Комплексная оценка качества сточных вод по показателям токсичности и химического состава в системе экологического мониторинга на примере предприятий машиностроительного комплекса

Лисовенко, Анна Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Комплексная оценка качества сточных вод по показателям токсичности и химического состава в системе экологического мониторинга на примере предприятий машиностроительного комплекса
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Комплексная оценка качества сточных вод по показателям токсичности и химического состава в системе экологического мониторинга на примере предприятий машиностроительного комплекса"

На правах рукописи

Лисовенко Анна Владимировна

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СТОЧНЫХ ВОД ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ТОКСИЧНОСТИ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА В СИСТЕМЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА НА ПРИМЕРЕ ПРЕДПРИЯТИЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА

Специальность 03.02.08 - экология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 8 АВГ 2011

Нижний Новгород - 2011

4852167

Работа выполнена на кафедре экологии государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Нижегородски» государственный университет им. Л.И. Лооачевского»

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор

Гелашвили Давид Бежанович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор

Постнов Иван Евстафьевич

кандидат биологических наук Томилина Ирина Ивановна

Ведущая организация: Инсппуг экологии Волжского бассейна РАН

Защита состоится 2011 года в ^Г часов на заседании диссертационного совета Д 212.166.12 при Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, пр. Гагарина, д.23, корп I биологический факультет '

е-хпаН: ecology@bio.unn.ru тел. (831)462-30-85

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного университета

им. Н. И.Лобачевского.

Автореферат разослан ^__И^г^гг^ 2011г

Ученый секретарь

диссертационного совета, ^

кандидат биологических наук Зазнобина Н.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важность разностороннего контроля и оценки качества промышленных сточных вод диктуется необходимостью установления их влияния на экосистемы водоемов. В большинстве случаев такой контроль проводится по перечням химических показателей сточных вод, определяемых исходя из технологических процессов, в результате которых образуются сточные воды (Жмур, 2003). Однако если возвратные воды имеют многокомпонентный состав, одного химического контроля недостаточно для оценки их опасности для биологических организмов. В этом случае возникает необходимость токсикологического контроля с целью оценки комбинированного действия загрязняющих веществ сточных вод на водные экосистемы (Крайнюкова, 1988; Жмур, 1997; Филенко, 2008; Hermers et al., 1984; Van Loon, Her-inens, 1995). Несмотря на то, что токсичность возвратных вод определяется их компонентным составом, выявление зависимостей между степенью токсичности сточных вод и концентрациями загрязняющих веществ в них представляется нетривиальной статистической задачей и представляет особую сложность для сточных вод многокомпонентного состава. Установление таких связей требует применения мощных инструментов многомерного статистического анализа, например, детерминационного. В свою очередь, полученные результаты имеют прогностическое значение, дают возможность разрабатывать рекомендации по нормированию сброса загрязняющих веществ и принимать управленческие решения, направленные на сокращение вредного антропогенного влияния на водные экосистемы.

Цель работы: разработка и верификация системы комплексной оценки качества сточных вод по показателям токсичности и химического состава с применением обобщенной функции желательности и методов математической статистки на примере предприятий машиностроительного комплекса.

Задачи исследования: 1. Разработать и обосновать алгоритм применения обобщенной функции желательности для сжатия информации в процедуре оценки качества сточных вод по их химическому составу.

2. Разработать и< обосновать алгоритм применения обобщенной функции желательности для сжатия информации в процедуре оценки качества сточных вод по их токсичности.

3. Верифицировать алгоритмы применения обобщенной функции желательности для оценки качества сточных вод по их химическому составу и токсичности на-примере предприятий машиностроительного комплекса. ~ -

4. Методами корреляционного и регрессионного анализа выявить приоритетные загрязняющие вещества сточных вод-и установить зависимость параметров их токсичности от химического состава.

5. Дать прогноз токсичности сточных вод по содержанию в них загрязняющих веществ методом дискриминантного анализа с пошаговой редукцией переменных.

6. Обосновать токсикологически допустимые уровни содержания загрязняющих веществ в сточных водах методом детерминационно-го анализа.

Научная новизна работы. Впервые для целей экодиагности-ки сточных вод разработаны и обоснованы алгоритмы применения обобщенной функции желательности для расчета интегральных показателей качества сточных вод по их химическому составу и токсичности, позволяющие сжимать информацию и оперировать с большими массивами данных. Показана возможность прогнозирования токсичности сточных вод по содержанию в них загрязняющих веществ с помощью методов многомерного статистического анализа. Впервые предложены и определены токсикологически допустимые уровни содержания загрязняющих веществ в сточных водах методом детерминационного анализа.

На защиту выносятся следующие положения. .

1. Алгоритмы расчета показателей комплексной оценки химической опасности и токсичности сточных вод, представляющие собой адаптацию обобщенной функции желательности для целей сжатия информации в процедуре экодиагностики сточных вод, которые удовлетворяют требованиям адекватности, массовости, результативности и детерминированности.

2. Процедура ранжирования выпусков сточных вод по показателям комплексной оценки на основе обобщенной функции желательности, позволяющая в едином масштабе получать сопоставимые оценки качества сточных вод во временной и пространствен-

ной динамике, и оптимизировать природоохранные мероприятия.

3. Процедура прогнозирования токсичности сточных вод на основе показателя токсикологически допустимого уровня содержания загрязняющих веществ.

Практическая значимость работы. Разработанные методы интегральной оценки качества сточных вод были применены при проведении экологического мониторинга на предприятиях машиностроительного комплекса г. Саров (РФЯЦ-ВКИИЭФ и ЭМЗ «Авангард»). Выявлены приоритетные загрязняющие вещества, проведено ранжирование выпусков по качеству отводимых вод, оценена динамика качества сточных вод, сбрасываемых из выпусков предприятия. Установлена взаимосвязь токсичности вод и их компонентного состава, и даны рекомендации по нормированию содержания загрязняющих веществ в сточных водах с учетом их токсикологической значимости. Материалы диссертации используются в учебном процессе в Нижегородском государственном университете им Н.И. Лобачевского (Национальном исследовательском университете).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и списка литературы. Основной текст изложен на 136 страницах, включая 19 таблиц, 12 рисунков. Список литературы включает 206 наименований, в т.ч. 37 иностранных.

Личный вклад автора. Автор принимала непосредственное участие в разработке алгоритмов расчета показателей комплексной оценки химической опасности и токсичности сточных вод. Осуществляла пробоотбор, биотестирование сточных вод, статистический анализ и обработку всей совокупности экспериментальных данных.

Апробация работы и публикации. Результаты работы доложены на научно-практических конференциях и семинарах: «Экологическая и промышленная безопасность» (III и VII сессии молодежной школы-семинара, Саров, 2003 и 2008); «Высокоинтенсивные физические факторы в медицине, биологии, сельском хозяйстве и экологии» (Международный семинар, Саров, 2004); «Современные проблемы водной токсикологии» (Международная конференция, Борок, 2005); XI и XIII Нижегородских сессиях молодых ученых. Технические науки (Татинец, 2006 и 2008); «Новые технологии водного транспорта» (Всероссийская молодежная на-

учно-техническая конференция, Н.Новгород, 2007); III Всероссийской конференции по водной токсикологии, посвященной памяти Б.А Флерова «Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы», конференции по гидроэкологии «Критерии оценки качества вод и методы нормирования антропогенных нагрузок» (Борок, 2008). По материалам диссертации опубликовано 12 научных работ, из них 2 - в журналах, рекомендованных ВАК.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. Обзор литературы. Современные представления о сточных водах как экологическом факторе негативного антропогенного воздействия на окружающую среду

В главе дан критический анализ данных литературы, посвященных рассмотрению воды как природного ресурса. Анализируется антропогенное загрязнение гидросферы, в частности, виды негативного антропогенного воздействия на водоемы: загрязнение водных объектов сточными водами, отводимыми из точечных и рассредоточенных источников, а также вторичное загрязнение водоемов. Приведены характеристики состава и свойств сточных вод на предприятии, обсуждаются вопросы нормирования качества природных и сточных вод. Описаны принципы и процедуры контроля качества сточных вод: гидрохимический анализ и биологические методы исследования вод, в частности, биотестирование как один из основных элементов экологического контроля. Приводится теоретическое обоснование метода применения функции желательности, описываются некоторые аспекты использования детер-минэционного анализа в экологических исследованиях.

Глава 2. Материал и методы исследований 2.1. Материалы исследований

В течение 2003-2008 гг. проведен мониторинг сточных вод Российского Федерального Ядерного Центра - Всероссийского НИИ Экспериментальной Физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ) и входящего в его структуру ЭМЗ «Авангард». Ежемесячно обследовались 12 выпусков сточных вод по 20 показателям химического состава и токсичности на 2 тест-объектах.

Общий годовой объем сброса сточных вод предприятий -2530,1 тыс. м3. Из них 2439,3 тыс. м3 сбрасываются без очистки (96,4% от общего количества), остальные - недостаточно очищен-

ными. Сброс загрязняющих веществ со сточными водами осуществляется на основании нормативов допустимого сброса (НДС). Для каждого выпуска разработан свой перечень контролируемых показателей загрязняющих веществ, поступающих со сточными водами в природные водные объекты, и утвержден в соответствующем порядке. Перечень нормируемых показателей определяли на основании:

- анализа используемых технологических процессов, в результате которых образуются сточные воды;

- рассмотрения инвентаризации водопотребляющего оборудования;

- оценки результатов аналитического контроля сточных вод выпусков за многолетний период наблюдений.

2.2. Методы биологического тестирования

Тест на инфузориях Paramecium caudatum Ehrenberg. Исследования токсичности сточных вод проводились с применением методики определения токсичности воды по хемотаксической реакции инфузорий (ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.2-98). В качестве тест-организма использовали инфузорию-туфельку Paramecium caudatum Ehrenberg. Измерения проводили при помощи прибора БИОТЕСТЕР-2. Индекс токсичности рассчитывали по формуле:

Т — Оср.контр. — Icp.onbn) I Icp.контр., (1)

где 1ср .контр, и 1ср.опыт средние показания прибора для контрольных и исследуемых проб соответственно.

Тест на ракообразных Ceriodaphnia affinis Lillijeborg. Для определения хронической и острой токсичности сточных вод применяли тесты по смертности и изменению плодовитости церио-дафний (ФР.1.39.2007.03221). В качестве тест - организма в этом методе применяли цериодафнию Ceriodaphnia affinis Lillijeborg (Crustacea, Cladocera).

Расчет безвредной кратности разбавления (БКР). На основании полученных экспериментальных данных в тесте на церио-дафниях устанавливали безвредную кратность разбавления (БКР) исследуемой воды, при которой острые реакции организмов в опыте не превышают таковые в контроле (для острой токсичности) и плодовитость организмов в опыте статистически значимо не отличается от плодовитости контрольной группы (для хронической токсичности).

БКР по тесту на инфузориях был рассчитан на основании следующих критериев.

1. В случае, когдазначение индекса токсичности Т, полученного в опыте, лежало в пределах от 0 до 0,4 (по методике - нетоксичная вода), БКР принималось равным 1, т.е. разведение пробы не требуется. ,

2. Если значение индекса токсичности,! находилось в диапазоне от 0,4 до 0,7 (по методике - мало токсичная вода), но в опыте не требовалось разбавление нативной пробы, то значение БКР рассчитывалось по уравнению: БКР = Т/0,4, т.е. какое требуется разведение нативной пробы, чтобы индекс токсичности Т.был равен 0,4 (максимальное значение Т для нетоксичной воды). ;

3. В случае, когда анализ выполнялся с- приготовлением разбавления, т.е. индекс Т для нативной пробы был больше 0,7, для расчета БКР; использован пробит-анализ, аналогично тому, как рассчитывается ' BKPhms для, теста на цериодафниях по ФР.1.39.2007.0322 ft Значения пробитов по пробивной сетке находили, подставляя значения «невыхода» инфузорий в пробы в процентах. Процент, «невыхода» инфузорий в исследуемую среду показывает долю организмов, которые «расценили» предлагаемую среду как токсичную и, избегая ее, остались в нижней части кюветы. Рассчитывался данный'показатель по формуле:

' _ : х = 100- 1ср.опыт*100%/ 1ср.Ко„тр. (2)

где ltj, к,„„р. и 1ср.,щь„ - средние показания прибора для контрольных и исследуемых- проб соответственно. Дальнейшие расчеты велись, как Предложено в-ФР. 1.39.2007;03221.

. В работе прията классификация сточных вод по.степени токсичности на 5 категорий: 1) нетоксичная (не требующая разбавления): 2) малотоксичная (требуемая кратность, разбавления 1,1-16 раз): 3) среднетоксичная (кратность'разбавлё'ния. 16,- 50 раз); 4) высокотоксичная (кратность разбавления 50 - 99 раз) й 5) гипертоксичная (требуемая кратность разбавления свыше 99 раз) (Инструкция-..;, 1998).

2.3. Статистические методы анализа

Статистическая- обработка, экспериментального материала проводилась с применением корреляционного, регрессионного и дискримйнантного анализов с помощью пакета STATISTICA 6 0 (StatSoft/Inc., 2001) и детерминационного анализа (пакет программ «ДА .система» (версия 4.0) фирмы «Контекст»), Для получения интегральных характеристик химического состава "и токсичности сточных вод применяли обобщенную функцию желательности. •

Глава 3. Алгоритмы применения функции желательности для комплексной оценки качества сточных вод

Комплексная оценка качества сточных вод предприятия предполагает разработку метода расчета интегральных показателей качества вод, которые могут стать эффективным инструментом для решения водоохранных задач. Нами для комплексной оценки качества сточных вод по их химическому составу и токсичности предложены алгоритмы, основанные на обобщенной функции желательности (ОФЖ).

3.1. Алгоритм применения функции желательности для оценки качества сточных вод по их химическому составу

Обобщенную функцию желательности мы предлагаем записать в следующем виде:

Д = |Пк"'У')= Р?* г°Л . (3)

где (¡1 - частная функция желательности; п - число показателей;

& = ; щ и /?, - весовые коэффициенты. Весовые коэффи-

циенты могут быть интерпретированы следующим образом: а,- -коэффициент, учитывающий класс опасности /-го загрязняющего вещества; Д, - коэффициент, учитывающий превышение среднего измеренного значения показателя над нормативом.

Напомним, что обобщенная функция желательности есть средняя геометрическая частных функций желательности (</,) и, если хотя бы одна из равна нулю, то и £>=0 . Такой случай возможен при использовании линейной нормировки по «минимаксу» для эмпирического ряда переменных с фиксированными значениями ХтШ и Хтак (Воробейчик и др., 1984). Чтобы избежать «зануле-няя» ОФЖ, нами был предложен для расчета частных функций желательности алгоритм, основанный на свертке функций (Гела-швили и др., 2009).

Для рассматриваемого случая (оценка качества сточных вод по химическому составу) расчет частной функции желательности предлагается производить по формуле:

<*, - \ХТ } ■ (4)

Х1 + Х норм

где х-, - среднее значение концентраций /-го загрязняющего вещества за исследуемый период; хнорм - концентрация вещества, по которой производится нормировка.

В качестве хиорм используется значение допустимой концентрации загрязняющего вещества, согласованной в томе НДС (до 2007г. - ПДС) для данного выпуска. В случае отсутствия норматива на содержание какого-либо из анализируемых компонентов в томе НДС, в Качестве хнорм предлагаем принимать значение предельно допустимой концентрации для водоемов рыбохозяйствен-ного значения :(ПДКрЬ!5Хоз) для данного вещества, т.к. ПДКрыбх03 являются наиболее жесткими из установленных ПДК. Нормировка на допустимое значение, т.е. на значение, являющееся государственно установленным нормативом, позволяет делать оценку вод разных выпусков, отличающихся по содержанию в них загрязняющих веществ, адекватной. Несмотря на то., что для каждого выпуска эти нормативы различны, они являются, по сути, «нормативной точкой отсчета» для каждого конкретного выпуска. НДС является согласованным нормативом, учитывающим специфику производства, от которого поступают сточные воды, и позволяет, таким образом, учесть нагрузку сточными водами на водный объект.

В случаях, когда концентрация вещества не превышает установленного норматива, значение частной функции желательности равняется единице, в случае превышения - снижается в соответствии со степенью превышения. Таким образом, рассчитанные значения функции желательности являются «экологически обоснованными», т.е. качество вод оценивается на основе его соответствия установленным требованиям по каждому компоненту.

Расчет ОФЖ производится по всем показателям (ингредиентам), характеризующим качество сточных вод, для которых предварительно были рассчитаны частные функции желательности. Введение в формулу (3) весового коэффициента а позволяет учитывать степень опасности загрязняющего вещества, сбрасываемого со сточными водами. Степень опасности вещества определяется его классом опасности, указанном в «Перечне...» (1999 г.). Коэффициент а является величиной, обратной значению класса опасности вещества (табл.1).

Для ряда показателей не установлены значения класса опасности, в частности, для взвешенных веществ, рН, БПК5, ХПК. Для них коэффициент а устанавливается следующим образом: в

случае, когда значение средней измеренной концентрации не превышает допустимого значения, принимается а=0,25. Если среднее измеренное значение превышает допустимое, принимается а=1.

Таблица 1

Значения коэффициента а для веществ 1-4 классов опасности

Класс опасности Весовой коэффициент, а

загрязняющего вещества

1 1

2 0,5

3 0,33

4 0,25

Введение коэффициента а в формулу (3) в качестве показателя степени частной функции желательности ^ изменяет его значение таким образом, что чем больше значение коэффициента а, тем меньше значение частной функции желательности, следовательно, тем менее желателен сброс данного загрязняющего вещества. Таким образом, чем ниже класс опасности вещества, тем меньше рассчитанное для него значение функции желательности, тем больший вклад оно вносит в снижение значения ОФЖ.

Введение в формулу (3) весового коэффициента /? позволяет учесть уровень превышения содержания данного компонента над допустимым значением. Весовой коэффициент /? представляет собой отношение средней измеренной концентрации вещества к допустимой:

р1~х/Хдоп ¡, (5)

где XI- среднее измеренное значение ьго показателя; Хдоп ¡. - допустимое значение ьго показателя. За Хдоп. принимается значение концентрации вещества, согласованное в томе НДС в качестве допустимой концентрации. Для веществ, не учтенных при согласовании НДС, за хдоп. принимается ПДКрыбхоз.

Таким образом, чем больше превышение содержания компонента над нормативом, тем больше значение коэффициента /?. Введение коэффициента р в формулу (3) в качестве показателя степени частной функции желательности с/, влияет на нее таким образом, что при его повышении, значение частной функции желатель-

ности снижается, и, следовательно, вносится больший вклад в снижение значения ОФЖ. Кроме того, наличие весового коэффициента р в формуле функции желательности делает картину более «выпуклой». Коэффициент р позволяет отразить в результатах расчета залповые сбросы веществ, поскольку резкое увеличение концентрации ингредиента провоцирует уменьшение значения функции желательности. Совместное присутствие в формуле (3) коэффициентов а и /? адекватно отражает наличие залповых сбросов особо опасных компонентов, например, катионов тяжелых металлов, при этом значение ОФЖ может упасть почти до нуля.

3.2 Алгоритм применения функции желательности для оценки токсичности сточных вод

Интегральную оценку токсических свойств сточных вод с помощью обобщенной функции желательности предлагается производить по формуле:

П = '¿г*1 , (6)

где с1, - частная функция желательности; и - число показателей;

= Е Г, ;

к = / / ; - весовой коэффициент, учитывающий катего-

(=1

рию токсичности сточных вод и позволяющий расширить динамический диапазон рассчитываемого показателя. Рассмотрим подробнее аргументацию предлагаемого алгоритма.

В этом случае расчет частной функции желательности также производится по формуле свертки функций с нормировкой на минимальное значение натурального показателя (т.к. желательно снижение значения БКР):

= (7)

I 2 2

Х- + X •

где XI - текущее значение БКР пробы вод; х^ - нормативное минимальное значение БКР.

Поскольку в соответствии с нормативными требованиями БКР^п = 1 (т.е. исследуемая сточная вода не требует разведения), то формула расчета частной функции желательности приобретает следующий вид:

а, = (8)

х; +1

Введение в формулу (6) весового коэффициента у. позволяет расширить динамический диапазон ОФЖ, что дает возможность сравнивать между собой интегральные показатели качества вод по химическому составу и токсичности в сопоставимом масштабе. Численные значения коэффициента у. соответствуют принятым категориям токсичности сточных вод (Инструкция..., 1998). По степени токсичности сточные воды классифицируются на 5 категорий - 1) нетоксичная (не требующая разбавления): 2) малотоксичная (требуемая кратность разбавления 1,1-16 раз): 3) средне-токсичная (кратность разбавления 16-50 раз); 4) высокотоксичная (кратность разбавления 50 - 99 раз) и 5) гипертоксичная (требуемая кратность разбавления свыше 99 раз). Значения весового коэффициента уп соответствующие указанным категориям токсичности, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Значения коэффициента у1 для сточных вод разных категорий токсичности

Категория токсичности Весовой

сточных вод коэффициент, у1

Нетоксичные 1

Малотоксичные 2

Среднетоксичные 3

Высокотоксичные 4

Гипертоксичные 5

Очевидно, что с ростом токсичности сточных вод, сопровождающейся увеличением значения весового коэффициента уп

величина соответствующей частной функции желательности будет уменьшаться, что приведет в итоге и к снижению величины ОФЖ. 3.3 Квалификационная оценка качества сточных вод Квалификационная оценка качества сточных вод, основанная на значениях ОФЖ, заданной на интервале. [0;1], может быть произведена по категориям качества, диапазоны которых, приве-

денные в табл. 3, выбраны с использованием функции желательности Харринггона (Адлер и др.,1976).

