Метод количественной биоиндикационной оценки воздействия горно-промышленного предприятия на речную экосистему

Петров, Денис Сергеевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Метод количественной биоиндикационной оценки воздействия горно-промышленного предприятия на речную экосистему
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Метод количественной биоиндикационной оценки воздействия горно-промышленного предприятия на речную экосистему"

На правах рукописи

ПЕТРОВ Денис Сергеевич

МЕТОД КОЛИЧЕСТВЕННОЙ БИОИНДИКАЦИОННОЙ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНО-ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ НА РЕЧНУЮ ЭКОСИСТЕМУ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -

доктор биологических наук, профессор

Ведущая организация - ОАО «Гипроруда».

Защита диссертации состоится 11 июня 2004 г. в 14 ч 45 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. № 1303.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 29 апреля 2004 г.

Владимир Феликсович Шуйский

Официальные оппоненты:

доктор технических наук

Валентин Всеволодович Софронов,

кандидат технических наук

Антон Михайлович Бондарчук

диссертационного совета д.т.н., профессор

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Предприятия горной промышленности характеризуются особенно мощным воздействием на окружающую среду и на водные объекты в частности. Оно формируется различными путями и создается целым комплексом сложно взаимодействующих факторов. Такое многоплановое воздействие на водный объект, несомненно, определяет высокие требования к оценке его состояния и техногенных изменений. Вместе с тем, стандартные методы оценки качества природных вод обладают целым рядом существенных недостатков. Методы, базирующиеся на оценке водной среды по абиотическим параметрам, в частности, практически не учитывают эффект взаимодействия различных факторов воздействия. С другой стороны, методы, основанные на биоиндикации, ориентированы, преимущественно, на изменения водных объектов, вызванные поступлением биогенных элементов и органическим загрязнением (например, при ведении сельскохозяйственных работ на территории водосбора).

Следует отметить, что воздействие многих предприятий горной промышленности сочетает биогенное загрязнение с техногенной интоксикацией водного объекта. Возникающие при этом направленные постепенные изменения (техногенная сукцессия) гидроэкосистем не поддаются оценке, прогнозу и нормированию на основе общепринятых методов.

Различные аспекты оценки антропогенных воздействий на гидроэкосистемы изучали В.А Абакумов, А.Ф. Алимов, Г.Г. Винберг, А.В. Гусев, В.И. Жадин, В.В. Жариков, И.И. Кикнадзе, Н.А. Петрова, Л.Л. Россолимо, Т.Д. Слепухина, Н.Ю. Соколова, Т.Д. Зинченко, В.А. Яковлев, М. Bazzanti, H. Buck, Z. Kajak, С. Lang, R. Margalef, R. Pantle, J.B. Rasmussen, M. Seminara, V. Sladecek, F.S. Woodiwiss и др.

Актуальность работы обусловлена отсутствием адекватных способов оценки и нормирования воздействия горнопромышленных предприятий на водные экосистемы, а также выбором модельного объекта для апробации метода - р. Луги, которая обладает высоким биоразнообразием и является основой отечественного репродуктивного фонда балтийского лосося.

НОС. "*

по состоянию сообществ донных беспозвоночных животных крупнее 2 мм (макрозообентоса).

Идея работы. Оценку, нормирование и выбор мер по регуляции многофакторной нагрузки предприятий горной промышленности на гидроэкосистемы целесообразно осуществлять на основе установленных универсальных количественных закономерностей вызываемой реакции биоиндикатора-макрозообентоса.

Основные задачи работы:

1. Анализ современного состояния проблемы количественной оценки, нормирования и регуляции многофакторных воздействий на гидроэкосистемы;

2. Анализ созданной базы экологических данных о многофакторных воздействиях на водные объекты с целью изучения количественных закономерностей техногенного лимитирования биоты;

3. Разработка метода биоиндикационной оценки комбинированных воздействий на гидроэкосистемы и определения наносимого ей техногенного ущерба;

4. Разработка подхода к нормированию многофакторных воздействий на гидроэкосистемы и к определению пути регуляции наносимого ей ущерба;

5. Обоснованный выбор репрезентативной модельной ситуации воздействия горнопромышленного предприятия на речную экосистему с целью апробации метода;

6. Апробация метода на примере воздействия 0 0 0 «ПГ Фосфорит» на р. Лугу: количественная биоиндикационная оценка современного состояния и техногенной сукцессии экосистемы, определение наносимого ей ущерба, выбор мер по его уменьшению.

Научная новизна:

♦ Установлены и формализованы количественные закономерно -сти реакции гидроэкосистем на воздействие предприятий горной промышленности.

♦ Разработан и апробирован метод количественной оценки и нормирования многофакторных воздействий предприятий горной промышленности на гидроэкосистемы, базирующийся на универсальном показателе, который выражает кратность превышения воздействием его предельно допустимого для биоты уровня.

Защищаемые научные положения:

1. Многофакторное воздействие горнопромышленного предприятия на речную экосистему адекватно оценивается на основе количественных закономерностей изменения видового состава и основных структурно-функциональных характеристик макрозообентоса и нормируется, исходя из условий обратимости этого изменения.

2. Метод оценки воздействия горнопромышленного предприятия на речную экосистему должен базироваться на предлагаемом изоболическом показателе, который адекватно характеризует уровень результирующей многофакторной техногенной нагрузки на водные биосистемы, детерминирует ответную реакцию биоты, определяет величину наносимого ей ущерба и дает подход к экологическому нормированию.

3. Для существенного уменьшения уровня воздействия ООО "ПГ Фосфорит" на р. Лугу необходимо минимизировать поступление в водный объект фосфатов и органических соединений, что возможно при изменении существующей схемы биологической очистки сточных вод предприятия и отведении очищенных стоков на хвосто-хранилища обогатительной фабрики с целью повторного использования воды в технологическом процессе.

Методы исследований включали:

♦ изучение, анализ и обобщение литературных и фондовых материалов;

♦ многолетние натурные исследования с применением методов определения гидрохимических, гидрофизических, гидробиологических и ихтиологических параметров природной среды;

♦ статистический и математический анализ гидроэкологических данных, сведенных в единую компьютерную базу.

Практическая значимость работы

♦ Дана комплексная экологическая оценка р. Луги в зоне воздействия 0 0 0 «ПГ Фосфорит», установлены и описаны закономерности её техногенного преобразования, выявлены императивные техногенные факторы и определены уровни требуемого снижения их значений

♦ Определен ущерб, наносимый экосистеме р. Луги воздействием 0 0 0 «ПГ Фосфорит» и разработаны рекомендации по его минимизации.

Реализация результатов работы. Результаты работы используются в Федеральном государственном учреждении «СевероЗападное Бассейновое Управление по охране, воспроизводству рыбных запасов и регулированию рыболовства» при экспертизе пред-проектной и проектной документации при строительстве объектов горной промышленности и производстве горных работ в акваториях поймах и прибрежной полосе рыбохозяйственных водоемов.Ленин-градской, Вологодской и Новгородской областей.

Достоверность результатов исследований обусловливается: большим объемом проанализированного фактического материала (результаты обработки более 6 000 гидроэкологических проб, характеризующих различные антропогенные воздействия на разнотипные гидроэкосистемы); многолетним рядом репрезентативных наблюдений гидроэкосистемы р. Луги и 10 ее притоков (1998-2003 гг., 392 пробы); использованием современных методов статистического и математического анализа данных.

Апробация диссертации. Основные положения работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях СПГГИ (1999 - 2003 гг.), МГТУ ("Неделя горняка", 2000 -2003 гг), международных научных конференциях: РЭСТЕК "Металлургия-99" (1999 г.), "Экология и развитие Северо-Запада России" (IV-VII: 19992002 гг.); "Modeling and Analysis of Safety and Risk in Complex Systems" (2002 г.); "Экология и жизнь" (2002 г.); на международных конгрессах 'WasteTech-2001" (2001 г.) и "Молодежь и наука - третье тысячелетие"/YSТМ'02 (2002 г.); на Всероссийской конференции по Программе Президиума РАН "Научные основы сохранения биоразнообразия России" (2004 г.) и др.

Личный вклад автора:

♦ постановка задач и разработка методов исследования;

♦ создание компьютерной базы гидроэкологических данных;

♦ участие в экспедиционных натурных исследованиях, пробоотбор, камеральная обработка материала, его статистический и математический анализ;

♦ разработка концепции и метода количественного изучения и оценки многофакторных воздействий горнопромышленных предприятий на гидроэкосистемы по состоянию макрозообентоса;

♦ разработка подхода к нормированию состояния гидроэкосистем, испытывающих многофакторные техногенные воздействия;

♦ выбор и проектирование мероприятий по уменьшению техногенного воздействия на лужскую экосистему и предотвращению её деградации.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 печатных работ, сдана в печать монография.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 216 страницах машинописного текста, содержит 4 главы, приложение, введение и заключение, список использованной литературы из 139 наименований, 32 рисунка и 17 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях.

Аналитический обзор тематической литературы и результаты многолетних (1998-2003) оригинальных исследований на разнотипных водных объектах Северо-Запада показали, что наиболее адекватной количественной мерой совместного воздействия группы факторов на гидроэкосистему является их изобола (от гр. "юод" - равное и "РоХю!;" - изменение) - совокупность всех тех сочетаний значений данных факторов, на которые водная биота реагирует одинаково. Количественную оценку уровня результирующего многофакторного воздействия на экосистему целесообразно осуществлять на основе разработки единого, универсального показателя. Каждому его значению должна соответствовать определенная изобола. Такой изоболи-ческий показатель будет адекватно отражать эффект взаимодействия любой комбинации факторов и выражать кратность превышения воздействием своего предельно допустимого уровня.

Количественную оценку степени техногенного изменения биогы следует производить путем сравнения наиболее важных характеристик наиболее показательного биоиндикатора с их исходными значениями. Для гидроэкосистем таким биоиндикатором являются сообщества макрозообентоса (макрозообентоценозы). По сравнению с другими сообществами, макрозообентос наиболее стабилен в пространстве и времени, поэтому его состояние надёжно характеризует качество водной среды, состояние гидроэкосистемы и её техногенные изменения.

Наиболее важной характеристикой макрозообентоценоза является его видовой состав, непосредственно определяемый внешними условиями и во многом определяющий прочие характеристики сообщества. Установлено, что воздействие на гидроэкосистемы обратимо лишь до тех пор, пока состав видов макрозообентоса остается неизменным. Поэтому критерием превышения предельно допустимой нагрузки на гидроэкосистему является начало изменения исходного видового состава макрозообентоценоза. Антропогенные изменения количественных характеристик донных сообществ (видовое богатство, разнообразие, биомасса, и др.) должны также учитываться при оценке воздействия, но использоваться как второстепенные, вспомогательные показатели, зависимые от изменений видового состава. Закономерности реакции указанных характеристик макрозообентоценозов на результирующий уровень техногенной нагрузки выражаемый изобо-лическим показателем, могут стать надежной основой для количественной оценки и нормирования многофакторных воздействий предприятий горной промышленности на гидроэкосистемы.

Оценка техногенных изменений биоиндикатора осуществляется путем сравнительного анализа его состояния в условиях изучаемого воздействия ("импактные" условия) и в соответствующих "фоновых" условиях.

Критерием достоверного изменения видового состава макро-зообентоценоза является исчезновение особей хотя бы одного вида, характерного для сообщества в период наблюдения или появление нового характерного вида. Характерными для сообщества являются те виды, средняя популяционная плотность которых за этот период отличалась от нуля с достоверностью Данный доверительный

уровень определяется установленной закономерностью видовои структуры большинства природных макрозообентоценозов (рис. 1). В диапазоне 80%^<90% количество видов, попадающих в разряд характерных для макрозообентоценоза, обычно постоянно (плато кривой) и составляет около 40-50% от общего количества всех зарегистрированных видов.

Рис. 1. Типичный график зависимости доли видов, относимыхк разряду характерных для сообщества (Б* „./Б), от принимаемого при этом доверительного уровня р%.

Критерием сохранения упругой устойчивости ("упругости") макрозообентоценоза к многофакторному воздействию является сохранение его фонового видового состава. Количественной мерой упругой устойчивости макрозообентоценоза к комбинированному воздействию является граница "области сохранения упругости" (ОСУ) в гиперпространстве факторов, создающих данное воздействие. Граница ОСУ является изоболой, которой принадлежат все сочетания факторных значений, при которых фоновый видовой состав макрозоо-бентоценоза ещё сохраняется, но хотя бы один из видов, характерных в фоновых условиях, уже перешел в разряд "нехарактерных" (то есть стал встречаться спорадически). Таким образом, оценка упругой устойчивости к изучаемому воздействию макрозообентоценоза (и гидроэкосистемы, биоиндикатором которой он является) производится на основе чёткого и обоснованного количественного критерия.

2. Метод оценки воздействия горнопромышленного предприятия на речную экосистему базируется на предлагаемом изо-болическом показателе, который адекватно характеризует уро-

вень результирующей многофакторной техногенной нагрузки на водные биосистемы, детерминирует ответную реакцию биоты, определяет величину наносимого ей ущерба и дает подход к экологическому нормированию.

Описание границы ОСУ к п-факторному воздействию требует единообразной нормировки значений всех факторов:

где ХЮР1 и Х1101 - оптимальное (пороговое) и предельно допустимое значение ¡-го фактора, Ху и л;д - его абсолютное и нормированное]-е значение. При X; < Х;0Р1 ¡-й фактор не влияет на макрозообен-тоценоз, при XI > Хны вызывает потерю его устойчивости. В пределах Х,ор1 < X; < Х;ю1 (О < xi< 1) значения ьге фактора лимитируют сообщество по количественным характеристикам, однако не вызывают изменения видового состава (потери упругости) при подпороговых значениях прочих факторов. Значения параметров Х10р1 определяются путём сравнительного анализа различных плоских проекций п-мерной ОСУ в двухфакторные системы координат.

Граница ОСУ описывается формулой:

Параметр Ъ (0<2<оо) характеризует взаимодействие фактора с остальными: при Z=l оно аддитивно; при 0^<1 и Z>1 - сильнее и слабее аддитивного соответственно. Значения параметров ^ рассчитываются методом наименьших квадратов по результатам эмпирического изучения ситуаций повышенного риска потери устойчивости макрозообентоценозов к воздействию. Пример ОСУ макрозообенто-ценоза к воздействию трёх факторов приводится на рис. 2.

Количественной мерой результирующего п-факторного воздействия является показатель У - соотношение евклидовых расстояний от сочетания пороговых значений всех факторов (О) до ]-го сочетания их значений (А) и до ближайшей точки на границе ОСУ (К) (рис. 2; формула (3)).

Рис. 2. Оценка кратности превышения устойчивости макрозоо-бентоценоза (1) к воздействию трех факторов (X Х2, Х3) для конкретного]-го сочетания их значений (точка А,). Точка BJ - пересечение отрезком [ОА]] границы ОСУ. 1) значения всех трех факторов оптимальны; 2) значения двух факторов оптимальны, одного - субоптимальны; 3) значения одного фактора оптимальны, двух - субоптимальны; 4) значения всех трех факторов субоптимальны; прочие сочетания - вне ОСУ

Изоболический показатель Гвыражает кратность превышения воздействием своего предельно допустимого уровня, соответствующего границе ОСУ и, соответственно, пределу упругой устойчивости экосистемы к данной техногенной нагрузке.

±({ХЧ-Х^)х{Х1101-Х10р,У хУ,"1) ' =£

1=1 1=1

= 1. (3)

Ч } /

При этом каждое из п слагаемых формулы выражает реальный долевой вклад, который играет ьй фактор в итоговом воздействии на биоту в ]-й ситуации, благодаря адекватному количественному учету эффекта межфакторного взаимодействия

Результаты сравнительного анализа различных антропогенных сукцессий гидроэкосистем показали, что реакция большинства биоиндикационно значимых характеристик макрозообентоса на многофакторное внешнее воздействие подчиняется единой общей зако-

номерности. При этом изоболы различных функций благополучия макрозообентоценоза могут считаться подобными друг другу и границе ОСУ в частности. Соответственно, каждое значение показателя многофакторного воздействия Y детерминирует одну конкретную изоболу, т.е. этот показатель действительно является изоболическим и точно предопределяет реакцию биоты на действие любой комбинации лимитирующих факторов. Это позволяет обоснованно использовать показатель Y для количественной оценки, нормирования и выбора мер по регуляции техногенных воздействий на гидроэкосистемы.

Количественные закономерности реакции большинства биоиндикационно значимых характеристик макрозообентоценозов с приемлемой точностью аппроксимируются уравнением:

где - характеристика макрозообентоса, значение которой в изучаемых импактных условиях нормировано относительно синхронного ей фонового значения; а= const = (1 — 47f0mm )/(f7f0min ); b= const;

- нижний предел значений функции

Вариабельность частных значений параметров а и b для разных характеристик бентоса в различных экосистемах сравнительно невелика, различия их обычно недостоверны. Это позволило вывести единое уравнение зависимости нормированных характеристик макро-зообентоценозов от уровня комбинированных антропогенных воздействий с параметрами: а = 22.8±2.4,b =—1.53±0.13; R=0.9 (рис. 3).

По оси ординат на графике отложены значения функций благополучия, нормированные относительно фоновых (f/f,)- Показаны 2 типа функций отклика характеристик макрозообентоса на воздействие: 1) fff0(Y) - монотонная (график - S-образная кривая); 2) &f0(Y) -немонотонная (график - куполообразная кривая). I - потеря устойчивости сообщества макрозообентоса к воздействию (7=1); II - деградация сообщества макрозообентоса (У«3). Отмечены градации воздействия: а - незначительное (при Y< 1); Р ■- значительное (при 1<Y<3); у - максимальное (при Y>3).

Перегиб кривой I при Y=1 соответствует катастрофическому характеру потери устойчивости сообществ к воздействию, проявляющемуся в одновременном исчезновении целого комплекса (до 50

%) видов, характерных в фоновых условиях. Этот эффект всегда чётко проявляется в градиенте уровня многофакторных воздействий, характерных для предприятий горной промышленности Кривая 2 на рис. 3 отражает эффект стимуляции биомассы и скорости продуцирования макрозообентоса, наблюдаемый в некоторых биотопах при умеренном биогенном загрязнении водных объектов, если оно не сопровождается токсификацией и ацидификацией Видно, что в случае воздействия горнопромышленного предприятия фаза стимуляции отсутствует (уравнение (4): кривая 1 на рис. 3). Следовательно, для экологического нормирования техногенных воздействий на гидроэкосистемы следует ограничиться уравнением (4) и установить предельно допустимые уровни: У< 1 для ненарушенных гидроэкосистем с высоким уровнем биоразнообразия и значительными запасами ценных гидробионтов; У<3 для экосистем антропогенно преобразованных, с нарушенным видовым составом биоты, но еще имеющих некоторую рыбохозяйственную ценность.

Рис. 3. Реакция характеристик макрозообентоса на многофакторное антропогенное воздействие (пояснения в тексте)

Использование изоболического показателя и количественных закономерностей реакции водной биоты на многофакторное воздействие позволяет также предложить методику укрупненной оценки ущерба, наносимого рыбным запасам в импактной зоне горнопромышленного предприятия. Традиционно при расчетах рыбохозяйст-венных ущербов импактная зона выделяется дискретно, в то время

как реальные пространственные изменения кормовой базы рыб имеют градиентный характер. Предложенный способ оценки недополученной рыбопродукции дает возможность рассчитывать степень лимитирования кормовой базы рыб в градиенте воздействия как функцию изоболического показателя, что существенно уточняет расчеты.

Регуляция воздействия горнопромышленного объекта на гидроэкосистему и наносимого ей техногенного рыбохозяйственного ущерба также может осуществляться на основе предлагаемой формулы (3). """ ¿'ирование факторов по убыванию средних значений показателя позволяет правильно выделить императивные компоненты воздействия и обоснованно выбрать наиболее эффективные меры по их минимизации. Эффект от планируемых природоохранных мероприятий во многом определяется характером взаимодействия факторов в каждой их конкретной комбинации, что обычно не учитывается. Изоболический показатель впервые дает этим эффектам адекватное количественное выражение что определяет достаточно точный прогноз ожидаемых изменений уровня результирующего воздействия У. Соответствующий биотический эффект рассчитывается как функция планируемого уменьшения изоболического показателя (4).

З.Для существенного уменьшения уровня воздействия ООО "ПГ Фосфорит " нар. Лугу необходимо минимизировать поступление в водный объект фосфатов и органических соединений, что возможно при изменении существующей схемы биологической очистки сточных вод предприятия и отведении очищенных стоков на хвостохранилища обогатительной фабрики с целью повторного использования воды в технологическом процессе.

Для апробации метода количественной биоиндикационной оценки техногенного воздействия на гидроэкосистему требовался модельный водный объект, характеризующийся высоким уровнем биоразнообразия, имеющий большую рыбохозяйственную ценность и испытывающий сильное, многофакторное воздействие крупного горнопромышленного предприятия Этим требованиям полностью соответствует р. Луга в зоне воздействия ООО «ПГ Фосфорит». Техногенная нагрузка на экосистему реки формируется вследствие сброса карьерных, производственных и ливневых сточных вод, инфильтрации сточных и дренажных вод с территорий, занятых отходами производства, и аэротехногенного загрязнения водосборной территории.

Разнообразие источников образования и путей поступления поллю-тантов в лужские воды определяет достаточно сложный характер их комбинированного действия на речную биоту. Таким образом, воздействие ООО «ПГ Фосфорит» на экосистему р. Луги является вполне репрезентативной модельной ситуацией для полноценной практической проверки предлагаемого метода. Гидроэкологический мониторинг 40-километрового участка р. Луги (в зоне воздействия 0 0 0 «ПГ Фосфорит» и в фоновых условиях) и 10 её притоков проводился в летнюю межень 1998-2003 гг. и включал регулярное определение гидролого-гидрохимических параметров и изучение макрозообентоса, а также, эпизодически, других основных сообществ гидробионтов.

По совокупности изучавшихся характеристик все изучавшиеся водотоки следует отнести к категории

("умеренно загрязненных"). Исключение составляет участок р. Луга в зоне воздействия ООО «ПГ Фосфорит», где воды соответствуют характеристикам - мезосапробного ("загрязненного") малопродуктивного водотока, местами достигая уровня мезосапробности ("грязные" воды). Результаты мониторинга экосистемы р. Луги позволяют формализовать условие сохранения упругой устойчивости ее биоты к техногенному воздействию ООО «ПГ Фосфорит» формулой (2) для 10 наиболее влиятельных лимитирующих факторов с параметрами (значения Х0 и X, - в мг/дм3): БПК5 (Х0 =1,0; X, = 2,0, Ъ = 0,9); концентрация кислорода (8,3; 5,0; 0,5), сульфатов (15; 100; 1,2), нитрит-анионов (0,04; 0,08; 3,7), катионов аммония (0,10; 0,55; 3,7), фосфат-анионов (0,001; 0,040; 1,0), летучих фенолов (0,001; 0,050; 0,7); СПАВ (0,01; 0,05; 0,8); нефтепродуктов (0,01; 0,08; 1,9); фторид-анионов (0,30; 0,75; 0,7). Полученные параметры использовались в формуле (3) для расчета значений изоболического показателя У. Пример пространственной динамики уровня многофакторного воздействия ООО «ПГ Фосфорит» на гидроэкосистему р. Луги на её изучавшемся участке в летнюю межень 2002 г. приводится на рис. 4.

Интенсивность техногенного воздействия закономерно и существенно возрастает на участке 57-й - 43-й км от устья р. Луги. Начало резкого усиления воздействия явно определяется сточными водами, выпускаемыми через руч. Горский. Далее по течению реки это воздействие продолжает нарастать. Речные воды существенно обогащаются поллютантами в зоне промплощадки предприятия. Влияние нижележащих источников сброса сточных вод на показатель резуль-

тирующего воздействия незначительно. По мере ежегодного увеличения объема производства и интенсивности отходообразования характер распределения многофакторной нагрузки по изучавшемуся участку реки сохранялся, пропорционально возрастали лишь абсолютные значения показателя У.

Рис. 4. Ход изменения уровня результирующего техногенного воздействия кратность превышения ПДУ) и совокупного вклада в его формирование трех императивных факторов %) (факторы - гипоксия, загрязнение реки легко минерализуемыми органически ми веществами (по БПК) и фос фатами) на изучавшемся участке р. Луги в 2002 г. (указаны номера створов наблюдения)

Уровень результирующего техногенного воздействия достаточно строго определяет реакцию основных характеристик макро-зообентоценозов (рис. 5), что подтверждает состоятельность предлагаемого метода. Поскольку достоверность различия значений каждого из параметров, рассчитанных для различных характеристик, невелика (Р<60%), биотическая реакция на воздействие может быть описана

единым уравнением, представленным на рисунке.

Отличия данных значений параметров уравнения от значений (с. 12), характеризующих реакцию макрозообентоценозов разнотипных гидроэкосистем на многофакторные антропогенные воздействия, недостоверны (Р<50%).

Рис. 5. Зависимость характеристик макрозообентоценозов р. Луги от уровня многофакторного антропогенного воздействия (У). Б и Б, - видовое богатство сообщества (Б1 - включая танатоценозы); Нк - индекс видового разнообразия, рассчитанный по Шеннону-Уиверу для плотности; В - биомасса; W - средняя масса особи

Таким образом, основные количественные закономерности реакции макрозообентоценозов на различные многофакторные воздействия, по-видимому, довольно схожи, что облегчает их унифицированное нормирование.

Сравнение долевых вкладов факторов показывает, что основу воздействия составляли загрязнение вод органическими веществами (оцениваемое по БПК5) и фосфатами, а также обусловленная этим гипоксия. Совокупный вклад трех указанных факторов в общее воздействие отражен на рис. 4. Поскольку гипоксия является вторичным фактором загрязнения реки, возможно с приемлемой точностью выразить уровень результирующего техногенного воздействия на лужскую экосистему зависимостью от двух императивных факторов воздействия - органического загрязнения вод (оцениваемого по БПК5) и загрязнения их фосфатами. Это дает количественный подход к опреде-

лению мер по снижению техногенного воздействия путем необходимого уменьшения значений двух указанных факторов.

Основная доля сбрасываемых в реку органических веществ, значительная доля минеральных соединений фосфора и иных поллю-тантов определяется их поступлением через ручей Горский, что подтверждается как результатами апробации метода, так и анализом нормативно-технической документации предприятия. В русло ручья осуществляется выпуск сточных вод с сооружений биологической и механической очистки сточных вод ООО «ПГ Фосфорит». Причиной загрязнения, в первую очередь, является нестабильное функционирование биологических очистных сооружений (БОС) предприятия.

Предлагается существенно уменьшить сброс фосфатов и органических соединений путём проведения капитального ремонта и ввода в эксплуатацию 1-й технологической нитки БОС. Очищенные сточные воды следует отводить на территории, занятые хвостохрани-лищами обогатительной фабрики 0 0 0 «ПГ Фосфорит» и, после отстаивания, возвращать в технологический процесс для дальнейшего использования. Реализация предложенного мероприятия позволит добиться снижения: природоохранных платежей предприятия - с 4.3 до 2.6 млн. руб./год; экологического ущерба от загрязнения водной среды - с 9.9 до 8.0 млн. руб./год. Средний уровень воздействия на

гидроэкосистему уменьшится с У «6 до У «2, что близко к фоновому уровню (ожидаемый ход изменений У (У) - на рис. 4). Ущерб рыбным запасам, рассчитанный с использованием предложенной методики, снижается с 4.9 до 2.4 млн. руб./год.

Таким образом, предлагаемый метод позволяет достаточно точно оценивать, нормировать сложное воздействие горнопромышленных предприятий на речные экосистемы и обоснованно выбирать наиболее эффективные меры по его регуляции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую работу, в которой содержится решение актуальной задачи: создание метода количественной оценки многофакторного воздействия горнопромышленного предприятия на экосистему реки.

Основные выводы: 1. В основу метода оценки, нормирования и регуляции воздействия горнопромышленных предприятий на речные экосистемы целесообразно положить закономерности реакции лучших биоиндикационных

характеристик (видовой состав и количественные ценотические параметры макрозообентоса) на многофакторное воздействие, выраженное универсальным изоболическим показателем У (кратность превышения предельно допустимого уровня воздействия на биоту), адекватно отражающим эффект взаимодействия любой комбинации факторов. Показатель У определяется путем поиска минимума функции:

7=1

где -пороговое и предельно допустимое значения фактора.

Z - характеристика его взаимодействия с остальными п-\ факторами (Z=l - аддитивное, 0^<1 и Z>1 - сильнее и слабее аддитивного).

2. Критерием сохранения упругой устойчивости ("упругости") мак-розообентоценоза к многофакторному воздействию является сохранение фонового видового состава (при доверительном уровне 90%). Предельно допустимый уровень воздействия на экосистему описывается изоболой, ограничивающей область сохранения упругости (ОСУ) макрозообентоценоза в гиперпространстве взаимодействующих факторов ^=1).

3. Реакция основных характеристик макрозообентоса на воздействие предприятия горной промышленности хорошо аппроксимируется двухпараметрическими уравнениями функций от значения изоболи-ческого показателя У. Это позволяет использовать показатель Удля нормирования состояния речной экосистемы, а также для расчета наносимого ей техногенного ущерба (благодаря точной оценке локального уровня результирующего воздействия и его пространственно-временных изменений).

4. Река Луга, являющаяся водотоком высшей категории рыбохозяй-ственного использования и обладающая уникальным видовым составом гидробионтов, подвергается достаточно интенсивной и многофакторной техногенной нагрузке в районе расположения ООО «ПГ Фосфорит», что делает данный природно-промышленный комплекс репрезентативным модельным объектом для апробации предложенного метода оценки воздействия горнопромышленного предприятия на речную экосистему.

стему, корректного экологического нормирования, определения наносимого экосистеме техногенного ущерба, выбора наиболее целесообразной программы природоохранных мероприятий на базе надежного прогноза ожидаемых результатов. Благодаря применению изоболиче-ского метода для ООО "ПГ Фосфорит" предложены конкретные меры по снижению воздействия на р. Лугу почти до фонового уровня при уменьшении общей величины техногенного рыбохозяйственного ущерба на 2.5 млн.руб/год.

Основные публикации по теме диссертации:

1. Оценка состояния экосистем р.Луга и ее притоков в зоне влияния ОАО "Фосфорит" // Сб. тр. мол. ученых СПГГИ (ТУ). - СПб, 1999 - вып. 5 - С. 6669 (соавтор А.В. Савченко).

2. Количественная оценка и нормирование сложных антропогенных воздействий на макрозообентос // Сб. научных трудов ГосНИОРХ - вып.326 -

2000 — С. 137-144 (соавторы В.Ф. Шуйский, Т.П. Занцинская).

3. Оценка многофакторных техногенных воздействий на биосистемы // Сб. трудов молодых ученых СПГГИ (ТУ) - вып. 7 - СПб, 2001 - С. 91-93.

4. The quantitative assessment of multifactor toxic waste impact on freshwater ecosystems. // Rep. of the Second International Exhibition ofWaste Management "WasteTech-2001" - Moscow, 2001 - P. 367-368 (joint authors V.F. Shuisky, Y.V. Shuvalov).

5. Количественная оценка техногенного ущерба пресноводным экосистемам на основе анализа экологического риска // Сб. научн. докл. VI междунар. конф. "Экология и развитие Северо-Запада России" - СПб.: МАНЭБ,

2001 г. - С. 151-154 (соавторы В.Ф. Шуйский, Т.В. Максимова).

6. Техногенная сукцессия р. Луги в зоне воздействия ОАО "Фосфорит" // Записки Горного института - 2002 - Т. 150 - С. 50 - 53

7. Оценка и подход к нормированию многофакторных техногенных воздействий на биосистемы // Горный информационно-аналитический бюллетень - 2000 - № 12 - С. 109 - 112 (соавтор В.Ф. Шуйский).

8. Результаты десятилетних исследований пресноводных экосистем Северо-Запада // Сб. научн. докл. VII междунар. конф. "Экология и развитие Северо-Запада России" - СПб.: МАНЭБ, 2002 г. - С. 451- 455 (соавторы В.Ф. Шуйский, Т.В. Максимова).

9. Количественная оценка, нормирование и регуляция многофакторных антропогенных воздействий на пресноводные экосистемы // Записки Горного института - 2003 - Т. 154 - С. 115 - 118 (соавторы В.Ф. Шуйский, Т.В. Максимова, О.С. Иванова).

10. Оценка экологического ущерба, наносимого водоемам при ведении гидромеханизированных работ // Там же - С. 334 - 347 (соавторы В.Ф. Шуйский, Т.В. Максимова, О.С. Иванова).

РИЦ СПГГИ. 23.04.2004.З.191. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Í11 434

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Петров, Денис Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ, НОРМИРОВАНИЯ И РЕГУЛЯЦИИ МНОГОФАКТОРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОЭКОСИСТЕМЫ И НАНОСИМОГО ИМ'

ТЕХНОГЕННОГО УЩЕРБА (АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Состояние проблемы количественной оценки, нормирования и регуляции многофакторного воздействия на гидроэкосистемы.

112: Состояние проблемы оценки техногенного ущерба пресноводным экосистемам.

1.3. Основные результаты анализа проблемы количественной оценки ш нормирования многофакторных антропогенных воздействий на пресноводные экосистемы и определения наносимого им техногенного ущерба.

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОД КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ И НОРМИРОВАНИЯ МНОГОФАКТОРНОГО АНТРОПОГЕННОГО $ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РЕЧНУЮ ЭКОСИСТЕМУ И НАНОСИМОГО ЕЙ ТЕХНОГЕННОГО УЩЕРБА.;.

2.1. Концепция устойчивости сообществ-биоиндикаторов гидроэкосистемы к многофакторному воздействию.

2.2. Количественная оценка многофакторного воздействия на гидроэкосистему и наносимого ей ущерба;.

2.3. Подход к нормированию многофакторного воздействия на гидроэкосистему и регуляции наносимого ей ущерба.

Выводы.

ГЛАВА З: ЭКОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ООО «ПГ ФОСФОРИТ» И АКВАТОРИИ РЕКИ ЛУГИ, КАК МОДЕЛЬНОГО

ОБЪЕКТА.

3.1. Общие сведения о промышленном предприятии.

3.2. Технология производства.

3.3. Краткая характеристика экосистемы реки Луги и ее изучавшихся притоков.

3.4. Характеристика предприятия как источника нарушений и загрязнений природной среды.

Выводы.

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕХНОГЕННОЙ СУКЦЕССИИ ЭКОСИСТЕМЫ Р. ЛУГИ В ЗОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

ООО «ПГ ФОСФОРИТ» (ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА).

4.1. Выявленные пути и факторы воздействия ООО «ПГ Фосфорит» на лужскую гидроэкосистему.

4.2. Современное состояние гидроэкосистемы в зоне воздействия.

4.3. Результаты оценки ущерба экосистеме р. Луги от воздействия

ООО «ПГ Фосфорит».

4.4. Рекомендации по минимизации техногенного воздействия и предотвращению деградации лужской экосистемы.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Метод количественной биоиндикационной оценки воздействия горно-промышленного предприятия на речную экосистему"

Актуальность работы. Как известно, предприятия горнометаллургического комплекса характеризуются особенно мощным воздействием на окружающую среду и на водные объекты в частности. Оно формируется различными путями и создается целым комплексом^ сложно взаимодействующих факторов. Это весьма затрудняет и часто обесценивает оценку состояния водной среды и ее техногенных изменений по одним лишь абиотическим параметрам. Вместе с тем, стандартные методы биоиндикации (например, оценка сапробности) ориентированы, преимущественно, на классическую сукцессию гидроэкосистемы по сценарию эвтрофирования из-за сельскохозяйственных стоков.- Однако при техногенном воздействии эвтрофирование отягощается комбинированной интоксикацией, подавляющей биотические процессы самоочищения. Такие изменения гидроэкосистем гораздо более разнообразны, мало предсказуемы и не поддаются оценке, прогнозу и нормированию на основе общепринятых методов: Это определяет необходимость разработки лучшего метода, дающего достаточно точную количественную оценку специфического влияния горнопромышленных предприятий на водные экосистемы.

Таким образом, актуальность данной работы обусловлена отсутствием адекватных способов оценки и нормирования воздействия горнопромышленных предприятий на водные экосистемы. Кроме того, она определяется, также высокой биохорологической и рыбохозяйственной ценностью и малой изученностью модельного водного объекта - уникальной экосистемы р. Луги, испытывающей воздействие ООО "ПГ Фосфорит".

Цель работы. Разработка метода количественной оценки, нормирования и выбора пути уменьшения многофакторных техногенных воздействий на речные экосистемы на основе их биоиндикации по состоянию сообществ донных беспозвоночных животных крупнее 2 мм (макрозообентоса).

Основные задачи работы:

6. Апробация метода на примере воздействия ООО «ПГ Фосфорит» на р. Лугу: количественная биоиндикационная оценка современного состояния и техногенной сукцессии экосистемы, определение наносимого ей ущерба, выбор мер по его уменьшению.

Научная новизна:

• Установлены и формализованы количественные закономерности реакции гидроэкосистем на воздействие предприятий горной промышленности.

• Разработан и апробирован метод количественной оценки и нормирования многофакторных воздействий предприятий горной промышленности на гидроэкосистемы, базирующийся на универсальном показателе, который выражает кратность превышения воздействием его предельно допустимого для биоты уровня.

Защищаемые научные положения:

3. Для существенного уменьшения уровня воздействия ООО "ПГ Фосфорит" на р. Лугу необходимо минимизировать поступление в водный объект фосфатов и органических соединений, что возможно при изменении существующей схемы биологической очистки сточных вод предприятия и отведении очищенных стоков на хвостохранилища обогатительной фабрики с целью повторного использования воды в технологическом процессе.

Методы исследований включали:

• изучение, анализ и обобщение литературных и фондовых материалов;

• многолетние натурные исследования с применением методов определения гидрохимических, гидрофизических, гидробиологических и ихтиологических параметров природной среды;

• статистический и математический анализ гидроэкологических данных, сведенных в единую компьютерную базу.

Практическая значимость работы

• Дана комплексная экологическая оценка р. Луги в зоне воздействия ООО «ПГ Фосфорит», установлены и описаны закономерности её техногенного преобразования, выявлены императивные техногенные факторы, и определены уровни требуемого снижения их значений

• Определен ущерб, наносимый экосистеме р. Луги воздействием ООО «ПГ Фосфорит» и разработаны рекомендации по его минимизации.

Реализация результатов работы. Результаты работы используются в Федеральном государственном учреждении «Северо-Западное Бассейновое Управление по охране, воспроизводству рыбных запасов и регулированию рыболовства» при. экспертизе предпроектной и проектной документации при строительстве объектов горной промышленности и производстве горных работ в акваториях, поймах и прибрежной полосе рыбохозяйственных водоемов Ленинградской, Вологодской и Новгородской областей.

Достоверность результатов исследований обусловливается: большим объемом проанализированного фактического материала (результаты обработки более 6 ООО гидроэкологических проб, характеризующих различные антропогенные воздействия на разнотипные гидроэкосистемы); многолетним рядом репрезентативных наблюдений гидроэкосистемы р. Луги и 10 ее притоков (1998-2003 гг., 392 пробы); использованием современных методов статистического и математического анализа данных.

Апробация диссертации. Основные положения работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях СПГГИ (1999 - 2003 гг.), МГГУ ("Неделя горняка", 2000. -2003 гг.), международных научных конференциях: РЭСТЕК "Металлургия-99" (1999 г.), "Экология и развитие Северо-Запада России" (IV-VII: 1999-2002 гг.); "Modeling and Analysis of Safety and Risk in Complex Systems" (2002 г.); "Экология и жизнь" (2002 г.); на международных конгрессах "WasteTech-2001" (2001 г.) и "Молодежь и наука -третье тысячелетие"Лг8ТМ'02 (2002 г.); на Всероссийской конференции по

Программе Президиума РАН "Научные основы сохранения биоразнообразия России" (2004 г.) и др.

Личный вклад автора:

• постановка задач и разработка методов исследования;

• создание компьютерной базы гидроэкологических данных;

• участие в экспедиционных натурных исследованиях, пробоотбор, камеральная обработка материала, его статистический и математический анализ;

• разработка концепции и метода количественного изучения и оценки многофакторных воздействий горнопромышленных предприятий на гидроэкосистемы по состоянию макрозообентоса;

• разработка подхода к нормированию состояния гидроэкосистем, испытывающих многофакторные техногенные воздействия;

• выбор и проектирование: мероприятий по уменьшению техногенного воздействия на лужскую экосистему и предотвращению её деградации:

Публикации. По теме диссертации опубликовано 39 печатных работ, сдана в печать монография.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Петров, Денис Сергеевич

Основные выводы:

1. В основу метода оценки, нормирования и регуляции техногенной нагрузки горнопромышленных предприятий на речные экосистемы целесообразно; положить закономерности реакции лучших биоиндикационных характеристик (видовой состав иг количественные ценотические параметры макрозообентоса) на многофакторное воздействие, выраженное универсальным изоболическим показателем (кратность превышения; предельно допустимого уровня воздействия на биоту, У), адекватно« отражающим; эффект взаимодействия любой комбинации факторов. Показатель У определяется путем поиска минимума функции: где Хор1 и Хм -пороговое и предельно допустимое значения фактора; Ъ-характеристика его взаимодействия с остальными п-1 факторами — ад дитивное, 0<2<1и 2>1 - сильнее и слабее аддитивного);

2. Критерием сохранения упругой устойчивости ("упругости") макрозообентоценоза, к многофакторному воздействию; является сохранение; фонового^ видового состава (при доверительном уровне 90%). Предельно допустимый; уровень воздействия на экосистему описывается изоболой, ограничивающей область сохранения'упругости (ОСУ) макрозообентоценоза в гиперпространстве взаимодействующих факторов (Г=1).

3: Зависимость реакции основных характеристик макрозообентоса на техногенное воздействие хорошо аппроксимируется двухпараметрическими уравнениями функций от значения изоболического показателя У. Это позволяет использовать показатель Г для нормирования состояния речной экосистемы, а также для расчета наносимого ей техногенного ущерба (благодаря точной оценке локального уровня результирующего воздействия и его пространственно-временных изменений).

4. Река Луга, являющаяся водотоком высшей категории рыбохозяйственного использования и обладающая уникальным видовым составом гидробионтов, подвергается достаточно интенсивной и многофакторной техногенной нагрузке в районе расположения ООО «ПР Фосфорит», что делает данный природно-промышленный комплекс репрезентативным модельным объектом для апробации предложенного метода оценки воздействия горнопромышленного предприятия на речную экосистему.

5. Результаты апробации метода показали его состоятельность и пригодность для адекватной количественной оценки многофакторного воздействия горнопромышленных предприятий на речную экосистему, корректного экологического нормирования, определения наносимого экосистеме техногенного ущерба, выбора наиболее целесообразной программы природоохранных мероприятий на базе надежного прогноза ожидаемых результатов. Благодаря применению изоболического метода для ООО "ПГ Фосфорит" предложены конкретные меры по снижению воздействия на р. Лугу почти до фонового уровня при уменьшении общей величины техногенного рыбохозяйственного ущерба на 2,5 млн.руб/год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую; работу, в которой содержится решение актуальной задачи: создания метода; количественной оценки многофакторного воздействия горнопромышленного предприятия на экосистему реки.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Петров, Денис Сергеевич, Санкт-Петербург

1. Цветкова Л.И., Алексеев М.И., Усанов Б.П. и др. Экология М.: Химиздат, 1999.-488 с.

2. Фрумин Г.Т. Экологическая химия и экологическая токсикология -СПб.: РГГМУ, 2000- 198 с.

3. ОНД 86. Методика расчета ; концентрации в ? атмосферном воздухе вредных веществ,; содержащихся в выбросах предприятий. Л.: Гидрометеоиздат, 1987-94 с.

4. Методические указания по разработке нормативов предельно-допустимых сбросов вредных веществ в поверхностные водные объекты. Утверждена МПР РФ 1998.

5. Власов В.В. Реакция организма на внешние воздействия: общие закономерности развития: и: методические проблемы исследования Иркутск: ИГУ, 1994-344 с.

6. Mitscherlich D.E. Die Bestimmung des Dungerbedurfhisses des Bodens -Berlin, 1925 425 s.

7. Кимстач В: А. Классификация « качества поверхностных вод в странах Европейского экономического сообщества- СПб.: Гидрометеоиздат, 1993 —48 с.

8. Шуйский В.Ф. Количественная оценка многофакторного антропогенного воздействия на пресноводный макрозообентос // Тез. докл. VIT СъездаГБО, Казань, 14-20 окт. 1996-Казань, 1996-С. 91-93. 0.2гш

9. Савченко A.B., Петров Д.С. Оценка многофакторынх техногенных воздействий на биосистемы // Сб. трудов молодых ученых СПГГИ (ТУ) вып. 7 -СПб, 2001-С. 91-93

10. Лейник М.В. О физиологических критериях и методике определения тяжести работы // Гигиена труда и проф. заболеваний-1960 N11 - С. 3-10

11. Зоммер Е.А., Прозоровский В.Б. Реализация принципов общей токсикологии: в регламентировании химических веществ в воде рыбохозяйственных водоемов // Охрана природы от загрязнений пром. выбросами предприятий целлюлоз.-бум. пром-сти Л., 1983 - С. 22 -32

12. Нагорный П.А. Комбинированное действие химических веществ; и методы его гигиенического изучения М., 1984 - 182 с.

13. Cairns J., McCormick P. V. Developing an ecosystem-based capability for/ ecological risk assessmets // Environ Prof. 1992 - V. 14, N3 - P. 186-196

14. Востокова E.A., Гунин П.Д., Буян-Орших X. и др. Методолгия оценки состояния и картографирования экосистем в экстремальных условиях Пущино, 1993 - 202 с. - ISBN 5-201-10568-8

15. Madden С.Р., Suiter, P.J., Nicholson B.S., Austin A.D. Deformites in chironomid larvae as indicators of pollution (pesticide) stress: Pap. 11th Int. Symp.

16. Chironomidae, Amsterdam, 12-14 Aug., 1991// Neth. J. Aquat. Ecol. 1993. - V.26, N 2-4.-P. 551 -557.

17. Birol G.A. Use of chironomid to assess environmental degradation in the Jamaska river, Quebec//Environ, Monit. and Assess. -1994 V.30, N2 - P. 163-175

18. Rees H.L., Parker М.М. Assessment of the utility of benthos studies in pollution monitoring programmes // Techn. Mar. Environ. Sci. -1991 N 16. - P. 3 - 20.

19. Hooper F.F. Eutrophication indices and their relation to other indices of ecosystems change // Eutrophication: causes, consequences, correctives -Washington,1969 P. 225-235.

20. Fontoura A.P. Les communates de macro- invertebrates du bassin hydrographilogique du eleuve Lima comme indicateurs de la qualite biologique de l'eau // Publ. Inst. zool. Dr. A. Nobre -1984 N183 - 20 p.

21. Dauvin J.-C. Le benthos, temoin des variations de Tenvironement // Oceanis -1993 V.19,N6 - P. 25-33

22. Petersen C.E. The extent of anthropogenic disturbance on: the aquatic assemblages of the east branch of the Dulage River, Illinois, as evaluated using stream arthropods // Trans Ш. State Acad. Sci. -1994 V.87, N1-2 - P. 29 - 35

23. Mayer F., Ellersieck M.R. Manual of acute toxicity: interpretation and data base for 410 chemical and 66 species of freshwater animals // US Dep. Inter. Fish and Wildlife Serv. Resour. Publ. 1986 - N160,IV - 506 pp.

24. Schulz R., Liess M. Chronic effects of low insecticide concentrations on freshwater caddisfly larvae // Hydrobiologia 1995 - V.299, N2 - P. 103 -113.

25. Mason W.T., Lewis P.A.J., Weber C.I. An evaluation of benthic macroinvertebrate biomass methodology // Environ. Monit. and Assessment 1985 -V.5, N4 - P. 399 - 422

26. Kingston P.F. Field effects of platform discharges on benthic macrofauna // Phil Trans. Roy. Soc. London 1987 - B316, N 1181 - P. 545-563

27. Алимов А.Ф. Введение в продукционную гидробиологию -Л.:Гидрометеоиздат,1989 -152 с.

28. Пианка Э. Эволюционная экология М.:Мир, 1981 - 399 с.

29. Одум Ю. Экология М.:Мир,1986.Т.2 - 376 с.

30. Кухарев В.И. Сообщества макрозообентоса как индикаторы качества вод малых рек Карелии: Автореф. дис. канд. биол. наук JI.,1991 - 24 с.

31. Каменев А.Г., Карамайкипа И.Н. Продукция макрозообентоса и качество воды Средней Суры //21 Огарев, чтения: Матер, науч. конф., Саранск, 1992 Саранск, 1993 - С. 39-40

32. Warwick R.M. A new method for detecting pollution effects macrobenthic communities //Mar. Biol.- 1986 V.92, N4 - P. 557 - 562

33. Warwick R.W., Clarke K.R. Relearning the ABC: taxonomic changes and abundance/biomass relationships in disturbed benthic communities //Mar. Biol. 1994 -V. 118,N4-P. 739-744

34. Anderlini V.C., Wear R.G. The effect of sewage & natural disturbances on benthic macrofaunal communities in Fitzroy Bay, Wellington, New Zeland // Mar.Pollut.Bull. -1992. 24, N1: - c. 21> 26.

35. Covay K.J: Appraisal of water quality in piceance Creek using benthic invertebrates // US Geol. Surv. Profess. Par. 1987 - N310 -P. 87 - 92

36. Охрана; природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов. ГОСТ 17.1.2.04-77.

37. Woodiwiss F.S. The biological system of stream classification used by the Trent River Bord // Chem. J. Industri 1964 - V. 11, N3 - P. 443 - 447

38. Вудивисс Ф.С. Биотический индекс р.Трент. Макробеспозвоночные и биологическое обследование // Тр. I сов.-англ. симпоз. Л., 1977 - С. 132-161

39. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков: ГОСТ 17.1.3.07-82

40. Алимов А.Ф., Тесленко В. А. Структурно-функциональные характеристики речного бентоса в зоне антропогенных воздействий // Гидробиол. ж. 1988-Т. 24,N2-С. 27-31

41. Prat N., Puig М.-А., Gonzales G., Millet X. Chironomid longitudinal distribution and macroinvertebrate diversity along the Llobregat River (NE Spain) // Mem. Amer. Entomol; Soc. 1983 - N34 - P. 267 - 278

42. Пареле Э.А., Астапенок Е.Б. Тубифициды индикаторы качества водоема // Изв.АН ЛатвССР -1975 - N9(338) - С.44-46

43. Bazzanti M., Seminara M. Environmental stress in a regulated eutrophic lake indicated by the profimdal macrobenthic community // Boll. zool. 1988 - V.54, N3 -P. 261 -266

44. Bendell B.E., McNicol D.K. An assessment of leeches; (Hirudinea) as indicators of lake acidification // Can. J. Zool. 1991 - V.69, N1 - P. 130-133

45. Попченко В.И. Закономерности изменений сообществ олигохет в условиях загрязнения водоемов // Вод. малощетинков. черви. Матер. 6 Всес. симп. Саласпилс, 27-30 апр., 1987 -Рига, 1987 С. 117-122

46. Шебунина Н.А. Поиск видов-индикаторов загрязнения водных экосистем хлорорганическими пестицидами // Гидробиол. ж. 1990 - Т.26, N2 - С. 74-78

47. Балушкина E.B. Функциональное значение личинок хирономид в континентальных водоемах Л.:Наука,1987 - 179 с.60. 51нева И.Я. Зообенгосът на р.Вит.П // Хидробиология 1988 - Т.32 - С.3.30

48. Леванидова И.М., Тесленко В.А., Лукьяненко Т.И., и др. Структура сообществ донных беспозвоночных как основа биомониторинга горных рек

49. Сихотэ Алиня // Сист. и экол. реч. организмов / АНСССР.ДВО. Биолого - почв, ин-т - Владивосток, 1989 - С. 69 -73

50. Попченко В.И. Закономерности изменения сообществ донных беспозвоночных в- условиях загрязнения природной среды // Науч. основы биомониторинга пресновод. экосистем: Тр: сов.-фр. симп., Астрахань, . 9-12 сент., 1985 Л., 1988 - С. 135-141

51. Пастухова Е.В. Пространственное распределение макробентических: сообществ и их трофическая структура в малых долинных водохранилищах // Экология 1976 - N6 - С. 65-72

52. Шуйский В.Ф. Изменения трофической структуры макрозообентоса > литорали малых озер под влиянием минеральных удобрений, вносимых в различном режиме // Тез.докл.ХХ1Х Всес.гидрохимич. совещания, Ростов-на-Дону, 1987г. -Ростовн/Д, 1987Ь-Т.2-С. 120-121

53. Бурковский И.В. Структурно-функциональная организация и устойчивость морских донных сообществ М:МГУ, 1992 - 208 с.

54. Кузнецов А.П. Экология донных сообществ Мирового океана. Трофическая структура М; :Наука, 1980 - 243 с.

55. Rosenfeld J.S., Mackay R.J. Assessing the food base of stream ecosystems: alternatives to the P/R ratio II Oikos 1987 - V.50, N1 - P. 141-147

56. Pantle R., Buck H; Die biologische Uberwachsung der Gewasser und die Darstellung der Ergebnisse // Gas- und Wasserfach 1955 - Bd.96 - S. 604 - 618

57. Тодераш И.К. Функциональное значение хирономид в экосистемах водоемов Молдавии Кишинев:ШтиинцаД984 - 172 с.

58. Lang С. Eutrophication of lake Neuchatel indicated by the oligochaete communities II Hydrobiologia 1989 - V. 174, N1 - P. 57-65

59. Bazzanti M., Bandacigno F. Chironomids as water quality indicators in the river Mignone (Central Italy) // Hydrobiol. BuU. -1987 V.21, N2 - P. 213 -222

60. Burkhardt R: Untersuchungen uber die Trichoptera des Vogelsberges. 2. Auswirkungen antrophogener Verunreinigungen der Fliessgawasser // Arch. Hydrobiol. -1987-Bd. Ill,Nl-S. 107-119

61. Галуткина К.А. Очистка сточных вод в биофильтрах и аэротенках -Jli: ЛГИ, 1989 -30 с.

62. Погребов В.Б. Анализ распределения гидробионтов в верхнем отделе шельфов морей. СССР на основе статистического подхода: Автореф. дисс. докт. биол. наук СПб, 1991 -32 с.

63. Ошурков В.В. Сукцессии* и динамика эпибентосных сообществ верхней сублиторали: Автореф. дис. докт. биол. наук Л., 1993 -44 с.

64. Вахрушев А.А., Раутиан А.С. Исторический подход в экологии: сущность и: перспективы // Биологическое разнообразие: подходы к изучению и сохранению. Мат. конф. БИН РАН и ЗИН РАН; 14-15 февр. и 14-15 мая 1990 г., Ленинград СПб,1992 - С. 81-91

65. Жерихин В.В. Использование палеонтологических данных в экологическом прогнозировании // Экологическое прогнозирование М::Наука, 1979-С. 113-132

66. Lockwood J.L., Pimm S.L. Species: would any of them be missed? // Curr. Biol. 1994 - V.4,N5 - P. 455-457

67. Горшков В.Г., Кондратьев К.Я., Шерман С.Г. Устойчивость биосферы и сохранение цивилизации//Природы 1990 - N7 - С. 3-16

68. Шуйский В.Ф., Петров Д.С. Метод количественной оценки и подход к нормированию многофакторных воздействий на пресноводные экосистемы // Записки Санкт-Петербургского горного института 2001 — Т. 149 - С. 129 — 131

69. Shannon С.Е., Weaver W. The mathematical theory of communications -Urbana, 1963 117 p.

70. Norris R.H., Georges A. Design and analysis for assessment of water quality // Limnol. Austral Dordrecht etc., 1986 - P. 555 - 572

71. Hewitt G. River quality investigations. Part 1. Some diversity & biotic indices//J.Biol.Educ.- 1991. V.25,N1. -P. 44 -52.

72. Михайлина Т.П. Макрозообентос рек южной части бассейна Ладожского озера в условиях антропогенного воздействия // Автореф. дис. . канд. биол. наук Петрозаводск, 2000 - 25 с.

73. Измалков В.И. Экологическая безопасность, методология прогнозирования; антропогенных загрязнений и основы построегая химического; мониторинга окружающей среды СПб., 1994 - 131 с.

74. Кучеренко А.И., Роговец А.И., Сотсков Ю.П. и др. Контроль химических и биологических параметров окружающей среды СПб: Союз, 1998 -896 с.

75. Ravera О. Utility and limits of biological and chemical monitoring of the aquatic environment//Ann. chem. (Ital). 1998-88, № 11-126-P. 909-913.

76. ГОСТ 17.1.2.04-77. Охрана природы. Гидросфера. Показатели, состояния и правила таксации рыбохозяйственных объектов.

77. Reynoldson Т. В., Zarll М. A. The biological assessment of contaminated sediments the Detroit iliver example // Hydrobiologia - 1989 - V.188, N189 - P. 463 -476.

78. Bervoets L., Bruilants В., Marquet P., e.a. A proposal for modification on the Delgian biotic index method // Hydrobiologia 1989 - V.l79, N3 - P. 223-22893: Водный кодекс Российской Федерации от 16.11.1995 № 167-ФЗ.

79. Федеральный закон "Об охране окружающей среды" 10.01. 2002; № 71. ФЗ

80. Положение об охране рыбных запасов и о регулировании рыболовства в водоемах СССР. Утверждено Постановлением Совета Министров СССР 15.09.1958. № 1045 (с изменениями и дополнениями на 01.01.1988 г.) (зарегистрировано Минюстом РФ 30.06.2000 г. № 2296

81. Положение об оценке воздействия намечаемой хозяйственной и иной; деятельности на окружающую среду в Российской Федерации. Утверждено Приказом Госкомэкологии РФ 16 мая 000 г. № 372. (зарегистрировано в Минюсте РФ 04.07.2000 г., per. № 2302).

82. Методика; подсчета ущерба, нанесенного рыбному хозяйству в результате сброса в рыбохозяйственные водоемы сточных вод и других отходов. Утверждена Минрыбхозом СССР 16.08.67, № 30-1-11.

83. Временная, методика определения; экономической эффективности природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиненного водным биоресурсам загрязнением водохозяйственных водоемов. Утверждена Минрыбхозом СССР, 1989 год.

84. Методические указания по оценке и возмещению вреда, нанесенного окружающей природной среде в результате экологических правонарушений Утверждены Госкомэкологией РФ 06.09.1999 г.

85. Временный порядок оценки и возмещения вреда окружающей среде в результате аварии. Утвержден приказом Минприроды РФ 27.06.1994 г. № 200

86. Методика определения предотвращенного экологического ущерба. Утверждена Госкомэкологией РФ 30.11.1999.

87. Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. Утверждены, Минводхозом СССР, Минздравом! СССР и Минрыбхозом СССР. 16.05:1974 г. №1166

88. Нормативы платы за сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные: водные объекты. Утверждены Постановлением Правительства5РФ> 12.06.2003 № 344

89. Шуйский В.Ф., Максимова Т.В., Петров Д.С. Количественная оценка техногенного ущерба« пресноводным экосистемам! на основе анализа: экологического риска // Экология и развитие Северо-Запада России СПб.: Изд-воМАНЭБ, 2001г.

90. Шуйский В.Ф., Максимова Т.В. Оценка ущерба экосистеме Лужской губы от строительства и эксплуатации узла перегрузки продукции ОАО "Фосфорит" И Записки Горного института—2002 — Т. 152:

91. Шуйский В.Ф., Занцинская Т.П., Петров Д.С., Максимова Т.В. Анализ техногенного экологического риска при гидростроительстве // Трофические связи в водных сообществах и экосистемах Борок: ИБВВ РАН, 2003.

92. Шуйский В.Ф., Петров: Д.С., Максимова Т.В. и др. Оценка экологического ущерба, наносимого водоемам при ведении гидромеханизированных работ // Гидромеханизация России в рыночных условиях: состояние и перспектива М.: МГГУ, 2004;

93. Зайцев Т.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике; М.: Наука, 1984. 424 с.

94. Пояснительная записка к плану развития горных работ на ООО «ПГ Фосфорит» на 2002 год. ООО «ПГ Фосфорит», 2001.

95. Отчет о загрязнении атмосферного воздуха (2-тп «воздух»), ООО «ПГ Фосфорит»1996-2002 гг.

96. Отчет об образовании токсичных отходов (2-тп «отходы»), ООО «ПГ Фосфорит», 1999-2002 гг.

97. Отчет об использовании воды (2-тп «водхоз»), ООО «ПГ Фосфорит» 1999-2003 гг.

98. Мироненко В.А., Мольский Е.В., Румынии В.Г. Изучение загрязнения подземных вод в горнодобывающих районах. Л.; Недра, 1988. - 279 с.

99. Петров Н. С. Исследование процессов самоочищения подземных вод в горнодобывающих районах. (На примере Сланцевско-Кингисеппского горнопромышленного района) // Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук- JI, 1982.

100. Шуйский В.Ф., Петров Д.С., Петрова T.Ä., Максимова Т. В. Оценка влияния ОАО "Фосфорит" на экосистему р. Луга // Записки Санкт-Петербургского горного института-2001-Т. 147-С. 138- 150

101. Отчет о восстановлении нарушенных земель (2-тп «рекультивация»), ООО «ПГ Фосфорит», 1999-2002 гг.132; Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: учебное пособие для вузов 4-е изд., исправл - СПб: Химия, 1997. - 240. е.: ил.

102. Жуков А:И., Монгайт И.П;, Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод: Справочное пособие. М : Стройиздат, 1977. — 204 с.

103. Звонников A.B., Писарев В.В., Сухоручкии А.К. О практическом применении некоторых методов расчета рассеяния загрязняющей примеси в реках. // Вопросы контроля тпэязнения природной среды: Сб. науч. тр./Л. Гидрометеогодат 1981. С. 112-117

104. Шуйский В.Ф. Закономерности лимитирования пресноводного макрозообентоса экологическими факторами // Дисс. . док. биол. наук Л, 1997 -639 с.

105. Петров Д.С. Техногенная сукцессия р. Луги в зоне воздействия ОАО "Фосфорит" // Записки Горного института 2002 - Т. 150 - С. 50 - 53

106. Технологический регламент биологических очистных сооружений ЦНиОПС (I и П технологические нитки), ООО «ПГ Фосфорит», 1985 г.

107. Гирусов Э.В., Бобылев С.Н., Новоселов А.Л., Чепурных Н.В. Экология и экономика природопользования: Учебник для вузов. — М.: Закон и право, ЮНИТИ, 1998. 455 с.

108. Типовая методика определения экономической эффективности и экономического стимулирования осуществления природохозяйственных мероприятий и экономической оценки ущерба от загрязнения окружающей среды. Проект. -М„ 1987.

Информация о работе

Петров, Денис Сергеевич
кандидата технических наук
Санкт-Петербург, 2004
ВАК 25.00.36

Диссертация

Метод количественной биоиндикационной оценки воздействия горно-промышленного предприятия на речную экосистему - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы