Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение влияния сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной промышленности на рыбное население и потенциально кормовые организмы

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "Изучение влияния сточных вод предприятий целлюлозно-бумажной промышленности на рыбное население и потенциально кормовые организмы"

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ,- ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИШТСШ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ На прааах рукописи

ПШН АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАЛДРОВИЧ

УДК 628.3:676.2:591.524.1

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СТОЧНЫХ ВОД ПРЕДПРИЯТИЙ ЦЕЖЮЛОЗНО-ВУМАКНОЙ ПРШШЩЕННОСТИ НА РШНОЕ НАСЕЛЕНИЕ И ПОТЕНЦИАЛЬНО КОМОВЫЕ ОРГАВДЯШ

03.00.18 - гидробиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Иркутск - 1952

Работа выполнена в Институте экологической токсикологии Министерства экологии и природопользования РФ

Научные руководители - доктор биологических наук, профессор

О.М.Кожова

- кандидат биологических наук, с.н.с. А.Б.Ошаров

Официальные оппоненты - доктор медицинских наук, профессор

М.Ф.Савченков

- кандидат биологических наук, с.н.с. Э.А.Ербаева

Ведущее учреждение - Ярославский государственный университет

Защита диссертации состоится " 5 " цкэыЯ_ 1992 г.

в » У У "часов на заседании специализированного совета К 063.32.03 при Иркутском государственном университете по адресу: 664003 г.Иркутск, ул.Сухэ-Батора, 5, биолого-почвенный факультет Иркутского гооукиверситета

Автореферат разослан " 3$ " СОсс-/* 1992 I1.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского госуниверситета

Ученый секретарь специализированного

совета, кандидат биологических наук /^ц.^ Е.С.Купчинокая

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Интенсивное осьоение и эксплуатация природных комплексов Сибири и Дальнего Востока вызывает все усиливающийся пресс на водные экосистемы. В связи с этим важную роль име-от оценка и прогноз состояния биоценозов таких крупных водках артерий как Амур и Ангара, причем с учетом тех или иных источников загрязнения.

Известно, что качество воды в значительной мера определяется состоянием биоценозов. Натурные исследования на водоемах позволяют гидробиологическими методами оценивать воздействие загрязнения и прогнозировать в определенной мере его_последствия.

Оценка качества сточных вод (СР) по действию их в экспериментальных условиях на биологические объекты позволяет подходить к определению их влияния на экосистемы. Состояние организмов при проведении биоконтроля с использованием в качестве тест-объектов гидробионтов широкого трофического уровня, включая и рыб, может служить интегральным показателем качества СВ. В первую очередь, это касается сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности (ЦЕП), характеризующихся сложным составом (Груико, Кокова,-1978). Возникающие в последнее время проблемы регионального подхода', к оценке влияния промышленных сбросов (Красовский и др., 1982) требупт своего решения. Необходимо учитывать специфику водных экосистем различного типа при оценке степени воздействия СВ определенных предприятий.

Цель и задачи исследования. Основной целью работы являлось изучзние (определение) влияния оотщенинх сточных вод (ОСВ) предприятий ЦЕЛ, а именно Амурского цеялюлозно-картонного комбината (АЦНК) и Усть-Илимского лесопромышленного компледса (УИ ЛПК),на рыб V потенциально кордовые объекты, В задачи входило:.-

I. Изучить и проанализировать на ссноео собственник и литературных данных экологическую обстановку на рр. Амур и Ангара в аоне распространения ОСВ указанных выше предприятий. В этом плане особое внимание обратить на состояние рыбного населения.

Оценить особенности видового состава зоопланктона, зоо-бентоса и рыб, характерные для изученных рек на участках, примыкающих к выпускам ОСВ данных предприятий ЦЕП.

3. Выполнить эксперименты для установления витальных разбавлений ОСВ.

4. Провести эксперименты со специфическими загрязнителями с целью определения их роли в общей токсичности ОСВ,

5. Оценить региональные особенности влияния ОСВ предприятий ЦЕЛ на гидробионтов, включая и рыб.

6. Разработать методические рекомендации для проведения биотестирования, биоконтроля и оценки экологической ситуации для р.Ацур и р.Ангары.

Научная новизна. В сравнительно-экологическом аспекте впервые определены степень и характер влияния ОСВ предприятий ЦЕП Сибирского и Дальневосточного регионов (на примере Амурского ЦКК и Усть-йлииского ЛПК) на доминантные виды гидробионтов рек с учетом их зоогеографических различий. Оценена возможность регионального подхода к оценке влияния промсбросов ЦШ на гидробионтов. Проведена оценка степени токсичности СВ ЦЕП для гидробцонтоз-представителей разные трофических звеньев гидробиоценозов. Выявлены наименее устойчивые к воздействию СВ виды гидробион "юз. Рассмотрены причины и характер изменения экологической ситуации в водоемах под влиянием загрязнения. Разработаны методические рекомендации по проведению биоконтроля на предприятиях ЦШ Восточной Сибири и Дальнего Востока, а также по оценке экологическох'о состояния р.Амур и р.Ангары. Как в зоне распространения ОСВ Амуре-

кого и Усть-Илимсксго ЛПК, так и на фоновые участках исследованных рек, используя системный подход, впервые з совокупности изучен характер загрязнения и степень сапробности, видовой состав, особенности распределения и другие.'структурно-функциональные характеристики популяций гядробионтов (в первую очередь рыб).

Практическая ценность работы. Полученные экспериментальные данные по токсичности ОСВ рассмотренных предприятий ЦЕП использованы для оценки качества очищенных сточных вод, выявления приоритетных токсических компонентов СВ, определения эффективности работы очистных сооружений, а также при осуществлении постоянного биоконтроля, как нормируемого показателя токсичности СВ предприятий.

Результаты оценки экологической ситуации на рр.Амур и Ангара могут быть использованы при разработке комплексных схем охраны природа. Результаты натурных исследований, а также методы оценки загрязнения могут применяться для разработки методов и организации биомониторинга рек.

Результаты исследований использованы ПО "Амурскбумпром" и Амурским районным комитетом по экологии и природопользованию, что подтверждено актами о кнедренни.

Апробация работы. Материалы исследования были доложены на Всесоюзной нгучной конференции "Проблемы экологии Прибайкалья" (Иркутск, 1982); I и II научно-проиеводственной конференции "Проблемы охраны природы" (Байкальск, 1983, 1984); 1У областной научно-практической конференции молодых, ученых и специалистов "Рациональное использование п охрана природн от загрязнения" (Ярославль, 1986); Ш и 1У конференции молодых учены:: (Иркутск, 1985, 1986); конференции "Проблемы экологической "химии и токсикологии в охране природы" (Байкальск, 1990).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ (II из них в.соавторстве). •

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 170 страницах и состоит из введения, 6 глав, -заключения,--выводов, включает Бб таблиц, 4 рисунка. Библиографический указатель состоит из 188 работ, из них 95 отечественных и 93 иностранных.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАБОТЫ

I. Краткая характеристика изучаемых водоемов-приемников сточных вод

При оценке действия СВ необходимо учитывать экологические условия водоема, что особенно важно при региональном подходе к определению степени воздействия поступающих веществ в природные воды. Состав водной среды может существенно влиять на чувствительность организмов к веществам , вносимым с СВ. Эти обстоятельства вызывают необходимость при оценке действия СВ характеризовать гидрохимические, гидрологические и гидробиологические особенности водоемов-приемников.

Река Амур. Одна из самых крупных рек нашей страны и крупнейшая река Дальнего Востока, является важны!,I природным и народнохозяйственным объектом. От Хабаровска до устья протекает Нижний Амур. Река имеет шйрокую долину, течет по Нижнеамурской низменности. Р^сло делится на рукаьа, изобилует множеством озер. Воды р.Амур характеризуются довольно большим содержанием органических веществ и сравнительно высоким содержанием специфических веществ: фенола, метанола, лигнина. Повышенное содержание взвешенных (до 196 мг/л) веществ наблюдается на всем протяжении р„Амур и его притоков Шагадаев, 1979).

Амурский ЦКК расположен на левом берету участка Нижнего Анурл у г.Амурска на расстоянии 610 км до устья-при расчленении

протоки Старый Амур на две крупные протони (пр.) Галбон и Сан-динскую, которые впадают в Основной Амутз. Протяженность пр.Галбон 13 км, средняя ширина 500 м, глубина 5-6 м. Протеки имеют большое количество отмелей и значительную сеть заливов с озерами.

Гидрологические и гидрохимические условия реки благоприятны для приема СБ комбината - быстрое течение способствует рассеиванию и разбавлению СВ. Легко перемещаючдаеся грунты препятствуют образованию устойчивой зоны загрязнения на дне реки. Интенсивное течение,, большой водообмен и развитие фитопланктона в летнее время способствует развитию процессов самоочищения и высокому содержанию кислорода.

Ихтиофауна Няжлего Амура на участке Хабаровск-Комсомольск представлена 64 видами из 17 семейств (Никольский, 1956).

Река Ангара, являющаяся приемником сточных вод УИ ЛПК, крупная водная артерия Сибири, на большей части протяжения прэз-рядена в каскад водохранилищ. На ней расположены крупные промышленные центры гг. Иркутск, Ангарск, Братск, Усть-Илимск и другие. Нииняя Ангара - от устья р.Илим до слияния с водами ■ Енисея (Кожова, 1975). Ангара на значительном расстоянии сохраняет черты байкальской воды. Большую роль в формировании гидрохимического регкима этого ууастт играют ОСВ ЛПК и качество воды, поступающей из Усть-Илимсього водохранилища. Усть-Илимск нахо-

I

дится п непосредственной близи и ниже плотины Усть-Илшского водохранилища. УИ ЛПК расположен на правом берегу Ангары.

Русло Ангары на участке г.Усть-Илимск. - пос.Едарма сильно разветвлено песчаными островами, имеются многочисленные перекаты, шиверы и пороги. Рассматриваемые предприятия ЦШ сбрасывают

ОСВ в водоемы с разным качеством природных вод, разным гидроло-

_ »

гическим режимом, составом водных сообществ: УИ ЛПК - в Ангару ниже плотины ГЭС, на участхе, ясторн1 в свою очередь будет

частью Богучанского водохранилища, АЦКК - в протоки р.Амур.

2. Характеристика сточных вод Амурского ЦКК и Уеть-Илимского ЛПК

Амурский ЦКК. СВ отдельных производств подаются на станцию биологической очистки, куда поступают также хозбытОЕые воды города, СВ лесодеревообрабатывающего комбината, машиностроительного завода. Сброс ОСВ в реку осуществляется в период с I'мая по I ноября, а в период ледостава он прекращается и они направляются в пруды-накопители. С мая по ноябрь в рассеив&ючий коллектор одновременно поступают СВ непосредственно из действующего производства и из прудов-накопителей. Выпуск ОСВ производится почти в середине пр.Старый Амур. Объем сбрасываемых ОСВ по регламенту - 248,8 тыс. мэ/сут. Судя по электропроводности, СВ в створе 500 м разбавляются в 100-200 раз при Степени перемешивания по сечению створа более 90

Усть-Илимский ЛПК. СВ поступают в Ангару в 10 км ниже Усть-Илимской ГЭС, сбрасываются круглый год. При низком уровне воды видны водовороты на месте поступления СВ. Объем сбрасываемых СВ 170 тыс. м3/сут. По проекту, в контрольном створе разбавление ОСВ достигает 46 раз.

ОСВ как АЦКК, так. и УИ ЛПК, характеризуются нестабильнсс»ыа состава, причем в отдельные периоды наблюдается значительное превышение нормативных показателей. Нарушения характеристик СВ обусловлены изменением ритмичности работы предприятий, а вследствие этого эффективности работы ОС. Оба предприятия - крупные предприятия ЦШ с большим объемом сбрасываемых СВ. Их очистные сооружения представляют комплекс, состолциЛ из механической и биологической очистки. Сба предприятия илеот сульфат-целлюлозный способ производства, но АЩК в дополнении имеет и сульфитный

способ производства целлюлозы.

Э. Методы гидробиологических и экспериментальных исследований

Рыб з Нижнем Амуре отлавливали на участке протяженностью 65 юл в районе г.Амурска, в Ангаре - на участке протяженностью около 100 км неводом и сетями. Сбор и обработку материала проводили по общепринятым методикам. Применен также метод морфофи-зиологических индикаторов. Классификация амурских рыб представлена по Никольскому Г.Б. (1956), ангарских по Мамонтову А.М, (1977). Для анализа микроэлементов взяты интегрированные пробы (6-10 экз.). Мышцы сазана и толстолоба срезали со. спинной части туловища и высушивали до постоянного веса. Определение микроэлементов выполнено методом атомно-абсорбционного анализа с мокрым оэолением (г.Сбнчнск) и нейтронно-активационнум (г.Алма-Ата). Анализ содержания ртути, кадмия, мышьяка в воде, денных отложениях, биообъектах выполнен к.х.н. Е.И.Грошевой методом изотопного разбавления.

При изучении зоопланктона использован отстойный метод. Сборы зообентоса производились на р.Амур с помощью Скребка и дночерпателя Петерона. Зоопланктон определен А.М.Шалуновой, зообентос Е.А.Макарченко, ко гор/.тм автор выражает свои искреннюю признательность. При оценке санитарного состояния использовался метод Пвнтле и Буйка (19ЬС) и метод Балушкиной Е.В. (1975). Использованы также результате исследований Петрозаводского госуниверситета (О'-чет 797'?) '1 другие литературные сведения.

Экспершентальнио кссдодо)::;шл проводили по общепринятым в водной токсикологи« метод;'чр::1л:м рекомендациям (Лесников, 1973, 1979; Строганов, '.*, б) с некоторыми модифика*-циямг для конгрсп!'.?-: ¿ч: у •■ оргчн:<п?.:.?з. Про.-сдт.гтолыюеть

экспериментов от 4 до 30 суток. Изучали влияние неразбавленных ОСВ и их разбавлений в 2 и более раз, некоторых специфических компонентов (фенол, метанол» талловое масло, скипидар) на рыб и беспозвоночных. Проведены модельные эксперименты на гидро-бионтах с добавлением фенола и метанола к ОСВ. Токсический эффект в основном оценивали по выживаемости (в %) и поведению животных. Экспериментальные данные подвергали статистической обработке.

4. Состояние рыбного населения и кормовой базы в районе распространения сточных вод сравниваемых предприятий ЦШ

р.Амур. На изучаемой акватории р.Амур протяженностью 65 хм обитает 41 вид рыб, относящихся к 14 семействам. Ихтиофауна характеризуется высоким видовым и таксономическим разнообразием. Отмечено сходство по видовому составу рыб фонового участка реки (37 видов из 12 семейств) и участка ниже сброса очищенных сточных вод (СОСБ) АЦКК (36 видов кэ 12 семейств). Доминирующие виды - карась, сазан, чебак, косатка, пескарь, востробрюшка. В зоне реки нике СОСВ отмечено присутствие высокочувствительных к загрязнению видов рыб - осетра, качуги, пескаря и др. Постоянное присутствие в этой зоне молоди и половозрелых особей ряда видов рыб указыза-ет на тот факт, что рыбы не избегают ОСВ АЦКК. ОСВ не оказывают влияние на головой, возрастной состав и биологические показатели, интерьерные признаки массовых видов амурских рыб (карась, сазан, толстолоб),

Количество сапрофитных микроорганизмов (СМ) на изучаемом участке реки по сезонам и годам рг:?литзеася з отдельные периоды больше, чем разница мезду отдельными с-ганциями выше и нюхе сброса ОСВ. Количество Ш нюхе СОСБ увеличиьается на незначительные мк'.геики (2-Ю раз) и протяженность участка высоких величин Ш

ограничена 0,5-5 км. Выявлен эффект совместного влияния загрязнения города и ОСВ., Зарегистрирован 3Ï и и д коловраток, 10 видоэ кладоцер, 3 вида копегюд. Отмччеко сходство по количеству видов и видовому составу зоопланктона участкоп реки до и посла СОСВ. В отдельные периоды зарегистрировано свкяение численности и биомассы зоопланктона на участках 0,5-1 км выше сброса ОСВ из-за влияния города и 0,5-1 км ниже сброса ОСВ, связанное с ¡эффектом разбавления. Вода р.Амур на обследопанном участие реки по индикаторным группам зоопланктона (метод Пантле и Букка) охарактеризованы как чистке Солиг.асяпробаые) с наличием умеренно- и загрязненных участкоз ( vC'.S - мезссалробних) - в черте города и 0,5-1 км mise COQ Амурского ПКК. .

В бентосе наиболее представительны хировсмиды и олигохеты. Отмечено, что на состояние допкых сообществ оказывает воздействие город и ССВ АЦКК, вызывающее ухудшение состояния донных сообществ на разрезах С,Ь-1 тал выае города и 0,5-1. m никэ сброса ОСВ, а я отдельные периоды (ишь 1991 г.) проявлявшееся в 5 кч ниже СССВ, Сценка качества веды методом Балушкиной Е.В. С1976 } по соотношению численности подсемейств хирономид позволила о:саг ракторизозать все ксследовакьые участки реки как "умеренно-загрязненные" .

Статистическая обработка (трехфакторцрй дисперсионный анализ) на персональном компьютере гидрохимических данных за период 1937-1990 гг. показала, что изменений большинства показателей и гидрологически.: параметров воды в районе г,Амурска не связано с влиянием ОСВ АЦКК. Большинство из исследованных показателей значительно изменялось по сезонам. Отмечено влияние ОСВ Л1ДКК на количество метанола у .тигнмна, а з отдельные периоды - на концентрацию б воде мед;', цинка я хремз.

Ва основании анализа результатов натурных исследований (1089-1991 гг.) сделан вывод с комплексном воздействии загрязнений города и ОСВ АЦКК. Это влияние локально и проявляется в отдельные периоды по отдельным показателям на раэнсы удалении от города и выпуска 0С8. В основном оно ограничено пространством от 500 к до нескольких километров. Зачастую, разница в гидрохимических и биологических показателях по сезонам и годам больше, чем разница в них ыежду станциями на разном удалении от выпуска ОСВ.

р.Ангара. В зоне распространения ОСВ УИ ЛПК обнаружен 21 вид рыб из 10 семейств. Отмечено сходство по видовому составу контрольного участка реки (20 видов из 10 семейств) и зоны вблизи СОСВ (18 видое из 9 семейств). Доминантными видами являются - хариус, елец, плотва, гсльян. Обнаружено сходство массовых видов рыб (хариус, елец, плотва) контрольной станции и зоны вблизи СОСВ по биологическим показателям, половому к возрастному составу, интерьерным признакам.

После перекрытия Ангары плотиной Богучанской ГЭС под воздействием новых условий произойдет процесс перестройки и формирования ихтиофауны водохранилища. Без соответствующих акклиматизационных работ водохранилище превратится в плотвично-окуневый водоем.

СВ УИ Ш1К окаеывию'с влияние на содержание взвешенных веществ и значения наблюдается тенденция повышения концентраций сульфатов к хлоридов по сравнений с фоновым содержанием, ОСЕ ЛПК - основные поставщики финальных веществ, скипидара, тал-дозего масла, С9роорт:ических соединений (Жук и др., 1990). По уровню загрязненности легкоокиелкемши орх апкчсскиж веществами (ЕЕК^) воды на участке Ангары до 30 км ниже СОСВ относятся к

классу "умеренкс-загрязненных", выше СОСВ и в 40 км ниг.е сброса к классу "чистые", в 100 ''очень чистчх" (Евстифейкин, 1987).

Экспресс-методом аэросъемки в 1985 г. было установлено, что количество йены, поступающей в Ангару с ОСЕ на 30 км но судовому ходу от Уй ГЭС значительно уменьшается. Протяженность зоны повышенной концентрации сапрофитной микрофлоры непостоянна. Зависит от условий смешивания сточных и речных: вод и достигает 10-30 км от обрсеа (Кокова, Еаранксва, 1990).

В этой же зоне (до 40 км от СССВ) отмечены специфические виды коловраток (группа Bd.olloi.da ) - индикаторов загрязнения (Отчет 1387). Таким образом, по гидрохимическим и гидробиологическим показателям зона явного влияния ОСВ ЛПК, по-видимому , ограничивается 40 км> В этих условиях нами не обнаружено обеднения видового состава и уменьшения т£ксономичэекогс разнообразия, отличий в полозом и возрастном состовек в биологических показателях рыб, отловленных в зоне распространения ОСВ,по сравнению с рыбами фонового участка рекп.

Благоприятным фактором рассеяния ОСВ является высокая скорость рзки, препятствующая образованию устойчивой загрязненной зоны донных грунтов. Положительным Лэкторсм для существования ангарских рыб является развитая ксрмосач база, наличие крупных и менких притоков, служащих местами нереста и нзгула рыб.

Представлен прогноз переформирования рыбного населения и кормовой базы Нижней Ангчры в связи с езодом ВогучанскоЙ ГБС.

5. Современные представления о влиянии сточных вод ЦШ на рыб

Производство целлюлозы связано с потреблением большого количества воды у, значительными объемами сбрасываемых СВ. Влияние СЗ определяется присутствием в них: взвешенных и микераль-

них растворимых веществ, производных лигнина, легкоокисляемых • и трудноокислкемых. органических веществ, жирорастворимы:', и дур-копахнущих веществ; приоритетными токсикантами являются жирорастворимые вещества - смоляные кислот, хлорфенояы"(Грачев, Попова, .1967), дурнопахнудяе производный серы (м еш'меркаптан и др.), которые не полностью удаляются очистными сооружениями (Вейм, Ощ&ров, 1964), Из тяжелых металлов как загрязнитель в мировой литературе упоминается ртуть. Б зоне распространения СБ предприятий 1{ЕП ь некоторых случаях наблюдается специфический или неприятный привкус рыбы, изменения в состоянии внутренних органов к т.д.; в отдельных случаях отмечается уменьшение численности рыб, сокращение видового состава, снижение бентической продукция.

б. Степень токсичности очищенных оточньк вод Амурского ЦКК и Усть-Илимского ЯШ и их компонентов для гидробионтов

6,1. Оценка степени токсичности очищенных сточных зод

Амурский ШК. В большинстве остры;: опытов разбавление ОСБ в 10-20 раз снимало токсичность для планктонных организмов; в под-остры.; и хронических опытах витальной средой в 75 % являлось 20-40 кратное разбавление. Отмечена разная токсичность ОСВ в разные годы: с 1Э59 г. ОСВ были менее токсичными (для дафний), чем в 1990-1991 гг. Планктонные организмы по мере снижения устойчивости располагаются в следующий ряд: остракоды> циклопы> > дафнии ЕЛопз±зр1т> дафнии в.ри1ех. Местные популяции дафний (1).1оод1ар1па , П.риХез.: ), циклопов, которые хорошо культивировались в лабораторных условиях, целесообразно применять для оценки качества СБ. В Амурском регионе не рекомендуется применять

для биотесгирсвзкия стандартный тест-объект Q.vr.asna из-за плохой адаптации к амурской веде з лабораторных условиях.

Результаты с 20 в идами беытоокых организмов (моллюсками, гаммарядами и др.) были следуюдкки. Токсический з1йект отсутствует в остры-; опытах и на 4 сутки поцострых « хронически"/, опытов с неразбавленными ОСВ в 12 fi опытов и с разбавлением з 5-10 раз в 53 '"> опытов. Не отмечено влияния неразбавленных 03 на выживаемость организмов зосбеитоса в 35 подостри.-: и хронических опытов. Разбавленные в £-10 раз ОСВ служили витальной средой в 55 fj опытов. Большинство исследованных бектоскьтх организмов (водяные клопы, личинки стрекоз и др.) проявили высокую устойчивость к воздействию ОСВ АЦКК.

По мере уменьшения устойчивости, судя по данным IP82 г., гидробиенты располагаются з следуший ряд: личлнки стрекоз Cordulia sp.> моллюски Bithynia striata, Melania anrurenaia > моллюски Eadix ovuta > гаммариды, моллюски Vivipbrus amurenai.s> речная креветка, a I9S9-I9SI гг. в ряд: водяные клопы (ранатра и гладыш)> личинки комаров-звонцов > моллюски луканки* личинки стрекоз > моллюски Melania amurenai'a, Limnaea ер. . Реакция на токсичность ОСВ в разные годы у бентосных организмов менее выражена, чем у планктонных организмов.

Неразбавленные ОСВ в большинстве подострых и хронических экспериментов оказывают токсичное действие на асе исследованные виды рыб. В 26 % опытов неразбавленные ОСВ являлись витальной средой в течение 9-30 суток для устойчивых видов (карась, ро-тан), а разбавленные в 2-5 р^з в 63 % опытов. Для всех видов рыб витальной средой являлось разбавление ОСВ з 10 раз. Ряд устойчивости ркб к воздействию ОСВ имеет следующий вид: ротан, карась> сазан, кеча > всетробрюшка > косатка-скрипун, чебак>

носатый пескарь, пескарь-губач.

Эксперименты в 1982 г. показали, что разбавление ОСЕ АЦКК в 10 раз резко снижает их токсичность. Среда с такой концентрацией СБ становилась витальной для моялвсков, некоторых планктонных организмов ( ВарЬп±а ар. ) и рыб, йо оставалась токсичной для ряда бьнтосных (гаммариды) и планктонных (водоросли, ПарЬгЛа ри1ех) организмов. При 20-кратном разбавлении 08В становились витальной средой для большинства исследованных организмов, но сохраняли хроническую токсичности для дафнии пулекс, речной креветки и водорослей (Ошаров, Гулин к др., 1983).

Экспериментальные данные показали, что ОСВ сульфат-сульфитного производства (1982 г.) более токсичны (например, для дафний), чем сульфитного (1972-1974 гг). В таблице I приведены обобщенные данные по витаяыгам разбавлениям ОСВ АЦКК для амурских гидробионтов.

Таблица I

Витальные разбавления ОСВ Амурского ЦКК для гидробионтов (1980, 1302-1983, 1989-1991 гг.)

Тест-объекты Год Витальная Критерий разбавления токсичности

I. о |и 3 4

Водоросли

Зоепейевюив аие.4г1саийа 1982 20х Подавление роста

Планктонные организмы Выживаемость

Дафнии в.1оп81вр±пя 1980 50х в острых опытах

Ю.ри1ех* 1982 Юх и на четвертые

Б.вр. — 5х сутки опыта

п.ри1озс* л 40х п хронич.опыте

Л.ри1ел* 1983 > Юх в острых опытах

П.ри1ох 1989 Юх в

Циклопы Асап«юсус1орз ер. 5х острых опытах

I г 3 4

Дафнии D.pulex 1990 гсх в острых опытах

Циклопы Acanthocyolops sp. 10х

Дафнии D.pulex 1991 > 40х

Бентпсные организмы Вывивэеыость

Моллюски Ыпшаеа Xagotis 1980 Юх в подострых

Planorbis sp. НОСВ опытах

-"- Melania amurensis 1982 Юх в хронических

Bithynia striata Юх опытах

-"- ViviparuB amurensis 20х в острых опытах

Radix ovata Юх

Гаыыарида НОСВ

Личинки стрекоз Cordulia sp. НОСВ

Креветка речная > чОх _ ¡г_

Гамыариды I9B3 > Юх

Ручейники 1983 Юх

МОЛЛЮСКИ Melania asmrensis,

Lianmea sp. 193? 5х в по ¡¡острых

Мод/гаски луазики Viriparus sp. _ и_ НОСВ опытах

Водяные хлопы _ п_ НОСВ

Личинки стрекозChalcolestes sp. _!1_ . Юх

Остракоды 1989 5х в острых опытах

Осгракодн 1990 НОСВ

Личинки коиаров-звонцов 1990 НОСВ в острых опытах

Рыбы Выживаемость

Даурский чебак 1930 5х в хронических

Карась НО»: В опытах

Карась, косатка-скрипун 1932 Юх в подостр.опытах

Колючий горчак, носатый пескарь Юх в хров.опыяах

Даурский чебак, сазан .1983 Юх в подострых

Не та 2-5х опыт.

Примечание: НОСВ -х t

неразбавленные ОСВ; крагносяь разбавления ОСВ; иесгнэя пипуляция дафкий

Наименее устойчивые гидробионты: дафнии, креветка, Зоепо-¿сятия ^лйг;>,аис1а. .Чувствительные организмы местной фауша могут использоваться для оценки качества СВ.

Учитывая реальное разбавление ОСВ в р.Амур в контрольном стэоря и экспериментальные данные, можно считать, что влияние ОСВ на биоценозы р.Амур нэ очень сильное. Однако, в случае недостаточной кондиционности СВ, влияние их может Осиливаться (и фиксироваться гидробиологическими методами) в маловодные периода (ишь).

Усть-Илкмсгшй _ЛПК. Данные яо витальным разбавлениям ОСВ УМ ЛПК представлены в таблице 2. Установлено { что токсичность ОСВ сильно варьирует как в течение месяца и года (сравнение по месяцам), так и отличается в разные годы. В целом, ОСВ и их разбавления были менее токсичными в 19У4 г., чем в 1985-1986 гг. На основании результатов опытов (1966 г.) исследованные виды гидробиснтов до степени снижения устойчивости расположены в следующий рад! гаммариды РиНшпо^пгшагир уэггисовив > гам-

«ариды 5ие11по1йеБ 1а8с1а-сиЕ

гсльян. Таблица 2

Витальные разбавления ОСВ Усть-Илимского ЛПК для гидробиснтов

Тест-объекты Год, месяц Витальная Критерий степень токсичности разбавления

I 2 3 4

Планктонные организмы Дафнии О.таЕэа

Беатосные организма Гаммариды Ся.Гасс1аии5

1984 (1Х-Х1) 1987 (1-1У, У1-Х)

1986 (Л) 1906 (Л1>

5х 20х

> 40х 20х

Выживаемость в острых опытах

Выживаемость в лодостр„опыт.

>

I 2 3 4

Гаммариды Б.verrueobus 1986 СУП 5х Выживаемость в

1986 СУП) 10х г.одостр. опытах

Рыбы

Елец ✓ . 1984 (IX) НОСВ Выживаемость в

1985 (УП) 10х острых опытах

1985 (УШ) 20х Выживаемость в

_«_ 1986 СИ) 10х подостр.опытах

Гольян 1986 СУ1) > 40х п ^

1986 (УП) 40х

Выявлены симптомы отравления исследованных гидробионтов ОСВ УИ ЛПК: дафний - возбужденное состояние, нарушение координации движений, асинхронность работы антенны, приводящая к "вертячке", смерть; гаммарид - повышение двигательной активности, затем эпизодическое перемещение близ дна сосуда, обездвиживание, замедление дыхательных движений, смерть; рыб - повышение двигательной активности, боковое положение, переворачивание на спину, судороги. Отмечено сходство в проявлении у дафний и рыб симптомов отравления ОСВ АЦКН и УИ ЛПК.

Степень токсичности СВ одного комбината в разное время различается больше, чем действие ОСВ разных 5соибинатов» Поэтому определяющим является не региональная чувствительность гидро-

г

бионтов, а ритм работы отдельных звеньев производства и очистных сооружений. Влияние рассматриваемых предприятий ЦШ на экосистемы определяется как качеством ОСВ, так и фоновым качеством . воды, составом гидробиоценозов и т.д. В этом плане важным преимуществом АЦКК является отсутствие сброса ОСВ в реху в зимний период.

6.2. Оценка степени токсичности компонентов сточных вод

Амурский ЦКК. Для большинства исследованных видов рыб витальными являлись концентрации фенола 5 и 10 мг/л. Выявленные нами симптомы отравления рыб фенолом в целом совпадают с симптомами, наблюдаемыми другими исследователями (Кашиилов, Флеров, 1979). По меро уменьшения устойчивости к фенолу исследоьанные виды амурских рыб расположены в следующий ряд: ротан, горчак > чебак, пескар»-губач, востробрюска > амурский носатый пескарь.

Токсичность опытной среды (IQ-кратное разбавление ОСВ) при добавлении фенола для дафний на увеличивалась в концентрации I мг/л, 5 мг/л и Ю мг/л; для рыб (чебак) - в концентрации 0,2 мг/л; I мг/л и 10 мг/л. Вывод: фенол не является лимитирующим фактором токсичности ОСВ АЦКК. Аналогичный вывод следует из опытов с метанолом и скипидаром.

Усть-Илимский ЛПК. Для ангарских гидро'бионтов (гольян, дра вида гамыарид) витальными концентрациями следует считать: фенол - 0,007 ыг/л; талловое масло -"0,248 мг/л; скипидар - 0,003 мг/л; соляровое масло - 0,05 мг/л. Эти витальные концентрации (за исключением скипидара) соответствуют 1Щ{, а фенола выше ПДК. Такие концентрации можно считать допустимыми в месте рассеяния ОСВ. Витальные концентрации скипидара и нефтепродуктов соответствуют проектным нормам после очистки ОСВ. Проектная норма таллового масла для гидробионтов Ангары является пограничной.

Симптомокомплекс отравления рыб скипидаром, фенолом гаммарид

%

и рыб схож с таковым для амурских рыб. Отмечена меньшая устойчивость рыб к воздействию изученных компонентов ÖCB УИ ЛПК по сравнению с гаммарчдями.

На основе обобщения и сравнения результатов опытов со специфическими компонентами установлено, что rpi; ?с: коппентрзцигх,

в которых содержатся эти компоненты в СВ приоритетными в определении токсичности ОСВ не являются; АЦКК - фенол, метанол, скипидар; УИ ЛПК - фенол, талловое масло, нефтепродукты.

ВЫВОДЫ

1. В двух регионах проведены сравнительные натурные и экспериментальные исследования влияния очищенных сточных вод (ОСВ) предприятий целлюлозно-бумажной промышленности (ЦЕП) на примере Амурского целлюлозно-картонного комбината (АЦКК) и Усть-Илимского лесопромышленного комплекса (УИ ЛПК) на рыб и потенциально кормовые объекты. Данные сопоставлены между собой. Экологическая обстановка на Амуре и Ангаре в районе исследования охарактеризована как сложная и меняющаяся под влиянием комплекса антропогенных факторов.

2. На исследованном участке р.Амур отмечен 41 вид рыб из 14 семейств, из них 37 видов из 12 семейств на фоновом участке и 36 видов из 12 семейств в зоне загрязнения. Не выявлено изменений в состоянии отдельных массовых видов рыб (карась, сазан) в зоне распространения ОСВ АЦКК.

На акватории р.Ангары в зоне распространения ОСВ УИ ЛПК обнаружен 21 вид рыб, относящихся к 10 семействам. Отмечено сходство по видовому составу рыб контрольного участка реки (20 видов из 10 семейств) и участка вблизи от сброса ОСВ (18 видов из 9 семейств). Обнаружено сходстео доминантных видов рыб (хариус, елец, плотва) контрольной станции и зоны вблизи СОСВ по биологическим показателям, половому и позрастному составу. С образованием Богучанского водохранилища произойдет переформирование гыСного населения и кормовой баз.'.:.

В естественных условиях не выявлен зМе^т избеган:«! рмбзди 003 рассматриваемых предприятия '-7П.

Натурными исследованиями выявлено", что зона влияния ОСВ УИ ЛПК простирается до 30-40 км ниже выпуска ОСВ. Зона влияния ОСВ АЩК локальна (обычно 0,5-5 км ниже сброса ОСВ) й максимально ограничена пр.Галбон протяженностью 13 км.

3. На основании метода оценки качества воды Пантле и Букка в модификации Сладечека воды р.Амур на обследованном участке охарактеризованы как чистые (олигосэпробные) с наличием умеренно-и загрязненных участков С оС- мезосапробных) обычно в черте города и 0,5-1 км ниже сброса ОСВ АЩК. Согласно оценке зообон-тоса (метод Бэлушкиной Е.В.), все Ъбследованные участки р.Амур отнесены к умеренно-загрязненным.

4. При оценке экологической ситуации на р.Амур в районе г.Амурска рекомендовано учитывать совокупное влияние ОСВ АЦКК и загрязнений с территории города, е. Ангары в районе г.Усть-Илимс-ка комплекс факторов: влияние ОСВ УИ ЛПК и загрязнений с территорий города, роль Усть-Илимского водохранилища и попусков воды через ГЭС, изменение ситуации с вводом Богучанской ГЭС и образованием водохранилища.

5. Для большинства исследованных гидробионтов ОСВ АЦЕЭС витальны при разбавлении в 10-20 раз, а для менее устойчивые гидробионтов в 20-40 раз. Витальные разбавления ОСВ для гидробионтов, использованных в экспериментах с ОСВ УИ ЛПК, - 10-40-кратные и выше. Различия в степени токсичности' ОСВ двух предприятий не существенны, так как степень токсичности одного комбината в разное время различается больше, чем действие ОСВ разных комбинатов. У рыб и беспозвоночных отмечено сходство в проявлении симптомокомплекса отравления ОСВ сравниваемых предприятий (АЩК и УИ ЛПК).

6. Экспopiniснта со спецзфпесюсш» вгспоиснгк::! ОСВ ЦЕП (метанол, скипидар, галловое пасло, фенол) показали, что при сок концентрациях» в вогорых содеряа?ся эти компоненты в сгосшх ар-дах» они не язляютс/кприоритетнши в опрздолешга токсичное?!» ОСВ,

7. Определена,.зоксикорвзисгекткость аборигенных видов гцд-робионтов и составлен ряд устойчивости тест-организмов к действию ОСВ и их специфических компонентов,

8. Для биотестирования н биоконтроля ОСВ предприятий, расположенных на р.Алгаре, рекомендованы елец, гольян, гаммарнды

( Gaellnoidea fasclatua), а расположенных на Амура - смурский носатый пескарь, речная креветка, местные популяции дафний.

9. Выработанныа рекомендации внедрены на производственном . объединении "Амурскбушром", а такие Амурским городским комитетом по экологии и природопользовании при разработке комплексной схемы охраны природы Амурского района.

По теме диссертации опубликованы 17 работ, основные из них приводятся кипе:

1. Лулин A.A. Экспериментальное изучение влияния сточных вод Амурского ЦКК на некоторые вицы рыб Адура // Рациональное использование и охрана водоемов от загрязнения: Тез.докл. -Ярославль, 1984. - С, 12-13,

2. Гулин A.A. К ыорфофизиологической характеристике некоторых видов амурских рыб // Третья конф. молодых ученых: Тез, докл. - Иркутск, 1985. - С, 59.

3. Гулин A.A. К вопросу о состоянии ихтиофауны Низдсй Ангары в условиях антропогенного воздействия // Рациональное использование и охрана природы от загрязнения: Тез.докл. - Ярославль, 1986. - С. 8-9.

4. Гули» A.A. Экспериментальное изучение влияния сточных вод Усть-Илимского ЛПК на некоторых гидробиоитов р.Ангары

// Четвертая конф. молодых ученых.: Тез.докл. - Иркутск, 1986.-С.47.

5. Гулин A.A. Видовой состав и состояние рыбного населения

Нижней Ангары в условиях антропогенного воздействия // Тез.

*

докл. Третьей Всесоюзн. конф. "Проблемы экологии Прибайкалья", 5-10 сект. 1988 г. - Иркутск, 1988. - С. 106.

6. Гулин A.A. Экспериментальное изучение влияния сточных вод Амурского ЦКК на некоторых гидробионтов // Проблемы экологической химии и токсикологии в охране природы: Тез.докл. - БаЙ-кальск, 1990. - С. 25-26.

7. Гулин А,А., Баранховг. H.A., Ыельчакова Н.П. Результаты исследования состо^и^н гидробионтов Нижнего Амура // Проблемы экологической химии к токсикологии е охране природы: Тез.докл. - Байкальск, 1990. - С. II8-II9,

8. Гулин A.A., Коростыле^ М.В., Хазов А.Р. Устойчивость некоторых видов рыб реки Амур в условиях фенольной интоксикации // Тез.докл. Всесоюзн. научн.конф. "Проблемы экология Прибайкалья", 19-22 окт. 1982. - Иркутск, 1982. - Вып.5. - С. 47-48.

9. ^лин A.A., Ошаров А.Б. Сценка состояния ихтиофауны в зоне распространения сточных вод Амурского ЦКК // Проблемы охраны природы: Тез. докл. - Байкальск, 1984. - С. 11-12.

10. Оиаров A.B., Гулин A.A., Зубарева Л.Д., Сахненко A.B., Иржак Н.Л., Мороиенко Г.Г. Влияние стопных вод сульфатно-сульфитного производства' на водные организмы Амура // Охрана природы от загрязнений промышленными выбросами предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. - Л., ВНПОбумпром, 1983. - С. 96-105.