Таблица 3

Категории качества сточных вод по значениям ОФЖ

Качество сточных .вод Обобщенная функция желательности

Очень хорошее 1.00- 0.80

Хорошее 0.80-0.63

Удовлетворительное 0.63-0.37

Плохое 0.37-0.20

Очень плохое 0.20-0.00

Глава 4. Комплексная оценка качества сточных вод по

показателям химического Состава с применением функции желательности

Описанная в главе 3 процедура расчета функции желательности, была применена для комплексной оценки качества сточных вод, сбрасываемых из выпусков РФЯЦ - ВНИИЭФ и ЭМЗ «Авангард», по результатам химического анализа. Проведено сжатие большого массива информации о химическом составе сточных вод 12 выпусков предприятий по среднегодовым значениям 20 показателей за шестилетний период. Первоначальный объем данных по протоколам анализа составил более 17 тыс. результатов измерений. На основании рассчитанных частных функций желательности с весовыми коэффициентами были получены значения комплексных показателей качества (ОФЖ) для каждого выпуска РФЯЦ-ВНИИЭФ и ЭМЗ «Авангард» за весь период исследований. Рассмотрим полученные результаты на примере сточных вод РФЯЦ-ВНИИЭФ. Как следует из данных приведенных в табл. 4, качество сточных вод выпусков РФЯЦ-ВНИИЭФ, характеризуемых ОФЖ, различается по годам исследований. Наибольшие колебания наблюдаются для выпусков 3, 5 и 11, причем в 2008 г. имеет место тенденция к улучшению. Относительно стабильным низким качеством сточных вод характеризуются выпуски 2, 6,7 и 8, причем для вод выпуска 6 наблюдается тенденция к ухудшению. Полученные комплексные оценки качества сточных вод на основе ОФЖ позволили провести их ранжирование с целью установления наиболее неблагополучных выпусков, поиска причин сложившейся ситуации и разработки мероприятий, направленных на ее устранение. На

рис. 1 представлено распределение убывающих значений обобщенного показателя качества сточных вод (вектор-строка) для выпусков РФЯЦ-ВНИИЭФ по данным 2003-2008 гг. Не меняя вектор-строку, т.е., оставляя позицию, присвоенную выпуску в 2003 г., неизменной в последующие годы, можно получить наглядное отображение динамики качества сточных вод на предприятии за анализируемый период.

Рис. 1. Ранжирование выпусков РФЯЦ-ВНИИЭФ по обобщенному показателю качества сточных вод. 13

Таблица 4

Динамика комплексного показателя качества (ОФЖ) сточных вод по химическому составу для выпусков РФЯЦ-ВНИИЭФ в 2003-2008 гг.

Выпуски Период исследований

2003 2004 2005 2006 2007 2008

Значение ОФЖ Качество сточных вод Значение ОФЖ Качество сточных вод Значение ОФЖ Качество сточных вод Значение ОФЖ Качество сточных вод Значение ОФЖ Качество сточных вод Значение ОФЖ Качество сточных вод

2 ; 0,070 Очень плохое 0,118 Очень плохое 0,145 Очень плохое 0,156 Очень плохое 0,159 Очень плохое 0,087 Очень плохое

3 0,555 Удовлетворительное 0,753 Хорошее 0,617 Удовлетворительное 0,531 Удовлетворительное 0,455 Удовлетворительное 0,886 Очень хорошее

5 ■' 0,590 Удовлетворительное 0,439 Удовлетворительное 0,503 Удовлетворительное 0,492 Удовлетворительное 0,925 Очень хорошее 0,612 Удовлетворительное

6 0,258 Плохое 0,203 Плохое 0,128 Очень плохое 0,416 Удовлетворительное 0,218 Плохое 0,206 Плохое

7 0,013 Очень плохое 0,090 Очень плохое 0,096 Очень плохое 0,061 Очень плохое 0,042. Очень плохое 0,056 Очень плохое

8 0,029 Очень плохое 0,062 Очень плохое 0,051 Очень плохое 0,108 Очень плохое 0,149 Очень пло-. хое 0,014 Очень плохое

11 0,690 Хорошее 0,714 Хорошее 0,570 Удовлетворительное 0,701 Хорошее 0,673 о Хорошее 0,919 Очень хорошее

Таким образом, актуализированные данные химического мониторинга сточных вод, отводимых через выпуски РФЯЦ-ВНИИЭФ и ЭМЗ «Авангард» за 2003-2008 гг., послужили основой для расчетов частных функций желательности для отдельных химических показателей по каждому выпуск с учетом , класса опасности и превышения содержания над допустимым уровнем. Это дало возможность обосновать для каждого, выпуска приоритетные загрязняющие вещества, оказывающие наибольшее влияние на качество сточных вод. Ретроспективный анализ динамики качества сточных вод позволил определить как временные параметры изменения качества сточных вод, так и выявить причины йх обусловившие. Анализ этих причин, в свою "очередь, позволяет найти «узкие места» в технологических процессах и дает возможность ¡их устранения. Подчеркнем, что предложенная процедура ранжирования выпусков сточных вод по ОФЖ дает возможность в едином масштабе получать сопоставимые оценки качества сточных вод и оптимизировать водоохранные мероприятия.

Глава 5. Комплексная оценка качества сточных вод по показателям токсичности с применением функции желательности В ходе работы было проанализировано 443 пробы сточных вод на токсичность с Использованием инфузорий P.cw..;atum и 198 , проб е использованием цериодафний С. affinis в качестве тест-организмов. Полученные комплексные оценки качества сточных вод (ОФЖ) по токсичности для выпусков РФЯЩВНЙИЭФ (табл.5), позволили провести их ранжирование с целью установления наиболее неблагополучных выпусков, поискй причин сложившейся ситуации й разработки мероприятий, направленных на ее устранение. - , '' V

Совпадение квалификационных характеристик качества сточных вод разных выпусков,, полученных на основе биотестирования на инфузориях, и цериодафниях, наблюдалось лишь для некоторых выпусков (табл. 5). Таким образом, применение предложенного комплексного показателя качества сточных вод (ОФЖ) не противоречит экотоксикологической парадигме биотестирования, согласно которой для гарантированного выявления присутствия в водном объекте токсического- агента неизвестного химического состава должен использоваться набор тест-организмов, представляющих рМлйчные группы водного сообщества, - «батарея био; 15

тестов» (Филенко, 1989). Аналогичные результаты получены по сточным водам ЭМЗ «Авангард».

Таблица 5

Комплексные показатели качества (ОФЖ) сточных вод РФЯЦ-ВНИИЭФ по результатам биотестирования на инфузориях и церио-

дафниях

Биотестирование на Биотестирование на

Номер Инфузориях (2003-2008 гг.) Цериодафниях (2005-2008 гг.)

выпус- Значе- Качество Значе- Качество

ка ние сточных ние сточных

ОФЖ вод ОФЖ вод

5 0,886 Очень хорошее 0,556 Удовлетворительное

3 0,848 Очень хорошее 0,981 Очень хорошее

11 0,755 Хорошее 0,971 Очень хорошее

2 0,709 Хорошее 0,934 Очень хорошее

6 0,697 Удовлетворительное 0,599 Удовлетворительное

7 0317 Плохое 0,078 Очень плохое

8 0,287 Плохое 0,152 Очень плохое

Таким образом, предложенные алгоритмы расчета показателей комплексной оценки химической опасности и токсичности сточных вод, представляющие собой адаптацию обобщенной функции желательности для целей сжатия информации в процедуре экодиагностики сточных вод, удовлетворяют требованиям адекватности, массовости, результативности и детерминированности.

Глава 6. Анализ зависимостей между показателями химического состава и параметрами токсичности сточных вод Корреляционный анализ. Проанализированы результаты анализов токсичности и химического состава около 450 проб сточных вод из 12 выпусков, отобранных в течение 2003-2008 гг. В ходе исследований определена корреляционная связь между БКР и концентрацией химических веществ, растворенных в анализированных сточных водах. Все три используемых ранговых коэффициента корреляции (Спирмена, Кендалла и гамма-критерий) проде-монстрировгли весьма близкие результаты оценки значимости нулевой гипотезы, что свидетельствует о надежности полученных выводов. В целом на двух биотестах, статистически значимая корреляционная связь (р<0,05), отмечена для веществ-органогенов (азот аммонийный, азот нитритов, азот нитратов); суммарных по-

16 ...........

казателей (взвешенные вещества, сухой остаток, БПК5, ХПК), показателей солесодержания (сухой остаток, хлориды, сульфаты) и АПАВ. Отметим, что цериодафниевый тест имеет более высокую чувствительность и позволяет дать однозначную трактовку результатов, по сравнению с биотестом, основанном на хемотаксиче-ской реакции инфузорий. Так, кроме этих групп показателей по тесту на цериодафниях обнаружена связь токсичности с содержанием катионов металлов, в частности, железа и марганца.

Итак, выявлены приоритетные загрязняющие вещества, наибольшим образом влияющие на проявление токсичности сточных вод, что позволило перейти к следующему этапу - регрессионному анализу.

Регрессионный анализ. Для определения зависимости токсичности сточных вод (БКР) от концентраций загрязняющих веществ в них был проведен регрессионный анализ на основе кусочно-линейной регрессии. Для данных по биотестированию на Р.саммит получены уравнения с точкой разрыва на уровне 8,96 БКР: первому уравнению соответствует диапазон от 1,0 до 8,96 БКР, второму - от 8,96 БКР и выше.

БКР = 4,3828-0,0008Ссух.остат. +4,8524Сапав +0,0353Сазо,аммон-0,0003Ссульфэты

БКР=-4,4715+0,0803Ссух.остат.-62,01 12Сапав+2, 1909Саотг.аммон.-,0021Ссульфаты.

По результатам регрессионного анализа для данных биотестирования по тесту на С.а01 ий получены уравнения зависимости с точкой разрыва на уровне 24,92 БКР: первому уравнению соответствует диапазон от 1,0 до 24,92 БКР, второму - от 24,92 БКР и выше.

БКР=6,3615-0,0021Ссух.остат+0>0494Схпк +0,0367Сюот.аммоа+0,0049СсулЬфа1Ь1

БКР=-49,3854-0,0990Ссухостат+0,4973Схпк +7,6973СазОТ.аммон.+3,9235Ссульфа-ш.

Полученные уравнения статистически значимо (р<0,05) характеризуют полученные зависимости.

Следует подчеркнуть, что результаты регрессионного анализа данных, полученных на двух тест-организмах, в целом, согласуют-, ся. Для Р.саис1аШт и для С.сфтБ значимыми факторами в проявлении токсичности сточных вод являются аммонийный азот, сухой остаток и сульфаты.

Дискриминантный анализ. Применение дискриминантного, анализа с пошаговой редукцией переменных, т.е. удаления из об-

щего массива данных тех, которые не влияют на токсичность (имеют наименьшие различия), удалось выявить показатели статистически значимо (р<0,05), характеризующие токсичность вод. Для инфузорий это сухой остаток, АПАВ, аммонийный азот и сульфаты. Для цериодафнрй таковыми являются сухой остаток, ХПК, аммонийный азот и сульфаты. Общая вероятность достоверного прогноза составила 81,4% для инфузорий и 82,3% для цериодафний.

Таким образом, дискриминантный анализ позволил получить качественную характеристику отнесения вод к токсичной или не токсичной группе на основании параметров химического состава вод. Результаты дискриминантного анализа согласуются с результатами регрессионного и корреляционного анализа: полученные на их основе сведения о наиболее важных в формировании токсических свойств показателях вод идентичны.

Детерминационный анализ. Токсикологически допустимые уровни (ТДУ) содержания загрязняющих веществ представляют собой диапазоны концентраций веществ, содержащихся в сточных водах, в которых они не оказывают токсического действия на гид-робионтов. Это понятие аналогично терминам «экологически допустимые уровни (нормативы)» (Замолодчиков и др., 1992; Левич, Терехин, 1997; Булгаков, Левич, Максимов, 2003; Левич, 2008), однако последние определяют требования к водам водных объектов, тогда как ТДУ нормируют содержание токсикантов в возвратных водах. В тесте на инфузориях условиям статистической значимости соответствовали полученные значения полноты и точности для следующих показателей: взвешенные вещества, АПАВ, сухой остаток, БПКз, азот аммонийный, азот нитритов и азот нитратов. Таким образом, впервые полученные значения ТДУ для этих веществ, являются инструментом в корректировке экологических нормативов для сточных вод.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итог проведенным исследованиям можно заключить, что предлагаемые алгоритмы применения ОФЖ для комплексной оценки качества сточных вод как многокомпонентных систем позволяют сжимать объем исходной информации, оперировать с большими массивами данных, а также удовлетворяют требованиям адекватности, массовости, результативности и детерминированности. Введение весовых коэффициентов при расчете ОФЖ повыси-

ло степень дискриминации сравниваемых проб сточных вод, как по их химическому составу, так и токсичности. Применение ОФЖ дало возможность сравнивать качество возвратных вод в едином масштабе квалификационных оценок. При помощи предложенных алгоритмов проведена экодиагностика сточных вод, сбрасываемых из выпусков предприятий, позволившая ранжировать выпуски по качеству отводимых вод, определить приоритетные загрязняющие вещества в сточных водах каждого выпуска, а также оценить динамику качества возвратных вод в течение многолетнего периода. Выявлены причины, обусловившие временные параметры качества сточных вод, что дало возможность оптимизировать водоохранные мероприятия.

Методами многомерного статистического анализа выявлена связь между токсичностью и компонентным составом сточных вод, установлены вещества, наибольшим образом влияющие На проявление токсичности, получены функции классификации, позволяющие прогнозировать токсичность вод по химическому составу. Впервые определены токсикологически допустимые уровни содержания ряда загрязняющих веществ в сточных водах, что дало возможность экологически обоснованно нормировать содержание этих веществ в отводимых водах с учетом их влияния на экосистемы водоемов.

ВЫВОДЫ

1. Обосновано и верифицировано применение весовых коэффициентов частных функций желательности: о, - для учета класса опасности загрязняющего вещества; Д - для учета превышения среднего измеренного значения показателя над нормативом и у1 -

для учета категории токсичности сточных вод, которые оптимизируют применение обобщённой функции желательности для. целей экодиагностики сточных вод.

2. Методами корреляционного и регрессионного анализа установлены приоритетные загрязняющие вещества (показатели) в сточных водах, влияющие на их токсичность: суммарные показатели (взвешенные вещества, сухой остаток, ХПК, БПК5), вещества-органогены (азот аммонийный, азот нитритов, азот нитратов, фосфаты), показатели солесодержания (сухой остаток, хлориды, сульфаты, фосфаты) и АПАВ.

3. Установлено, что к действию тяжелых металлов (железо и марганец) цериодафнии С. affinis в биотесте по выживаемости более чувствительны, чем инфузории P. caudatum в биотесте по хемо-таксической реакции.

4. Методом даскриминантного анализа с пошаговой редукцией переменных получена качественная характеристика отнесения сточных вод к токсичной или не токсичной группе на основании параметров химического состава: для инфузорий — сухой остаток, АПАВ, аммонийный азот и сульфаты; для цериодафний - сухой остаток, ХПК, аммонийный азот и сульфаты. Общая вероятность достоверного прогноза составила 81,4% для инфузорий и 82,3% для цериодафний.

5. Методом детерминационного анализа обоснованы токсикологически допустимые уровни содержания загрязняющих веществ в сточных водах, ограничивающие диапазоны экологически безопасных концентраций, для следующих показателей: взвешенные вещества, АПАВ, сухой остаток, БПК5, азот аммонийный, азот нитритов и азот нитратов, что является основой ужесточения нормативов содержания этих веществ в сточных водах перед их сбросом в природные водные объекты.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в изданиях, определенных ВАК:

1. Гелашвили, Д.Б. Применение обобщенной функции желательности для оценки экологической обстановки на объектах разного масштаба: город, регион / Д.Б. Гелашвили, А.В. Лисовенко, Н.И. Зазнобила, АЛ. Королев // Проблемы региональной экологии, 2009, № 2., С.83-88.

2. Гелашвили, Д.Б. Применение интегральных показателей на основе функции желательности для комплексной оценки качества сточных вод / Д.Б. Гелашвили, А.В. Лисовенко, М.Е. Безруков // Поволж. эколог, журн. 2010. №4. С.343-351.

Статьи, тезисы и материалы докладов региональных, всероссийских и международных конференций и семинаров:

3. Лисовенко, А.В. Исследования сточных вод с использованием методики определения токсичности воды по 'хемотаксической реакции инфузорий Paramecium Caudatum / А.В. Лисовенко // III сессия молодежной школы-семинара «Экологическая и промышленная безопасность», Тез.докл., Сэров 2003, С.13-14.

4. Ульяхина, H.A. Взаимосвязь токсичности вод и их химического состава по хемогак-сической реакция .футор,ш У U.A. Улышша, М.Е Бе р Гв A B. Лисовенко // Международный семинар «Высокоинтснсивные <¿ ичс^

pOB^Üw! С;349-^54111111НС' б"°Л0ПШ' » ™nonl», Са-

Л н со вея ко, A.B. Оценка токсичности производственных сточных вот

Ч£ре3 ШПУСКИ РФЯЦ"ВНИИЭФ ' Лисовенко, Н. А Уль-11 МеВДУ"ародная конференция «Современные проблемы водной ток

сикологии», Тез.докл., Борок, 2005 С 85

^ —*

7 Лисовенко, A.B. И,у,с„„е гатюсюш »■„,„«„ отч„ых »„, „ „ химического tociaca / A.B. Лисовшко, H.A. Ульяхина И XI HmíoLÍ

8. Ульяхина, H.A. Исследования токсичноста природных вод в ствооах

выпусков сточных вод / H.A., Ульяхина, A.B. Лисовенко // Х ШшеГород

екая сессия молодь« ученых. Технические науки, Мат-лы доГадов Н.Новгород, 2006, С.80-81. докладов,

9. Лисовенко, A.B. Анализ качества сточных вод с применением сЬункнии

хинТо П Т На ПР11^сРегРФЯЦ-ВНИНЭФ ' А-В- Лисовенко, Н.А У^™ хина, О.П. Кузнецов, Д.Б. Гелашвшш // Всероссийская молодежная „аучш-техническая конференция «Новые технологии водного транспорт," Z2 конф. Н.Новгород, 2007, С.35-37.

я™ЛИяСГеНК0' А В- К0МШ1СКС,1ая оце,,та качс«'ва сточных вод нредпри-

вГЗхтнГИЧеСКИХ " Т°КСНКОЛОга~ показателей / А.В Лисо-

Ма™? ИЖ^РОДСКМ СеССИЯ М0ЛОДЫХ УЧеных- Технические науки Мат-лы докладов, Н.Новгород, 2008, С.96-97 у '

П. Лисовенко, A.B. Анализ связи токсичности сточных вод и содержания в

НА //Vil"1"™ С™— методами / A.B.

H.A. Ульяхина // VII сессия молодежной школы-семинара «Экологическая

и промышленная безопасность», Мат-лы конф., Саров, 2008. -С Í42 148

IВ ZneHK°' tm o0MMeKCHM °ЦеНКа СТ0ЧНЬК сложного состава / A B. Лисовенко // III Всероссийская конференция но водной токсикологии

посвященная памяти Б.А Флерова «Антропогенное влияние на водныс ор " низмы и экосистемы», конференция по шдрозкологии «Критерии оценки качества вод н методы нормирован™ антропогенных нагрузок! „ школа-с минар «Современные методы исследования и оценки качества вод состояния водных организмов и экосистем в условиях антропогенной нагрузки», мат-лы конф., ч.З, Борок, 2008, С.63-68. РУ

Формат 60x84 1/16. Гарнитура «Times New Roman». Усл.Печ.Л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 3131.

Тиио1рафия: «ООО С'аронская городская типография» 607185, Нижегородская область, г.Саров. ул.Зернова,24а, тел.: (83130) 6-26-46, (83130) 7-63-91

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Лисовенко, Анна Владимировна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы. Современные представления о сточных водах как экологическом факторе негативного антропогенного воздействия на окружающую среду.

1.1. Вода, как природный ресурс.

1.2. Антропогенное загрязнение гидросферы.

1.2.1. Виды негативного антропогенного воздействия на водоемы, ухудшение качества водных ресурсов.

1.2.2. Загрязнение водных объектов сточными водами, отводимыми из точечных источников.

1.2.3. Состав и свойства сточных вод на предприятии.

1.2.4. Загрязнение водных объектов от рассредоточенных источников сточных вод.

1.2.5. Вторичное загрязнение водных объектов.

1.2.6. Влияние сточных вод на экосистемы водных объектов.

1.3. Нормирование качества вод.

1.4. Система нормирования качества сточных вод.

1.5. Контроль качества сточных вод.

1.5.1.Гидрохимический анализ.

1.5.2. Биологические методы исследования качества вод.

1.5.3. Биотестирование как один из основных элементов экологического контроля.

1.6. Математические методы в экологическом контроле и нормировании.

1.6.1. Элементы теории нечетких множеств в решении задач экологического мониторинга.

1.6.2. Детерминационный анализ и некоторые аспекты его применения в экологическом контроле.

Глава 2. Материалы и методы исследований.

2.1. Материалы исследований.

2.2. Методы биологического тестирования.—

2.2.1. Тест с использованием инфузорий Paramecium caudatum Ehrenberg.

2.2.2. Тест с использованием ракообразных Ceriodaphnia affinis Lillijeborg.

2.3. Статистические методы анализа.

2.3.1. Анализ зависимостей между параметрами токсичности и показателями химического состава сточных вод.

2.3.2. Детерминационный анализ.

2.3.3. Функция желательности.

Глава 3. Алгоритмы применения функции желательности для комплексной оценки качества сточных вод.

3.1.Алгоритм применения функции желательности для оценки качества сточных вод по химическому составу.

3.2 Алгоритм применения функции желательности для оценки токсичности сточных вод.

3.3. Квалификационная оценка качества сточных вод.

Глава 4. Комплексная оценка качества сточных вод по показателям химического состава с применением функции желательности .1.

4.1. Определение приоритетных загрязняющих веществ в сточных водах

4.2. Динамика качества сточных вод.

4.3. Ранжирование выпусков сточных вод по комплексной оценке их качества.

Глава 5. Комплексная оценка качества сточных вод по показателям токсичности с применением функции желательности.

5.1. Общая характеристика токсичности сточных вод выпусков РФЯЦ-ВНИИЭФ и ЭМЗ «Авангард».

5.2. Токсичность сточных вод выпусков РФЯЦ-ВНИИЭФ.

5.3. Токсичность сточных вод выпусков ЭМЗ «Авангард».

Глава 6. Анализ зависимостей между показателями химического состава и параметрами токсичности сточных вод.

6.1. Корреляционный анализ силы связи химического состава сточных вод и их токсичности.

6.2. Регрессионный анализ зависимости параметров токсичности сточных вод от их химического состава.

6.3. Дискриминантный анализ зависимости степени токсичности сточных вод от их химического состава.

6.4. Детерминационный анализ связи химического состава сточных вод и их токсичности.

6.5. Взаимосвязь комплексных показателей качества сточных вод по параметрам токсичности и химическому составу, полученных с применением функции желательности.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Комплексная оценка качества сточных вод по показателям токсичности и химического состава в системе экологического мониторинга на примере предприятий машиностроительного комплекса"

Актуальность работы. Важность разностороннего контроля и оценки качества промышленных сточных вод диктуется необходимостью установления их влияния на экосистемы водоемов. В большинстве случаев такой контроль проводится по перечням химических показателей сточных вод, определяемых исходя из технологических процессов, в результате которых образуются сточные воды (Жмур, 2003). Однако в том случае, если сточные воды имеют многокомпонентный состав, одного химического контроля недостаточно для оценки их опасности для биологических организмов. В этом случае возникает необходимость токсикологического контроля с целью оценки комбинированного действия загрязняющих веществ сточных вод на водные экосистемы (Крайнюкова, 1988; Жмур, 1997; Филенко, 2008; Hermers et al., 1984; Van Loon, Hermens, 1995). Несмотря на то, что токсичность сточных вод определяется их компонентным составом, выявление зависимостей между степенью токсичности сточных вод и концентрациями загрязняющих веществ в них представляется нетривиальной статистической задачей и представляет особую сложность для сточных вод многокомпонентного состава. Установление таких связей требует применения мощных инструментов многомерного статистического анализа, например, детерминационного. В свою очередь, полученные результаты имеют прогностическое значение, дают возможность разрабатывать рекомендации по нормированию сброса загрязняющих веществ и принимать управленческие решения, направленные на сокращение вредного антропогенного влияния на водные экосистемы.

Задачи исследования:

1. Разработать и обосновать алгоритм применения обобщенной функции желательности для сжатия информации в процедуре оценки качества сточных вод по их химическому составу.

2. Разработать и обосновать алгоритм применения обобщенной функции желательности для сжатия информации в процедуре оценки качества сточных вод по их токсичности.

3. Верифицировать алгоритмы применения обобщенной функции желательности для оценки качества сточных вод по их химическому составу и токсичности на примере предприятий машиностроительного комплекса.

4. Методами корреляционного и регрессионного анализа выявить приоритетные загрязняющие вещества сточных вод и установить зависимость параметров их токсичности от химического состава.

6. Обосновать токсикологически допустимые уровни содержания загрязняющих веществ в сточных водах методом детерминационного анализа.

Научная новизна работы. Впервые для целей экодиагностики сточных вод разработаны и обоснованы алгоритмы применения обобщенной функции желательности для расчета интегральных показателей качества сточных вод по их химическому составу и токсичности, позволяющие сжимать информацию и оперировать с большими массивами данных. Показана возможность прогнозирования токсичности сточных вод по содержанию в них загрязняющих веществ с помощью методов многомерного статистического анализа. Впервые предложены и определены токсикологически допустимые уровни содержания загрязняющих веществ в сточных водах методом детерминационного анализа.

На защиту выносятся следующие положения.

Практическая значимость работы. Разработанные методы интегральной оценки качества сточных вод были применены при проведении экологического мониторинга на предприятиях машиностроительного комплекса г. Саров (РФЯЦ-ВНИИЭФ и завод ВНИИЭФ - «Авангард»). Выявлены приоритетные загрязняющие вещества, проведено ранжирование выпусков по качеству отводимых вод, оценена динамика качества сточных вод, сбрасываемых из выпусков предприятия. Установлена взаимосвязь токсичности вод и их компонентного состава, и даны рекомендации по нормированию содержания загрязняющих веществ в сточных водах с учетом их токсикологической значимости. Материалы диссертации используются в учебном процессе в Нижегородском государственном университете им Н.И. Лобачевского (Национальном исследовательском университете).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов и списка литературы. Основной текст изложен на страницах, включая 19 таблиц, 20 рисунков. Список литературы включает наименований, в т.ч. иностранных.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Лисовенко, Анна Владимировна

выводы

1. Обосновано и верифицировано применение весовых коэффициентов частных функций желательности: а, — для учета класса опасности загрязняющего вещества; Д- — для учета превышения среднего измеренного значения показателя над нормативом и у, - для учета категории токсичности сточных вод, которые оптимизируют применение обобщенной функции желательности для целей экодиагностики сточных вод.

3. Установлено, что к действию тяжелых металлов (железо и марганец) цериодафнии С. с^тя в биотесте по выживаемости более чувствительны, чем инфузории Р. саисЛШит в биотесте по хемотаксической реакции.

4. Методом дискриминантного анализа с пошаговой редукцией переменных получена качественная характеристика отнесения сточных вод к токсичной или не токсичной группе на основании параметров химического состава: для инфузорий - сухой остаток, АПАВ, аммонийный азот и сульфаты; для цериодаф-ний — сухой остаток, ХПК, аммонийный азот и сульфаты. Общая вероятность достоверного прогноза составила 81,4% для инфузорий и 82,3% для цериодаф-ний.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ввиду несовершенства существующей в настоящее время системы аналитического контроля, оценки качества и нормирования состава сточных вод, а также традиционной недооценки важности токсикологического мониторинга возвратных вод, наряду с химическим, несомненную важность представляет разработка эффективных интегральных показателей качества сточных вод, как по содержанию загрязняющих веществ, так и по их токсичности. Такие показатели должны стать эффективным инструментом, позволяющим давать экологически обоснованную оценку качества сточных вод и решать ряд водоохранных задач. Нами для комплексной оценки качества сточных вод предложены алгоритмы, основанные на обобщенной функции желательности.

Подводя итог проведенным исследованиям можно заключить, что предлагаемые алгоритмы применения ОФЖ для комплексной ■ оценки качества сточных вод как многокомпонентных систем позволяют сжимать объем исходной информации, оперировать с большими массивами данных, а также удовлетворяют требованиям адекватности, массовости, результативности и детерминированности. Введение весовых коэффициентов при расчете ОФЖ повысило степень дискриминации сравниваемых проб сточных вод, как по их химическому составу, так и токсичности. Применение ОФЖ дало возможность сравнивать качество сточных вод в едином масштабе квалификационных оценок. При помощи предложенных алгоритмов проведена экодиагностика сточных вод, отводимых из выпусков предприятий, позволившая ранжировать выпуски по качеству отводимых вод, определить приоритетные загрязняющие вещества в сточных водах каждого выпуска, а также оценить динамику качества сточных вод в течение многолетнего периода. Проведение ретроспективного анализа динамики качества сточных вод, отводимых из выпусков обследуемых предприятий, с помощью ОФЖ позволило не только выявить критические временные отрезки, но и вскрыть причины, обусловившие снижение качества сточных вод, а также адресно указать источники поступления сточных вод низкого качества. Проведенное исследование дало возможность оптимизировать водоохранные мероприятия, направленные на снижение вредного антропогенного воздействия загрязняющих веществ, сбрасываемых со сточными водами в водные объекты.

Применение двух подходов к оценке качества сточных вод — с точки зрения их химического состава и токсичности — требует взаимной увязки получаемых результатов, что представляется нетривиальной задачей. Для ее решения нами применены методы многомерного статистического анализа. С помощью непараметрического корреляционного и регрессионного методов анализа выявлена связь между токсичностью и компонентным составом сточных вод, установлены вещества, наибольшим образом влияющие на проявление токсичности. Дискрими-нантный анализ позволил получить функции классификации, позволяющие прогнозировать токсичность вод по химическому составу. При помощи детермина-ционного анализа впервые определены токсикологически допустимые уровни содержания ряда загрязняющих веществ в сточных водах, представляющие собой диапазоны концентраций загрязняющих веществ, содержащихся в сточных водах, в которых они не оказывают токсического действия на гидробионтов. Это является определенным шагом в оптимизации нормирования содержания загрязняющих веществ в сточных водах на основании отклика биологических объектов на воздействие многокомпонентных смесей веществ, которыми являются сточные воды предприятий. Таким образом, при нормировании состава сточных вод на основе ТДУ должно учитываться их влияние на экосистемы водоемов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Лисовенко, Анна Владимировна, Нижний Новгород

1. Авакян, А.Б. О важности культуры, воспитания и нравственности ,в решении водных проблем / Авакян, А.Б. // Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, -С.11.

2. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Адлер, Ю.П., Маркова, Е.В., Грановский, Ю.В. -М.: Наука, -1976, -279 с.

3. Айвазова, JI.E. Метод биотестирования водной среды с использованием инфузорий / Айвазова, Л.Е., Гроздов, А.О., Соколова, С.А. и др. // Методы биотестирования вод. -Черноголовка, -1988, -С.37-42.

4. Алтунин, А.Е. Модели и алгоритмы принятия решений в нечётких условиях / Алтунин, А.Е., Семухин, М.В. Монография. -Тюмень: Изд-во Тюменского государственного университета, -2000, -352 с.

5. Бакаева, E.H. Обоснование использования одноклеточных в биотестировании / Бакаева, E.H. // Международная заочная научно-практическая конференция «Инфузории в биотестировании», -СПб., -1997, тез.докл. -С.26.

6. Бакаева, E.H. Эколого-биологические основы жизнедеятельности коловраток в норме и в условиях антропогенной нагрузки / Бакаева, E.H., Макаров, Э:В. -Ростов-на-Дону: СКНЦВШ, -1999, -206 с.

7. Бейм, A.M. Биологическое тестирование производственных сточных вод / Бейм, A.M. // Проблемы водной токсикологии, биотестирования и управления качеством воды. Сб.ст., -Л.: «Наука», -1986, -248 с.

8. Безруков, М.Е. Детерминационный анализ токсичности сточных вод / Безруков, М.Е. // IX съезд Гидробиологического общества РАН, тез.докл., т.1, Тольятти, 2006. С.42.

9. Болдырева, Н.М. Метод биотестирования сточных и природных вод на культуре инфузорий / Болдырева, Н.М. // Методы биотестирования вод, сб.ст., -Черноголовка, -1988, -С.42-44.

10. Боровков, B.C. Современные технологии очистки и поддержания качества воды в городских водных объектах / Боровков, B.C., Волшаник, В.В. // Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, -С.32-34.

11. Ботяжова, O.A. Биотестирование поверхностных вод реки Которосли в разные сезоны года по выживаемости Ceriodaphnia affinis L. / Ботяжова, O.A. // Международная конференция «Современные проблемы водной токсикологии», -Борок, -2005, -тез.докл., -С.18-19.

12. Брагинский, Л.П. О некоторых принципах подбора тест-объектов в исследованиях по водной токсикологии / Брагинский, Л.П. // Критерий токсичности и принципы методик по водной токсикологии, Известия ГосНИОРХ, -т.78, М.: издат-воМГУ, -1971, -С.172-181.

13. Брагинский, Л.П. Методологические аспекты токсикологического биотестирования на Daphnia magna Str. И'других ветвистоусых ракообразных (критический обзор) / Брагинский, Л.П. // Гидробиологический журнал (Украина), -2000, -т.36, -№5, -С.50-70.

14. Брагинский, Л.П. Некоторые итоги исследований по водной токсикологии в Украине / Брагинский, Л.П.// Актуальные проблемы водной токсикологии, под ред. Б.А.Флерова, сб.ст., -Борок, издат-во ИБВВ РАН,-2004,-С. 11-33.

15. Брагинский, Л.П. Пресноводный планктон в токсической среде / Брагинский, Л.П., Величко, И.М., Щербань, Э.П. Киев: Наукова думка, 1987, -179с.

16. Брагинский, Л. П. Острая токсичность тяжелых металлов для водных беспозвоночных в различных температурных условиях / Брагинский, Л. П., Щербань, Э. П. // Гидробиологический журнал, -1978, -т. 14, -№6, -С.86-97.

17. Бреховских, В.Ф. Фосфор в донных отложениях Иваньковского водохранилища / Бреховских, В.Ф., Гашкина, H.A. // Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, — С.35.

18. Вайсфельд, Б.А. Концепция развития и реконструкции городских систем водоотведения в современных условиях РФ / Вайсфельд, Б.А., Эль, Ю.Ф.// Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, -С. 480.

19. Васильченко, Г.В. Речные донные отложения и водопользование / Ва-сильченко, Г.В. // Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, -С.41-42.

20. Васьковец, JI.A. Метод определения острой токсичности воды для рыб по пассивным электрическим параметрам их крови / Васьковец, JI.A., Крайню-кова, А.Н. // Методы биотестирования вод, сборн.стат., -Черноголовка, -1988, -С.44-48.

21. Веселов, Е.А. Использование инфузории туфельки для теста токсичности / Веселов, Е.А. // Мат-лы Y медико-биол. конф., -Петрозаводск,-1969, -С.255-257.

22. Веселов, Е.А. Обзор методов водной токсикологии / Веселов, Е.А. // Проблемы водной токсикологии, межвуз.сборн.,-Петрозаводск, -1978,-С.5-31.

23. Веселов, Е.А. Адаптация одноклеточных организмов к абиотическим факторам среды / Веселов, Е.А., Голубкова, Э.Г. // Проблемы водной токсикологии, Межвуз.сборн., Петрозаводск, -1985, -104 с.

24. Виноходов, Д.О. Colpoda steinii как тест-организм / Виноходов, Д.О., Виноходов, В.О.//Международная заочная научно-практическая конференция «Инфузории в биотестировании», -СПб.,-1997,-тез.докл.-С.85-86.

25. Виноходов, Д.О. Биотестирование как метод научного исследования / Виноходов, Д.О., Виноходов, В.О., Гинак, А.И. // Международная заочная научно-практическая конференция «Инфузории в биотестировании», -СПб., -1997, -тез.докл. -С.40-41.

26. Водный кодекс от 03.06.06 №74-ФЗ. Утв. Президентом РФ В.В.Путиным.

27. Волков, И.В. О принципах регламентирования антропогенной нагрузки на водные экосистемы / Волков, И.В., Заличева, И.Н., Ганина, B.C. и др.// Водные ресурсы, -1993, -т.20, -№6, -С.707-713.

28. Воробейчик, Е.А. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем / Воробейчик, Е.А., Садыков, О.Ф., Фарафонтов, М.Г. -Екатеринбург: УИФ «Наука», -1984. -280с.

29. Гандзюра, В.П. Особенности биопродукционных процессов в токсической среде / Гандзюра, В.П.// Международная конференция «Современные проблемы водной токсикологии»: тез.докл. -Борок, -2005, —С.26-27.

30. Гелашвили, Д.Б. Методологические проблемы применения биологических методов в экоаналитике / Гелашвили, Д.Б., Туманов, A.A., Безруков, М.Е. и др. // Журнал аналитической химии, -1999, -Т.54, -№9, -С.909-917.

31. Гелашвили, Д.Б. Интегральная оценка экологического состояния водных объектов по гидрохимическим и гидробиологическим показателям / Гелашвили,

32. Д.Б., Зинченко, Т.Д, Выхристюк, Л.А., Карандашова, А.А. // Изв. Самарского НЦРАН, -2002, -ТА, -№2(8), -С.270-276.

33. Гланц, С. Медико-биологическая статистика / Гланц, С. -М.: 1999, -459с.

34. Голубев, А.А. Количественная токсикология / Голубев, А.А., Люблина, Е.И., Толоконцев, Н.А., Филов, В.А. -М.: «Медицина»,-1973,-287с.

35. Голубкова, Э.Г. Paramecium caudatum Ehrenberg как токсикологический тест-объект / Голубкова, Э.Г.// Гидробиологический журнал, -Т. 14, -1978, -№2, -С.95-99.

36. ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством.

37. ГОСТ 17.1.1.01-77 Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения

38. Гроздов, А.О. Метод биотестирования водной среды с использованием коловратки / Гроздов, А.О., Айвазова, Л.Е., Соколова, С.А., Цвылев, О.П.// Методы биотестирования вод, сборн.стат., -Черноголовка, -1988, -С.47-50.

39. Гусев, А.Г. Биологические основы нормирования в охране рыбохозяйст-венных водоемов от загрязнений / Гусев, А.Г.// Критерий токсичности и принципы методик по водной токсикологии, Известия ГосНИОРХ, -Т.78, М.: издат-во МГУ,-1971, -С.29-41.

40. Гюнтер, Л.И. К вопросу об эффективности водного законодательства / Гюнтер, Л.И., Жмур, Н.С.//Водоснабжение и санитарная техника, -1999, -№12, -С.5-9.

41. Демин, А.П. Использование и охрана водных ресурсов в России в последней трети XX века / Демин, А.П. // Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, -С.65.

42. Дрейпер, И.Р. Прикладной регрессионный анализ. Третье издание / Дрейпер, И.Р., Смит, Г. -М-СПб-К: «Диалектика», -2007, -911 с.

43. Дятлов, С.Е. Phaeodactilum Tricornutum Bohl. (Chrysophyta) как тест-объект. Данные соленостной резистентности / Дятлов, С.Е., Петросян, А.Г. // Альгология, -2001, -Т.11, -№2, -С.259-264.

44. Жмур, Н.С. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России / Жмур, Н.С. -М.: 1997, -112с.

45. Жмур, Н.С. Технологические и биологические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками / Жмур, Н.С. -М.: 2003, -507с.

46. Жуков, А.И. Методы очистки производственных сточных вод / Жуков, А.И., Монгайт, И.Л., Родзиллер, И.Д. -М.: 1977, -208 с.

47. Заде, Л.А. Размытые множества и их применение в распознавании образов и кластерном анализе / Заде, Л.А. // Классификация и кластер. -М.: Мир, -1980, -С.208-247.

48. Замолодчиков, Д.Г. Применение детерминационного анализа к обработке данных рыбоводных исследований / Замолодчиков, Д.Г., Булгаков, Н.Г., Гур-ский, А.П., Левич, А.П., Чесноков, C.B.// Биологические науки, -1992, -№7, -СЛ16-133.

49. Инструкция по взиманию платы за сбросы токсичных загрязняющих веществ в окружающую природную среду. Приложение к приказу Госкомэкологии РФ от 15.04.98 №216.

50. Казмирук, Т.Н. Динамика частиц донных отложений как фактор вторичного загрязнения слабопроточного водоема / Казмирук, Т.Н. // Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, -С.85.

51. Квашнин, Ю.А. Предоставление права пользования водными объектами на основании решения / Квашнин, Ю.А. // Экология и промышленность России, -2009, -№7, -С. 10-14.

52. Клека, У.Р. Дискриминантный анализ / Клека, У.Р.// Факторный, дис-криминантный и кластерный анализ, пер. с англ. под ред. Енюкова, -М.: «Финансы и статистика», -1989, -С.78-138.

53. Клерман, А.К. Влияние минерализации среды на токсичность меди и кадмия для пресноводных гидробионтов / Клерман, А.К., Чалова, И.В., Курбатова, С.А., Клайн, Н.П. // Биология внутренних вод,-2004,-№2,-С34-37.

54. Кобзарь, А.И. Прикладная математическая статистика / Кобзарь, А.И. — М: Физматиздат, -2006, -813 с.

55. Крайнюкова, А.Н. Биотестирование в охране вод от загрязнения / Край-нюкова, А.Н. //Методы биотестирования вод, сборн.стат., -Черноголовка, -1988, -С.4-14.

56. Крайнюкова, А.Н. Метод биотестирования по реакции закрывания створок раковин двустворчатых моллюсков / Крайнюкова, А.Н., Рязанов, A.B., Емельяненко, В.В. // Методы биотестирования вод, сб.ст., -Черноголовка, -1988, -С.57-62.

57. Ланцова, И.В. Проблемы комплексного использования верхневолжских водохранилищ / Ланцова, И.В., Тулякова, Г.В.// Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000. -С. 111-112.

58. Левич, А.П. Биотическая концепция контроля природной среды / Левич, А.П.//ДАН, -1994, -№2, -С.280-282.

59. Левич, А.П. Метод расчета экологически допустимых уровней воздействия на пресноводные экосистемы (метод ЭДУ) / Левич, А.П., Терехин, А.Т. // Водн.ресурсы, -1997, -Т.24, -№3, -С.328-335.

60. Лукьяненко, В.И. Принципы и методы биологического нормирования химических веществ и оценки уровня загрязнения водоемов / Лукьяненко, В.И. // Влияние загрязняющих веществ на гидробионтов и экосистемы водоемов, сб.ст. -Л.: «Наука», -1979, -252 с.

61. Малеева, М.Г. Роль белков в адаптации гидрофитов к тяжелым металлам / Малеева, М.Г., Некрасова, Г.Ф. // Международная конференция «Современные проблемы водной токсикологии». Тез.докл. Борок, 2005, -С.90-91.

62. Максимов, В.Н. Методика применения детерминационного анализа данных мониторинга для целей экологического контроля природной среды / Максимов, В.Н., Булгаков, Н.Г., Левич, А.П., Терехин, А.Т. // Успехи соврем.биол., -2001, -Т.121, -№2, -С.131-143.

63. Метелев, В.В. Водная токсикология / Метелев, В.В., Канаев, А.И., Дзасохова, Н.Г. -М.: 1971, -247 с.

64. Методика определения токсичности воды по хемотаксической реакции инфузорий ПНДФТ 14.1:2:3:4.2-98.

65. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости церио-дафний ФР. 1.39.2007.03221, -М.: «Акварос», 2007.

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

67. Методика разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей. Утв. приказом МПР России от 17.12.2007 №333.

68. Методические рекомендации по расчету количества и качества принимаемых сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов МДК 3-01.2001. Утв. приказом Госстроя 06.04.2001 №75.

69. Методические указания по разработке нормативов допустимого воздействия на водные объекты. Утв. приказом МПР России от 12.12.2007 №328.

70. Моисеенко, Т.И. Вводно-экологические проблемы арктических регионов России / Моисеенко, Т.И.// Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000. -С. 140-141.

71. Моисеенко, Т.И. Концепция биологической оценки качества вод: эко-токсикологический подход / Моисеенко, Т.И. // Пятый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2002». Тез.докл. -М.: 2002, — С.80-81.

72. Одум, Ю. Экология / Одум, Ю. -т.1, -М: «Мир», -1986, -329 с.

73. Одум, Ю. Экология / Одум, Ю. -т.2, -М: «Мир», -1986, -377 с.

74. Оганесян, К.А. Анализ динамики качества воды реки Каркачун / Оганесян, К.А., Симонян, A.B. // Пятый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2002». Тез.докл. -М.: 2002, -С.11-12.

75. Оливериусова, Л. Оценка состояния окружающей среды методом комплексной биоиндикации / Оливериусова, Л. // Биоиндикация и биомониторинг. Сб.ст.-М.: Наука,-1991,-289 с.

76. Остроумов, С.А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно активных веществ на водные организмы / Остроумов, С.А. -М.: Макс.Пресс, -2001,-334 с.

77. Патин, С.А. Эколого-токсикологические аспекты изучения и контроля качества водной среды / Патин, С.А. // Гидробиол.журн.,-1991, -Т.27,-№3,-С.75-77.

78. Перечень рыбохозяйственных нормативов: предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ) вредных веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение, -М.: 1999, -304 с.

79. Петросян, А.Г. Использование теста-угнетения роста гидромакрофитов для оценки загрязнения почв водосборных территорий / Петросян, А.Г.// Международная конференция «Современные проблемы водной токсикологии». Тез.докл. Борок, -2005, -С.106-107.

80. Петросян, А.Г. Биология и особенности лабораторного культивирования Wlassicsia pannonica Daday (Crustacea, Cladocera) / Петросян, А.Г., Кошелев, A.B., Дятлов, C.E. // Вестник Одесского национального университета, -2003, -т.8, -вып.1,-С.118-126.

81. Петросян, А.Г. Инфузории рода Euplotes как тест-организмы в морском биотестировании / Петросян, А.Г., Кошелев, A.B., Дятлов, С.Е.// Экология моря, сб.ст., -2000, -вып. 50, -С. 105-108.

82. План мероприятий по реализации Водной стратегии РФ на период до 2020 г. Утв. распоряжением Правительства РФ 27.08.2009 №1235-р.

83. Пожаров, A.B. Метод биотестирования по хемотаксической реакции инфузорий / Пожаров, A.B., Папутская, Н.И., Титаренко, Ю.Н. и др. // Методы биотестирования вод, сборн.стат., -Черноголовка, -1988,-С.99-102.

84. Попов, А.Н. Донные отложения в условиях антропогенеза / Попов, А.Н.// Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, -С. 152-153.

85. Попов, А.Н. Принципы восстановления поверхностных водоисточников / Попов, А.Н., Дерябин, В.Н.// Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, -С. 156.

86. Порядок ведения собственниками водных объектов и водопользователями учета объема забора (изъятия) водных ресурсов из водных объектов и объема сброса сточных вод и (или) дренажных вод, их качества. УТВ. приказом МПР России от 29.11.2007 №311.

87. Правила охраны поверхностных вод (типовые положения), -М.: 1991.34 с.

88. Правила пользования системами коммунального водоснабжения и канализации в Российской Федерации, утв. Правительством РФ 12.02.1999 №167.

89. Реброва, О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA / Реброва, О.Ю., -М.: «Медиа-Сфера», -2000, -312 с.

90. Рылина, О.Н. Пространственно-временная изменчивость содержания углеводородов в водах Каспийского моря / Рылина, О.Н., Карыгина, Н.В.// Международная конференция «Современные проблемы водной токсикологии». Тез.докл. Борок, 2005, -С. 119.

91. Рябухин, С.П. Использование простейших при биологическом тестировании качества загрязненных природных вод / Рябухин, С.П.// Теоретические вопросы биотестирования, сборн.стат., ред. В.И. Лукьяненко, Волгоград, -1983, -194 с.

92. Савельев, В.Ю. О применении пекарских дрожжей для оценки токсического действия вод / Савельев, В.Ю., Сизов, Ю.А., Белякова, Ю.В. и др. // Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, -С. 167-168.

93. Сейсума, З.К. Комбинированное влияние цинка и меди, ртути.и кадмия на планктон в экспериментальных условиях in situ / Сейсума, З.К., Легздиня, М.Б., Марцинкевича, С .Я. и др. // Экспериментальная водная токсикология, -1990,-вып.14,-С.202-215.

94. Селезнева, A.B. Региональные особенности нормирования антропогенной нагрузки от точечных источников загрязнения / Селезнева, A.B., Селезнев,

95. Симаков, Ю.Г. Фрактальные структуры при оценке токсичности воды / Симаков, Ю.Г., Муравьев, A.A. // Международная конференция «Современные проблемы водной токсикологии». Тез.докл. — Борок, 2005, -С. 125-126.

96. Соболев, К.Д. Особенности накопления тяжелых металлов в органах и тканях рыб различных экологических групп / Соболев, К.Д. // Международная конференция «Современные проблемы водной токсикологии». Тез.докл. Борок, 2005,-С. 128-129.

97. Старцева, А.И. Артемия салина как тест-объект в токсикологических исследованиях / Старцева, А.И.// Международная конференция «Современные проблемы водной токсикологии». Тез.докл. Борок, 2005, -С. 135.

98. Степановских, A.C. Прикладная экология: охрана окружающей среды / Степановских, A.C. Учебник для вузов. -М.: ЮНИТИ, -2003, -751 с.

99. Стом, Д.И. Обездвиживание клеток Dunaliella salina как критерий токсичности / Стом, Д.И., Балаян, А.Э., Кобжицкая, Н.З., Кожова, О.М. // Гидробиологический журнал, -1984, -№5, -С.46-49.

100. Строганов, Н.С. Биологический критерий токсичности в водной токсикологии / Строганов, Н.С. // Критерий токсичности и принципы методик по водной токсикологии, Известия ГосНИОРХ, т.78, М.: издат-во МГУ,-1971, -С. 14-26.

101. Строганов, Н.С. Принципы построения главной методики водной токсикологии / Строганов, Н.С. // Критерий токсичности и принципы методик по водной токсикологии, Известия ГосНИОРХ, т.78, М.:издат-во МГУ,-1971,-С.134-150.

102. Строганов, Н.С. Методики определения токсичности водной среды / Строганов, Н.С. // Методики биологических исследований по водной токсикологии, сборн.стат., -М.: Наука, -1971, -С.14-16.

103. Строганов, Н.С. Загрязнение водоемов и биологическая оценка качества вод / Строганов, Н.С.// Водные ресурсы, -1972, -№2, -С.34-52.

104. Строганов, Н.С. Моделирование возможных изменений экосистемы при загрязнениях по чувствительности гидробионтов к токсикантам / Строганов, Н.С. // Влияние загрязняющих веществ на гидробионтов и экосистемы водоемов, сб.ст. -JL: «Наука», -1979, -252 с.

105. Строганов, Н.С. Водоросли и макрофиты как объекты для биотестирования / Строганов, Н.С., Дмитриева, А.Г., Король, В.М. // Теоретические вопросы биотестирования, сб.ст., ред. В.И. Лукьяненко, -Волгоград,-1983, -194 с.

106. Терехова, В.А. Микромицеты в экологической оценке водных и наземных экосистем / Терехова, В.А, -М.: «Наука», -2007, -215 с.

107. Терехова, В.А. Технологии биотестирования в оценке экотоксичности отходов / Терехова, В.А.// Экология и промышленность России, -2009, -№1, -С.48-52. :

108. Толкачев, Г.Ю. Роль донных отложений в аккумуляции тяжелых металлов в водных объектах / Толкачев, Г.Ю. // Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». Тез.докл. -М.: 2000, -С. 182-183.

109. Туманов, A.A. Биологический метод анализа: состояние и перспективы / Туманов, A.A., Крестьянинов, П.А.// Журн. аналит. химии, -2002, т.57, -№5, -С.454-470.

110. Тушмалова, H.A. Метод биотестирования природных и сточных вод по уровню двигательной активности инфузории спиростомы / Тушмалова, H.A., Данильченко, О.П., Бресткина, М.Д.// Методы биотестирования вод, сб.ст., -Черноголовка, -1988, -С.44-46.

111. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» (от 10.01.02. №7-ФЗ)

112. Федий, С.П. О критериях токсичности в применении к рыбохозяйст-венным водоемам / Федий, С.П. // Критерий токсичности и принципы методик по водной токсикологии, Известия ГосНИОРХ, -т.78, -М.: издат-во МГУ,-1971, -'С.77-86. ' •

113. Филенко, О.Ф. Взаимосвязь биотестирования с нормированием и токсикологическим контролем загрязнения водоемов / Филенко, О.Ф. // Водные ресурсы, -1985, №3, -С. 130-134.

114. Филенко, О.Ф. Введение. Задачи и приемы биотестирования водной среды / Филенко, О.Ф. // Методы биотестирования качества водной среды / под ред. О.Ф. Филенко, -М.: издат-во МГУ, -1989, -С. 3-9.

115. Флеров, Б.А. Предисловие / Флеров, Б.А.// Актуальные проблемы водной токсикологии / под ред. Б.А.Флерова, сб.ст., -Борок, издат-во ИБВВ РАН,-2004,-0.3-4.

116. Флеров, Б.А. Метод биотестирования природных и сточных вод с использованием рачка Ceriodaphnia affinis I Флеров, Б.А., Жмур, Н.С., Очирова, М.Н., Чалова, И.В.// Методы биотестирования вод, сборн.стат., -Черноголовка, -1988,-С. 111-114.

117. Фрумин, Г.Т. Экологически допустимые уровни воздействия металлами на водные экосистемы / Фрумин, Г.Т.// Биол.внутр. вод, -2000,-№1, -С. 125131.

118. Хемминг, Т.А. Экскреция С02 и токсичность аммиака для рыб: есть ли связь между ними? / Хемминг, Т.А. // Проблемы водной токсикологии, биотестирования и управления качеством воды. Сб.ст., -Л.:«Наука», -1986, -248 с.

119. Хубларян, М.Г. XXI век и его водные проблемы / Хубларян, М.Г. // Пятый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2002». Тез.докл. -М.: 2002, -С.9.

120. Худолей, В.В. Канцерогены: характеристики, закономерности, механизмы действия / Худолей, В.В. СПб.: Изд. НИИ химии СПбГУ, -199%

121. Черкинский, С.Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы / Черкинский, С.Н. -М.: 1972, -223 с.

122. Черняев, A.M. Вводно-ресурсный потенциал и водная безопасность России / Черняев, A.M., Прохорова, Н.Б., Шагалова, Н.Н. // Пятый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2002». Тез.докл.— М.:2002,-С.28-29.

123. Чесноков, C.B. Детерминационный анализ социально-экономических данных / Чесноков, C.B. -М.:Наука, -1982, -168 с.

124. Шаланки, Я. Биоиндикаторы в мониторинге загрязнения тяжелыми металлами оз. Балатон и его Водосбора / Шаланки, Я. // Биоиндикация и биомониторинг. Сб.ст. -М.: Наука, -1991, -289 с.

125. Шикломанов, И.А. Глобальные водные ресурсы и водопотребление / Шикломанов, И.А., Бабкин, В.И., Балонишникова, Ж.А., Пенькова, Н.В. // Пятый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2002». Тез.докл. -М.: 2002, -С.49-50.

126. Шитиков, В.К. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации / Шитиков, В.К., Розенберг, Г.С., Зинченко, Т.Д. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003.-463 с.

127. Щеголькова, Н.М. Сравнительная оценка методов биотестирования речных и очищенных сточных вод / Щеголькова, Н.М., Козлов, М.Н. // Четвертый международный конгресс «Вода: экология и технология». «Экватек-2000». -Тез.докл. -М.: 2000, -С.202-203.

128. Щербань, Э.П. Сравнительная оценка эффективности биотестирования на разных видах Cladocera / Щербань, Э.П.// Гидробиологический журнал, -1982, -Т. 18, -№2, -С.82-88.

129. Электроаналитические методы в контроле окружающей среды / Р.Кальвода, Я.Зыка, К.Штулик и др., пер. с англ. под ред. Е.Я.Неймана, -М.: «Химия», -1990, -240 с.

130. Яковлев, С.В. Водоотведение и очистка сточных вод / Яковлев, С.В., Воронов, Ю.В. -М.: АСВ. -2003, -160 с.

131. Яковлев, С.В. Очистка производственных сточных вод: Учебное пособие для вузов / Яковлев, С.В., Карелин, Я.А., Ласков, Ю.М., Воронов, Ю.В. -М.:1985,-335 с. ^

132. Allen, Н.Е. Metal speciation effects on aquatic toxicity / Allen, H.E., Hall, R.H., Brisbin, T.D.// Environ.Sci.Technol. -1980, -#14. -P.441-443.

133. Barata, C. Influence of Genetic and Environmental Factor on the Tolerance of Daphnia Magna Straus to Essential and Non-essential Metal / Barata, C., Baird, D.J., Markich, S. J. // Aquatic Toxicology. 1998, - #42, -P. 115-137.

134. Bindu, P.C. Lysosomal stability in Oreochromis mossambicus (Peters) on exposure to surfactants / Bindu, P.C., Philip, В., Chandran, R.V.// Indian J. Exp. Biol. -2005, -V.43, -#1, -P.96-99.

135. Cairns, J. A comparison of methods and instrumentation of biological early warning systems / Cairns, J., Cruber, D.A. // Water Res.Bull., -1981, -V.12, #11, P.261-266.

136. Cairns, J. The effects of temperature upon the toxicity of chemicals to aquatic organisms / Cairns, J., Heath, A.G., Parker, B.C.// Hydrobiologia. 1975, -V.47, -#1, -P.135-171.

137. Campbell, D. E. Using Energy Systems Theory To Define, Measure, and Interpret Ecological Integrity and Ecosystem Health / Campbell, D. E. // Ecosystem Health, -2002. -V. 6, -#3. -P. 181-204.

138. Coull, B.C. Nematode / copepode ratios for monitoring Pollution: a rebuttal I Coull, B.C., Hicks, G.R., Wells, J.B. // Marine Pollution Bulletin, -1981, -V.12, -#11, -P.372-381.

139. Donald, D.B. Occurence of pesticides in Prairie Lakes in Saskatchewan in relation to drought and salinity / Donald, D.B., Syrgiannis, J.// Environ.Quality, -1995,-V.24, -P.266-270.

140. Fiskesjo, G. Allium test for screening chemicals; evaluation of cytological parameters / Fiskesjo, G. // Plants in Environmental Studies, Eds. W. Wang, J.W. Gorsuch, J.S. Hughes, -Boca Raton, NY: Lewis Publisher, -1997, -P.308-327.

141. Forbes, V.E. Ecotoxicology in Theory and Practice. Ecotoxicology series / Forbes, V.E., Forbes, T.L. London: Chapman & Hall Ltd., -1994, -247 p.

142. Giese, F. Results of Mussel Monitoring Program of Organochlorines in Lake Stechlin (Ergebnisse eines Muschel-Monitoringprogramms fur chlorierte Kohlenwasserstoffe im Stechlinsee) / Giese, F., Krueger, A.// Limnologica, -1995, -V.25, -#3-4, -P.311-320.

143. Hermens, J. Joint Effects of mixture of 14 chemicals on mortality and ingibi-tion of reproduction of Daphnia magna / Hermens, J., Canton, H., Steyger, N., Weg-man, R. // Aquatic Toxicology, -1984, -V.5, -P.315-322.

144. Jensen, F.B. Nitrite disrupts multiple physiological functions in aquatic animals / Jensen, F.B. // Comparative Biochemistry and Physiology, Part A: molecular & Integrative Physiology, -2003, -V.135, -#1, -P.9-24.

145. Klecka, W.R. Discriminant analysis / SSPS: Statistical Package for the Social Sciences, by N.Nie et al / Klecka, W.R.-NY: McGraw-Hill, -1975, -P.434-467.

146. Kobayashi, N. Comparative toxicity of various chemicals, oil extracts and oil dispersant extracts to Canadian and Japanese sea urchin eggs / Kobayashi, N.// Publ.Seto Mar.Biol.Lab., -1981, -V.26, -#1-3, -P.123-133.

147. Lewis, M.A. Use of freshwater plants for phytotoxicity testing: a review / Lewis, M.A. // Environ.Pollut., -1995, -V.87, -P.319-336.

148. Manzo, S. Sea urchin embryotoxicity test: proposal for a simplified bioassay / Manzo, S.// Ecotoxicology and Environmental Safety, -2004, -vol.57, -#2, -P. 123128.

149. Maso, M. Harmful microalgae blooms (HAB); problematic and conditions that induce them / Maso, M., Garces, E. // Marine Pollution Bulletin, -2006, -vol.53, -P.620-630

150. Mc" Williams, P.G. The effects of pH and calcium concentrations on gill potentials in the brown trout, Salmo trutta / McvWilliams, P.G., Potts, W.T.W.// J.Comp.Physiol., -1978, -V.126, -P.277-286*.

151. Microscale Testing in Aquatic Toxicology: Advances, Techniques and Practice / Wells P.G., Lee K., Blaise C. Eds. -Boca Raton, FL., -CRC Press, -1998, -425 p.

152. Morgan, W.S.G. A method to monitor the effects of toxicants upon breathing rate of largemouth bass (Micropterus salmoides Lacepede) / Morgan, W.S.G., Kühn, P.C.// Water research, -1974, -#8. -P.67-77.

153. Mount, D.I. A seven-day life-cycle cladoceran toxicity test / Mount, D.I., Norberg, T.J. // Environ. Toxicol. Chem. -1984, -V.3, -P.425-434.

154. Newman, M.C. Quantitative Methods in Aquatic Ecotoxicology / Newman, M.C., N-Y.: Levis publishers LTD, -1995, -426 p.

155. Petty, J.D. Determination of Waterborne Bioavailable Organochlorine Pesticide Residues in the Lower Missouri River / Petty, J.D., Huckins, J.N., Orazio, C.E. et al.// Environ.Sci.Technol. -1995, -V.29, -#10. -P.2561-2566.

156. Rosen, M.J. The relationship between the interfacial properties of surfactants and their toxicity to aquatic organisms / Rosen, M.J., Li, F., Morall, S.W., Versteeg, D.G.// Environ.Sci.Technol. -2001, -V.35, -#5. -P.954-959.

157. Rozman, K.K. General Principles of Toxicology / Rozman, K.K., Doull, J.// Environmental Toxicology: Current Development. Ed. J.Rose, N-Y.: Levis publishers LTD,-1998, -P.3-8.

158. Rubinstein, N.I. Dietary accumulation of PCBs from a contaminated sediment source by a demersal fish (Leiostomus xanthurus) / Rubinstein, N.I., Gilliam, W.T., Gregory, N.R.// Aquatic Toxicology. 1984, -V.5,- #4, -P.331-342.

159. Schiedeck, D. Interactions between climate change and contaminants / Schiedeck, D., Sundelin, B., Readman, J.W., Macdonald, R.W. // Marine Pollution Bulletin, -2007, -V.54,-P.1845-1856.

160. Shutfleworth, K.L. Influence of metals and metal speciation on the growth of filamentous bacteria / Shutfleworth, K.L., Richard, F.// Water research, 1991, -V.25, -#10, -P.l 177-1186.

161. Twardovska, I. Ecotoxicology, Environment Safety and Sustainable Development Challenges of the Third Millenium / Twardovska, I.// Ecotoxi-col.Environ.Safety, -2004, -V.58, -P.3-6.

162. Van der Shalie, W.H. Fish bioassay monitoring of waste effluents / Van der Shalie, W.H., Dickson K.L., Westlake G.F., Cairns J.// Environ.Management, -1979, -V.3,-#3, -P.217-235.

163. Van Loon, W.V.G.M. Monitoring Water Quality in the Future / Van Loon, W.V.G.M., Hermers, J.L.M.// Mixture Toxicity Parameters, -V.2, -Utrecht, -1995, -P. 95-110.

164. Walker, C.H. Principles of Ecotoxicology (Second Edition) / Walker, C.H., Hopkin, S.P., Sibly, R.M., Peakall, D.B. London: Taylor & Francis Ltd, -2001, -307 p.

165. Ying, G.G. Fate, behavior and effects of surfactants and their degradation products in the environment / Ying, G.G. // Environ.Int.-2006,-V.32,-#3,-P.417-431.

166. Zadeh, L. Fussy sets / Zadeh, L. // Information and control, -1965, -V.8, -#3, -P.338-353.

167. Zevenhuizen, L.P.T.M. Inhibitory effects of copper on bacteria related to the free ion concentration / Zevenhuizen, L.P.T.M., Dolfing, J., Eshuis, E.J., Scholten-Koerselman, I.J. // Microb.Ecol. -1979. -#5, -P.139-146.

Информация о работе

Лисовенко, Анна Владимировна
кандидата биологических наук
Нижний Новгород, 2011
ВАК 03.02.08

Диссертация

Комплексная оценка качества сточных вод по показателям токсичности и химического состава в системе экологического мониторинга на примере предприятий машиностроительного комплекса - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы