированное влияние сточных вод

3.2 Токсичность очищенных сточных вод

3.2.1 Сточные воды после прохождения вторичных отстойников

3.2.2 Сточные воды после прохождения вторичных отстойников от блока ЦБК

3.2.3 Сточные воды после прохождения вторичных отстойников от блока КС

3.2.4 Сточные воды после доочистки в пруде-аэраторе

3.3 Оценка опасности сточных вод для гидробионтов

Глава 4 Биотестирование природных вод озера Выгозеро

Глава 5 Классификация водных организмов по их устойчивости к действию сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности (обсуждение результатов).

5.1 Применение метода главных компонент для классификации водных организмов

5.2 Устойчивость водных организмов к действию сточных вод сульфат-целлюлозного производства в связи с их экологическими особенностями

Введение Диссертация по биологии, на тему "Эколого-токсикологическая оценка влияния сточных вод целлюлозно-бумажного производства на водные организмы"

К числу крупнейших источников загрязнения водных бассейнов относится целлюлозно-бумажная промышленность. С ее развитием возрастают масштабы возможных загрязнений гидросферы отработанными сточными водами. Производство целлюлозы и бумаги широко развито в Карелии, так как республика обладает высоким сырьевым ресурсом для данной промышленности. Это одно из самых водоемких производств и, как правило, такие комбинаты находятся на берегах крупных водоемов, обладающих высоким качеством воды. В Карелии доля целлюлозно-бумажной промышленности в общем объеме водопотребления составляет 56 %. На эту отрасль приходится также 52 % сброса загрязненных сточных вод от общего количества по республике (Государственный доклад о состоянии природной среды Республики Карелия, 2004). В настоящее время в мире наиболее распространен сульфатный способ получения целлюлозы. В 2002 г. в России производство сульфатной целлюлозы составляло более чем две трети от общего производства волокнистых полуфабрикатов (Малков, 2004). В Карелии сульфатным способом работает Сегежский целлюлозно-бумажный комбинат (СЦБК), сточные воды которого представляют большую опасность для озера Выгозеро, являющегося водоемом-приемником. Сточные воды, образующие при варке целлюлозы, относятся к числу наиболее вредных для водоема стоков со специфическим ядовитым действием. Влияние сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности на водоемы и их обитателей разнообразно. Во-первых, органические вещества сточных вод оказывают отрицательное воздействие на физико-химические показатели воды, особенно на кислородный режим, ухудшая условия обитания гидробионтов, а нерастворимые органические вещества (волокно) образуют разлагающие донные отложения. С другой стороны, токсические вещества сточных вод (меркаптан, фенолы, смолы, сульфиды и др.) оказывают на водные организмы прямое токсическое действие, которое усиливается вследствие снижения содержания в воде кислорода. Содержащиеся в сточной воде токсиканты накапливаются в гидробионтах и донных отложениях, достигая со временем летальных концентраций.

В этой связи весьма актуальными становятся работы по изучению влияния сточных вод сульфат-целлюлозных производств на гидробионтов. Важнейшей задачей становится оценка токсичности сточных вод ЦБК, прошедших разные стадии очистки. Экологический подход предписывает использовать в экспериментах по биотестированию организмы разного трофического уровня, различающихся по экологическим свойствам, одноклеточные и многоклеточные формы, а также организмы на разных стадиях развития. Такой подход с использованием самых, разных представителей биоты позволяет обоснованно судить об опасности сточных вод для экосистемы водоема в целом. Реакции водных организмов на действие токсических веществ антропогенного происхождения широко варьируют. Некоторые виды демонстрируют высокую устойчивость (как правило, это бентосные формы), другие виды чрезвычайно уязвимы (планктонные формы и рыбы). В настоящее время предложены различные гипотезы, объясняющие причины разной устойчивости организмов к токсическому действию разных веществ (Биргер, 1979; Маляревская, 1979; Лукьяненко, 1987). Но причины различной устойчивости видов к действию сточных вод ЦБП до сих пор не установлены, и этот вопрос требует дальнейшей разработки.

На кафедре зоологии и экологии ПетрГУ с 1963 по 1988 год проводились исследования по изучению влияния сточных вод Сегежского ЦБК на гидробионтов различных систематических групп, которые являлись своего рода биологическим контролем за качеством спускаемых в водоем сточных вод, и эффективностью работы действующих на комбинате очистных сооружений. В данной работе проведен анализ многолетних экспериментальных материалов за период с 1979 по 1988 г., когда комбинат работал в стабильном режиме и их сопоставление с данными, полученными после реконструкции комбината в 2003-2004 гг.

Цель нашего исследования - эколого-токсикологическая оценка сточных вод сульфат-целлюлозного производства для водных организмов. Для реализации цели были поставлены следующие задачи:

- оценить токсичность неочищенных и очищенных сточных вод разных производственных потоков для водных организмов различного систематического и экологического положения - инфузорий Paramecium caudatum Ehrbg., ветвистоусых ракообразных Daphnia magna Straus, Daphniapulex De Geer, моллюсков Planorbis sp., Spaerium corneum Linnaeus, Limnaea stagnalis Linnaeus, хирономид Chironomus dorsalis Meigen, олигохет Tubifex tubifex Muller, личинок ряпушки Coregonus albula Linnaeus, семги Salmo solar Linnaeus, радужной форели Parasalmo mykiss Walbaum и щуки Esox lucius Linnaeus;

- выявить эффекты комбинированного действия сточных вод разных потоков на гидробионтов;

- проанализировать токсические эффекты сточных вод в ряду поколений водных организмов (на примере ветвистоусых рачков);

- дать оценку качества природных вод оз. Выгозеро (водоема-приемника сточных вод ЦБК) методом биотестирования;

- разработать классификацию водных организмов по их устойчивости к действию сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности.

Благодарности.

Автор искренне признателен научным руководителям Э.В Ивантеру и В.П Моисеевой за консультации и разностороннюю помощь в написании работы; сотрудникам лаборатории водной токсикологии JI.H. Рыжковой, Ю.А. Тикка и Л.Г. Тютюнник за любезно предоставленные экспериментальные материалы и интересный совместный труд в лаборатории и экспедиции; Л.П. Рыжкову и Л.Г. Курзыкиной за предоставленные данные.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Моисеева, Елена Анатольевна

Выводы

1. Выявлены две группы гидробионтов, различающихся по устойчивости к действию сточных вод сульфат-целлюлозного производства. В первую группу наиболее резистентных видов вошли олигохеты Tubifex tubifex, хирономиды Chironomus dorsalis, моллюски Planorbis sp. Во вторую группу менее резистентных видов вошли дафнии Daphnia magna, личинки ряпушки Coregonus albula семги Salmo salar, радужной форели Parasalmo mykiss и щуки Esox lucius. Устойчивость видов связана с их экологическими свойствами.

2. Неочищенные сточные воды сульфат-целлюлозного производства характеризовались сильной токсичностью для разных видов водных организмов; очищенные сточные воды - средней, слабой токсичностью или ее отсутствием.

3. Среди потоков сточных вод при раздельном действии на гидробионтов наиболее токсичными оказались сточные воды деревообрабатывающего комбината и дрожжевого производства. Токсичность сточных вод потоков деревообрабатывающего комбината и дрожжевого производства при смешивании снижалась.

Заключение

Опыты на различных водных организмах показали, что сточные воды могут вызывать проявление самых разных ответных реакций, связанных с многокомпонентным химическим составом (с одной стороны, наличие высокотоксичных фенольных и метилсернистых соединений, с другой стороны, высокомолекулярных лигнинных веществ, вызывающих увеличение роста и плодовитости животных). Так, в опытах на дафниях при разведениях сточных вод 1:10-1:25 дафнии вымирали в исходном и первом поколениях. При дальнейшем разбавлении сточных вод (разведение 1:50-1:100) выявилось накопление токсического эффекта в ряду поколений: дафнии вымирали во втором-третьем поколениях, в то время как исходное и первое поколения рачков выдерживали действие сточных вод. Среди специфических эффектов, в первую очередь, можно назвать ускорение роста олигохет и дафний при достаточно сильном разбавлении сточных вод. Другие эффекты, наблюдаемые при биотестировании - это патологии у рыб (искривление позвоночника, водянка желточного мешка, потемнение кожных покровов), выделение слизи у моллюсков, нарушение скорости клеточного деления парамеций. Среди организмов различного трофического положения наибольшую уязвимость проявили консументы высших порядков (личинки рыб) и консументы первого уровня (планктонные рачки дафнии), в то время как детритоядные бентосные формы оказались самыми устойчивыми к действию сточных вод ЦБК. Причиной разной устойчивости водных организмов к токсическим веществам сточных вод ЦБК являются их экологические свойства, а именно, отношение к такому неблагоприятному фактору водных экосистем как дефицит кислорода. Более устойчивые к недостатку кислорода виды выработали в ходе эволюции механизмы, позволяющие им существовать в условиях гипоксии и противостоять действию токсических веществ, в том числе и антропогенного происхождения. У оксифильных видов такие адаптации менее выражены, что' обусловило их повышенную уязвимость к действию сточных вод ЦБК. Большой экспериментальный материал с использованием тест-объектов самого разного систематического и экологического положения позволил дать обоснованный прогноз экологической ситуации на оз. Выгозеро, приемнике сточных вод Сегежского ЦБК. Самые устойчивые к сточным водам виды (представители зообентоса) по результатам биотестирования оказались и самыми резистентными в зоне загрязнения водоема, по результатам полевого обследования. Так, согласно литературным данным (Соколова, 1978), в зоне выпуска сточных вод доминирующими формами бентоса остаются именно хирономиды и олигохеты. С другой стороны, уязвимые виды (представители зоопланктона), выявленные в экспериментах, по данным гидробиологической съемки оказались также чувствительными к сточным водам, распространяющимся в оз. Выгозеро. Например, по данным исследования зоопланктона, в районе сброса сточных вод в пелагической части озера наблюдались «мертвые зоны» (Куликова, 1998). По нашим данным, именно тест на дафниях позволил выявить на оз. Выгозеро районы, в которых проявлялось токсичное действие сточных вод. В настоящее время, когда комбинат претерпел реконструкцию, что привело к снижению токсичности сточных вод, состояние сообществ зоопланктона оз. Выгозеро существенно улучшилось. Таким образом, на примере исследования токсичности сточных вод Сегежского ЦБК показана высокая эффективность метода биотестирования, позволяющего при условии использования многих видов водных организмов дать надежный прогноз воздействия сточных вод на экосистему водоемов-приемников отходов целлюлозно-бумажной промышленности.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Моисеева, Елена Анатольевна, Петрозаводск

1. Алекин О.А., Семенов А.Д., Скопинцев Б.А. Руководство по химическому анализу вод суши. JL: Гидрометеоиздат, 1973. 269 с.

2. Александров Б.М., Макарова Е.Ф., Смирнов А.Ф. Озеро Выгозеро (водохранилище)//Озера Карелии. Справочник. Петрозаводск, 1959. С. 482-501.

3. Амиров P.O. Повышение устойчивости организма к действию токсических веществ, Баку: Азерб. гос. изд-во, 1963. 96 с.

4. Атлас пресноводных рыб России: в 2 т. /под ред. Ю.С. Решетникова. М.: Наука, 2002. 379 с.

5. Барбашева З.И. Акклиматизация к гипоксии и ее физиологические механизмы. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 216 с.

6. Барбашева З.И. Некоторые итоги изучения природы резистентности организма и механизмов ее изменения //Косм, биология и медицина, 1969. №4. С. 6-12.

7. Бейм A.M. Исследование токсикологического действия диметилдисульфида в хроническом эксперименте на планктонных рачках //Материалы VII медико-биол. конф. Петрозаводск, 1974. С. 251-252.

8. Бейм A.M. Эколого-токсикологические критерии регламентированных метилсернистых соединений в сточных водах сульфат-целлюлозного производства. М., 1984. 28 с.

9. Бейм A.M., Г.И. Красовский, Сутокская И.В., Васюкевич Л.Я. Эколого-гигиенические подходы к биоиндикации качества воды/Проблемы регионального состояния озера Байкал. Л: Гидрометеоиздат, 1983. С. 117-123.

10. Бейм A.M., Зоммер Е.А., Калинкина Н.М., Королева Л.А., Ян. Н.А., Гребенкнна Л. А. Токсикологический скрининг лигнинных веществ//7-ая Всесоюз. конф. по химии и использованию лигнина. Тез. докл. Рига, 1987. С. 158.

11. Бейм A.M., Зубкович Б.Б. К оценке степени токсичности для водных организмов некоторых органических компонентов стоков сульфат-целлюлозного производства//Проблемы водной токсикологии. Петрозаводск, 1978. С. 40-51.

12. Бейм A.M., Кондратьева И. А., Ведерников В.Г. Сравнительная токсичность диметилсульфида для дафний //Тез. докл. XII науч. сессии по химии и технологии органических соединений серы и сернистых нефтей. Рига, 1971. С. 493-494.

13. Белицер В.А. О дыхании и брожении живой клетки//Успехи совр. биологии, 1934. Вып. 3. С. 292-303. ;

14. Бенинг А.Л. Кладоцера Кавказа. Тбилиси: Грузмедгиз, 1941. 344 с.

15. Бидл. Л. Адаптации некоторых водных животных к недостатку кислорода и к анаэробным условиям //В кн.: Механизмы биологической конкуренции. М., 1964. С. 155-168.

16. Биргер Т.И. Метаболизм водных беспозвоночных в токсической среде. Киев.: Наукова думка, 1979. 192 с.

17. Богомолов Б.Д. Химия древесины и основы химии высокомолекулярных соединений. М.: Лесная промышленность, 1973. 400 с.

18. Брагинский Л.П. Некоторые закономерности и механизмы реагирования пресноводной экосистемы на воздействие пестицидов и поверхностно-активных веществ //Экспериментальная водная токсикологйя. 1986. №11. С. 7-32.

19. Брагинский Л.П., Величко И.М, Щербань Э.П. Пресноводный планктон в токсической среде. Киев.: Наукова думка, 1987. 1.80 с.

20. Веселов А.Е., Калюжин С.М. Экология. Поведение и распределение молоди атлантического лосося. Петрозаводск: Карелия, 2001. С. 14-15.

21. Веселов Е.А. Биологические тесты при санитарно-биологическом изучении водоемов//Жизнь пресных вод СССР. Л.:Изд-во АН ССР, 1959. Т.4, 4.2. С.7-37.

22. Веселов Е.А. Обзор методов водной токсикологии/ЛТроблемы водной токсикологии. Петрозаводск, 1978. С. 3-31

23. Веселов Е.А. Принцип фазовых реакций в водной токсикологии/Материалы I Всесоюз. конф. по водн. токсикологии. М.: Наука, 1968. С. 15-16.

24. Винберг Г.Г. Токсический фитопланктон//Успехи совр. биологии, 1954. №2. С. 216-226.

25. Винберг Г.Г., Макрушин А.В. Биологический анализ качества вод. Л., 1974.60 с.

26. Вислянская И.Г. Северное Выгозеро, река Нижний Выг и озеро Воицкое. Фитопланктон//Современное состояние водных объектов республики Карелия. Петрозаводск, 1998. С. 112-114.

27. Волик Л.Н. Действие хлора на гидробионтов//Пятый съезд Всесоюзн. гидробиол. общ. Тез. докл., Тольятти, 1986. 4.2. С. 182-183.

28. Володин В.М., Лукьяненко В,И., Флеров Б.А. Сравнительная характеристика устойчивости рыб к фенолу на ранних этапах онтогенеза/ЛГруды инст. биол. внутр. вод АН СССР. Л.: Наука, 1966. Вып. 10(3) С. 15-18.

29. Высоцкая Р.У., Руокалайнен Т.Р., Сидоров B.C. Изменение активности кислых гидролаз при действии на изолированные лизосомы рыб сульфатного щелока//Гидробиология Выгозерского водохранилища. Петрозаводск, 1978. С. 156-163.

30. Гаджиева С.Б. Биохимическая характеристика кормовой ценности планктона и бентоса Мигечаурского и Варваринского водохранилищ//Автореф. дисс. канд. биол. наук, Баку, 1974. 27 с.

31. Галицкий Э.А., Островский Ю.М. К расшифровке молекулярных механизмов влияния тиамина на аденозинтрифосфатную активность митохондрий печени крыс//В кн. Митохондрии. Ферментативные процессы и их регуляция, М., 1968. С. 52-54.

32. Голубкова Э.Г. Проведение токсикологических экспериментов с использованием парамеций//Методические указания для студентов биологического факультета. Петрозаводск, 1990. 14 с.

33. Горева В.А., Лизина Н.Н., Елыпин Ю.В. Методика постановки опытов при изучении влияния токсикантов на рыб в ранний период онтогенеза//Изв. ГосНИОРХ, 1976. №109. С.115-117.

34. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Карелия в 2003 году. Петрозаводск, 2003. С. 164-165.

35. Грушко Я.М. Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах. JL: Химия, 1979. 160 с.

36. Грушко Я.М. Сброс лигнина в водоемы с промышленными сточными водами //Влияние фенольных соединений на гидробионтов. Иркутск, 1981. С. 109-116.

37. Грушко Я.М., Кожова О.М. Сточные воды сульфат-целлюлозных предприятий и охрана водоемов от загрязнения. М.: Лесная промышленность, 1978. 172 с.

38. Гусев А.Г. Охрана рыбохозяйственных • водоемов от загрязнения. М.: Пищевая промышленность, 1975.

39. Данильченко О.П. Процессы приспособления и регуляции у моллюсков и эмбрионов рыб при изменении среды //Реакции гидробионтов на загрязнение. М.: ОГИЗ, 1983. С. 103.

40. Доусон Г., Мерсер Б. Обезвреживание токсических отходов. М.: Стройиздат, 1996. С. 359

41. Жадин В.И. Моллюски пресных и солоноватых вод СССР. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1950. 180 с.

42. Жизнь пресных вод СССР /Под ред. В.И. Жадина. М-Л.: Изд-во АН СССР, 1940.460 с.

43. Жмур. Н.С. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России. М., Международный дом сотрудничества, 1997. С. 117

44. Жуков А.И., Монгайт И. Л., Родзиллер И. Д. Методы очистки производственных сточных вод. М., Стройиздат, 1990. С. 147.

45. Збарский Б.И., Иванов И., Мардашев С.Р. Биологическая химия. Л.: Медицина, 1965. 520 с.

46. Ивантер Э.В., Коросов А.В. Основы биометрии. Петрозаводск, ПГУ, 1992.168 с.

47. Ивлева И.В. Биологические основы и методы массового культивирования кормовых беспозвоночных. М.: Наука, 1969. С.85

48. Изменение режима Северного Выгозера и реки Нижний Выг под действием сточных вод Сегежского ЦБК и допустимый объем их сброса. Петрозаводск, 1989. 36 с.

49. Калинкина Н.М. Экол ого-токсикологическая оценка опасностисульфатного лигнина для гидробионтов. Автореф. дисс.канд. биол. наук. 1993.22 с.

50. Карандеева О.Г. Некотрые стороны обмена веществ Modiola phaseolina и Mytilus galloprovincialis в анаэробых и постанаэробных условиях //Тр. Севастоп. биол. ст., 1959. С. 238-253.

51. Колупаев Б.И. Дыхание гидробионтов в норме и патологии. Изд-во Казанского ун-та, 1989.190 с.

52. Константинов А.С. Биология хирономид и их разведение //Труды Саратовского отделения ВНИОРХ, 1958. Т. 5. С.5-45.

53. Константинов А.С. Общая гидробиология. М.: Высшая школа, 1967. 432 с.

54. Копылов В.А. Очистка сточных вод и уплотнение осадков целлюлозно-бумажного производства. М.: Лесная промышленность, 1983. С. 202.

55. Коржуев П.А. Гемоглобин как фактор приспособления к гипоксии //Успехи совр. биологии, 1959. вып. 3. С. 329-346.

56. Коржуев П.А., Радзинская Л.И. Количество гемоглобина в гемолимфе личинки комара Chironomus plumosus//Bonp. ихтиологии, 1958. №10. С. 139-143. .

57. Коросов А.В. Экологические приожения компонентного анализа, Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1996. 152 с.

58. Костылев Ю.В. Рыбы. Петрозаводск: Карелия, 1990. 150 с.

59. Котова Л.И., Рыжков Л.П., Полина А.В. Биологический контроль качества вод. М.: Наука, 1989. 144 с.

60. Коштоянц Х.С. Основы сравнительной физиологии в 2-х т. М.: Изд-во АН СССР, 1950. Т. 1-2. 524 с.

61. Красовский Г.Н., Эльпинер Л.И., Бейм A.M., Сутокская И.В., Жолдакова З.И., Васюкович Л.Я., Шафиров Ю.Б. Принципы экол ого-гигиенического регламентирования качества воды водных объектов//Водные ресурсы, 1982. № 12. С. 3-19.

62. Криульков В.А., Каплин В.Т., Ганин Г.И. Механизм превращения лигнина и его производных в природной среде//Химия и использование лигнина. Рига.: Зинатне, 1974. С.397-408.

63. Куликова Т.П. Влияние сточных вод ЦБК после биологической очистки на зоопланктон водохранилища// Проблемы водной токсикологии. Петрозаводск, 1985. С. 34-40.

64. Куликова Т.П. Влияние сточных вод целлюлозно-бумажного комбината на зоопланктон Выгозерского водохранилища//Изв. ГосНИОРХ. 1974. Т.98 С. 130134 ■ ■ ■

65. Куликова Т.П. Зоопланктон Выгозерского водохранилища// Гидробиология Выгозерского водохранилища. Петрозаводск, 1978. С. 80-88.

66. Куликова Т.П. Северное Выгозеро, река Нижний Выг и озеро Воицкое. Зоопланктон//Современное состояние водных объектов республики Карелия. Петрозаводск, 1998. С. 115-118.

67. Куликова Т.П. Сезонные изменения влияния сточных вод целлюлозно-бумажного комбината на зоопланктон Северного Выгозера (водохранилища)//Изв. ГосНИОРХ. 1976. Т.109. С. 118-124.

68. Куликова Т.П. Сравнительная характеристика влияния сточных вод целлюлозно-бумажного предприятия на зоопланктон водохранилища до и послевнедрения биологической очистки: Автореф. дисс.канд. биол. наук. JL, 1983.22 с.

69. Курзыкина Л.Г. К оценке степени токсичности некоторых седиментаторов сточных вод целлюлозно-бумажного производства для атлантического лосося в различные периоды онтогенеза//Проблемы водной токсикологии. Петрозаводск. 1984. С. 97-99.

70. Лабори А. Регуляция обменных процессов. М.: Медицина, 1970. 384 с.

71. Лесников Л.А. Дафнии как тест-организмы при установлении степени и характера влияния сточных вод на рыбохозяйственные водоемы: Автореф. дисс. . .канд. биол. наук. Иркутск, 1967. 24 с.

72. Лесников Л.А. Методика определения токсичности вредных веществ на популяциях дафний //Методики биологических исследований по водной токсикологиию М.: Наука, 1971. С. 157-166.

73. Лесников Л.А. Методика оценки влияния воды из прирдных водоемов на Daphnia magna //Методики биологических исследований. М., 1971. С 157-162.

74. Лесников Л.А. Методические указания по установлению предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде рыбохозяйственных водоемов. Л., ГосНИОРХ, 1973. 22 с.

75. Лесников Л.А. Разработка нормативов допустимого содержания вредных веществ в воде рыбохозяйственных водоемов //Вопросы методик в водной токсикологии. Л., ГосНИОРХ, 1979. Вып. 144. С. 3-41.

76. Литинская К.Д. Режим уровней воды озер и водохранилищ Карелии. Л., 1976. С 147.

77. Лозовик П.А Экологические проблемы Сегежско-Надвоицкого промцентра//Водная среда: исследования, использование и охрана. Петрозаводск, 2003 С. 26-33.

78. Лозовик П.А. Северное Выгозеро, река Нижний Выг и озеро Воицкое. Химический состав воды //Современное состояние водных объектов республики Карелия. Петрозаводск, 1998. С. 97-100.

79. Лозовик П.А., Митрохов А.В., Латушко О.В. Северное Выгозеро, река Нижний Выг и озеро Воицкое. Общая характеристика // Современное состояние водных объектов республики Карелия. Петрозаводск, 1998. С.97-100.

80. Лоренц В.И. Эксплуатация промышленных очистных сооружений. Киев: Техника, 1977. С. 204.

81. Лукьяненко В.И. Токсикология рыб. М.: Пищевая промышленность, 1967.216 с.

82. Лукьяненко В.И. Экологические аспекты ихтиотоксикологии. М.: Агропромиздат, 1987. 240 с.

83. Макрушин А.В. Ветвистоусые ракообразные как индикаторы загрязнения вод //Гидробиол. жури., 1976. №6. С. 85-87.

84. Максимов В.Ф., Вольф И.В., Яковлева О.И., Ткаченко Н.И. Очистка и рекуперация промышленных выбросов целлюлозно-бумажного производства. М., 1969.Т.1. С.243-315.

85. Малков Ю.А. Не только инвестиции //Целлюлоза, бумага, картон, 2004, №2. С. 10-11.

86. Маляревская А.Я. Обмен веществ у рыб в условиях антропогенного евтрофирования водоемов. Киев.: Наукова думка, 1979. 256 с.

87. Мануйлова Е.М. Ветвистоусые рачки (Cladocera) фауны СССР. М.-Л., 1964. С. 114-122.

88. Меерсон Ф.З. Общий механизм адаптации и профилактика. М.: Медицина, 1973.360 с.

89. Мельянцев В.Г. Рыбы. Петрозаводск: Карелия, 1974. 120 с.

90. Методические рекомендации по установлению предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. М, ВНИРО, 1985. 88 с.

91. Методические рекомендации по установлению предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. М, ВНИРО, 1986. 88 с.

92. Методические рекомендации по установлению рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) загрязняющих веществ для воды, водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение /Под ред. Филенко О.Ф., Соколовой С.А. М., 1998. С.145.

93. Моисеева В.П., Рыжкова А.Н., Тикка Ю.А., Тютюнник Л.Г. Биологический контроль один из реальных путей охраны водоема от загрязнения//Биологические и рыбохозяйственные исследования водоемов Прибалтики. Тез. докладов. Псков, 1983. Т. 1.

94. Моисеева В.П., Рыжкова А.Н., Тикка Ю.А., Тютюнник Л.Г. Сравнительная оценка действия на гидробионтов целлюлозно-бумажных сточных вод, прошедших разные звенья биологической очистки //Проблемы водной токсикологии. Петрозаводск, 1988. С.103-109.

95. Моисеева В.П., Тикка Ю.А. Патологические изменения внутренних органов карпа при интоксикации сульфатным лигнином //Пути адаптации организмов в условиях Севера. Петрозаводск, 1978. С.9.

96. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1962.280 с. ■

97. Новикова Л.Н., Рудых А.Р., Чупка Э.И. Динамика влияния лигнинных веществ на гидробионтов //Проблемы экологии Прибайкалья. Тез. докл к 3-ей Всесоюз. научн. конф., Иркутск. 1988. 4.1. С. 92.

98. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР/ под ред. Л.А.Кутикова, Я.И. Старобогатова. Л.:Гидрометеоиздат, 1977. 510 с.

99. Осипова Е.В., Дюндик О.Б. Сравнительная оценка токсичности лигнина, алюминия и железа для гидробионтов //3-я конф. мол. ученых. Тез. докл. Иркутск, 1985. Вып. 1. С. 32.

100. Парк Д.В. Биохимия чужеродных соединений. М.: Медицина, 1973. 288 с.

101. Патин С.А., Брагинский Л.П. Современные проблемы водной токсикологии //Продуктивность и охрана морских и пресных вод. Труды Всесоюз. гидробиол. общ., 1989. С. 37-46.

102. Петренко И.Н., Карасикова А.А. Аминокислотный состав белков в процессе созревания половых продуктов у салаки Рижского залива //Докл АН СССР, 1958. №6. С. 1071-1072.

103. Побегайло П.И., Новосадова Т.Г. Daphnia magna Straus тест-объект для установления токсичности сточных вод //Гидробиологический журнал, 1977. №6.

104. Полякова Т.Н. Северное Выгозеро, река Нижний Выг и озеро Воицкое. Макрозообентос / Современное состояние водных объектов республики Карелия. Петрозаводск, 1998. С. 119-121.

105. Полянский Ю.И. Температурные адаптации у инфузорий//Зоол. журн., 1957. Т. 36. Вып. 2. С. 1630-1646.

106. Помазовская И.В. Эмбриотропное действие некоторых компонентов сульфат-целлюлозных сточных вод//Пути адаптации организмов в условиях Севера. Петрозаводск, 1978. С. 21-22.

107. Помазовская И.В., Тикка Г.А. Влияние лигнина на эмбриональное и постэмбриональное развитие некоторых видов рыб //Тез. докл. сессии СУСПБР, поев. 250-летию АН СССР. Петрозаводск, 1974. С. 163-165.

108. Попченко В.И. Водные малощетинковые черви севера Европы. Л.: Наука. С. 180-181.

109. Попченко В.И. К познанию фауны малощетинковых червей Северной Двины//Гидробиологический журнал. 1969. №5. С.30.

110. Правдин И.Ф. Результаты исследования стоков бумажного производства в отношении влияния их на рыб //Науч. бюлл. Ленинградского гос. ордена Ленина ун-та, Л., 1945. №2. С. 12-13.

111. Проссер Л., Браун Ф. Сравнительная физиология животных. М.: Мир, 1967.766 с.

112. Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровья населения //Учебное пособие. М., Издательство МНЭПУ, 2001. С. 264

113. Редфильд А.Ц. Эволюция дыхательной функции крови//Успехи совр. биологии. М., 1948. С. 31-44.

114. Сидоров B.C., Помазовская И.В., Фрейндлинг А.В., Евсеева Н.В. Влияние жирных кислот на фосфолипидный состав печени карпа и плотвы //Гидробиология Выгозерского водохранилища. Петрозаводск, 1978. С. 176-185.

115. Соколова В. А. Донная фауна Выгозерского водохранилища // Гидробиология Выгозерского водохранилища. Петрозаводск, 1978. С. 89-103.

116. Справочник проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1981. 638 с.

117. Строганов Н.С. Методика быстрого определения токсичности водной среды //Вести. МГУ. Сер 16. Биология, 1968. № 3. С. 11-14.

118. Строганов Н.С. Методика определения токсичности водной среды //Методики биологических исследований по водной токсикологии. М.: Наука, 1971. С.14-60.

119. Строганов Н.С. Современные проблемы водной токсикологии//Вестн. МГУ. Сер 16. Биология, 1960. № 2. С. 4-15.

120. Строганов Н.С. Экспресс-метод установления ПДК для рыбохозяйственных водоемов //Гидробиол. журн, 1976. №4. С. 100-103.

121. Строганов Н.С., Колосова JI.B. Ведение лабораторной культуры и определение плодовитости дафний в ряде поколений//Методики биологических исследований по водной"токсикологиию М.: Наука, 1971. С. 210-216.

122. Тимм Т.Э. Малощетинковые черви в источниках северо-запада СССР//Биологические процессы в морских и континентальных водоемах. Кишинев, 1970. С.199. '

123. Туманов А.А., Постнов И.Е. Водные беспозвоночные как аналитические индикаторы//Гидробиологический журнал, 1983. №5.

124. Удалов Ю.Ф. К механизму действия витаминов группы В при недостаточном обеспечении организма кислородом //Вопр. питания, 1956. Вып. 5. С. 2-26.

125. Федоров В.Г. О приспособлении некоторых моллюсков к высыханию водоема//Зоол. журн.,1961. Вып. 1, С. 133.

126. Филенко О.Ф. Водная токсикология. Черноголовка: Изд-во Московского унта, 1988. 156 с.

127. Флеров Б.А. Эколого-физиологические аспекты токсикологии пресноводных животных. JL: Наука, 1989. 144 с.

128. Флеров Б.А. Экспериментальное исследование фенольного отравления у рыб. Л., 1973. С. 135-139.

129. Хайкина Б.И., Кузьминская У.А. Изучение обмена веществ в тканях на уровне субклеточных структур как путь выяснения механизма действия пестицидов //Гигиена применения, токсикология пестицидов и клиника отравлений, 1968. Вып. 6. С. 167-177.

130. Харкевич Н.С. Влияние сточных вод Сегежского ЦБК на химический состав и качество воды реки Сегежи и Выгозера //Вопросы гидрологии, озероведения и водного хозяйства Карелии. Петрозаводск, 1969. С. 30-59.

131. Харкевич Н.С. Характеристика химического состава и качества воды Выгозерского водохранилища // Водные ресурсы Карелии и их использование. Петрозаводск, 1978. С. 107-150.

132. Харкевич Н.С. Характеристика химического состава и качества воды Выгозерского водохранилища //Водные ресурсы Карелии и их использование. Петрозаводск, 1978. С. 107-150.

133. Хорст А. Молекулярная патология. М.: Медицина, 1967. 374 с.

134. Хоружая Т.А. Брызгало В.А., Короткова Л.И. Перспектива применения дафниевого теста в контроле качества поверхностных вод //5-ая Всесоюзн. конф. по водной токсикологии. Тез. докл. М., 1988. С. 81-82.

135. Худолей В.В., Мизгирев И.В. Экологически опасные факторы. Спб, "Банк Петровский", 1996. С. 186.

136. Чекановская О.В. Водные малощетинковые черви фауны СССР//АН СССР. М.: 1962

137. Шапиро А.З., Бобкова А.Н. Активность гликолитических ферментов в тканях беспозвоночных//В кн.: Биохимическая эволюция. Л., 1973. С. 42-47.

138. Шорыгина Н.Н., Резников В.М., Елкин В.В. Реакционная способность лигнина. М.: Наука, 1976. 368 С.

139. Шрага М.Х., Добрынина Г.Ф. К вопросу гигиенического нормирования сульфатного лигнина в водоемах//Гигиена и санитария. 1979. № 4. С. 66-68.

140. Энгельгард В.А. О взаимоотношении дыхания и брожения //Успехи совр. биологии, 1944. Вып.З. С. 237-250.

141. Awapara J., Simpson J. Comparative physiology: metabolism //Annu. Rev. Physiol., 1967. P. 87-112.

142. Baudo R. Ecotoxicological testing with Daphnia //Met. 1st. Ital. hydrobiol. 1987. P. 461-482.

143. Bochinski J. Measuring oxigen demand//Pollut. eng., 1973. P. 45-46.

144. Brewer W. Aquatic animals//Biomed.research, 1969, P. 18-25.

145. Eweil W. et. al. Simultaneous evaluation of, the acute effects of chemicals on seven aquatic species// Environ, toxicol. and chem., 1986. №5. P. 831-840.

146. Gowgill U. Critical analysis of factors affecting the sensitivity of zooplanlcton and the reproducibility of toxicity test results //Wat.res., 1987. №12. P. 1453-1462.

147. Greach Y. Protein thiols and free amino acids of carp tissues during prolonged starvation//Archs. Sci. physiol., 1966. №1. P.115-121.

148. Hammar В., Rydholm S. Measures taken against water pollution in the kraft pulp and paper industry //Pure appl. Chemistry, 1972. P. 263-280.

149. Taras M., Greenberg A., Hoalc R., Rand M. Standarts methods for examination of water and wastewater//Amer. Public health organi.,1971. P. 572-577.

Информация о работе

Моисеева, Елена Анатольевна
кандидата биологических наук
Петрозаводск, 2005
ВАК 03.00.16

Диссертация

Эколого-токсикологическая оценка влияния сточных вод целлюлозно-бумажного производства на водные организмы - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы