Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Оценка экологического состояния водных объектов с применением белковых критериев

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Оценка экологического состояния водных объектов с применением белковых критериев"

№ в-

Министерство ауки, высшей школы и технической политики

Российской Федерации С.-Петербургский орд«на Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт имени Г.В.Плеханова

На правах рукс-иси

Томилин Алексей Максишвнч (ЩЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДШ ОБЪЕКТОВ С пкмешашм БЕЛКОВЫХ КРИТЕРИИ..

Специальность 11.00.1I - "Охрана окружающей среды и рациональное

использование природных ресурсов"; 03.00.07 - "Микробиология"

Автореферат

диссертации на соискан..^ ученой степени кандидата технических чаук

Санкт-Петербург <992

Работа выложена в C&нкт-П<?тopбi дгсксм Государстветюм Университете.

Научные рукси -датели: - кан, .щат г во. )го-мшера логических

наук, доцент ±.Н.Нижарадзе,

- доктор технических наук, и офессор А.Н.Жуковский.

Официальные с.лоненти: - доктор геолого-мине ралогических наук,

профессор А.И.Корот;<ов;

- кандидат технических наук, с.н.с. М.Б.Семенов

Ведущее предприятие: - Производственное геологическое

объединение "Совзапгеология"

Заир ""а состоится " //" ^ 1953г. в "чао.

" "чаш, нв часедании- специализированного совета Д.063.15.11 при Санкт-Петербургском горном институте км.Г.В..1ле;;экова, 1990лб Санкт-Петербург, В.О., 21 линия д.2, ауд. № &0

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке С Пб. гордого института.

Автореферат разослан "* 1992г.

Учгвдй секриторь

д.т.п., доц.

Р.М.Проскуряков

• • • •

- з -

. ОБЩАЯ ХАРАЙТЕРИСШи РАБОТЫ.

Актуальность раооты. В результата тремительного роста антропогенной составляющей в общем круговорота веществ и энергии, в биосфере эозникзют критические очаги, в пределах котор*тс экологическое равновесие коренным образом нарушено. Наибольший урон нанесен гидросфере, являющейся природным , коллектором отходов человеческой деятельности. На значительных территориях, где антропогенное воздействие привысило' уровень , адаптивной способности природных "косистем, произошла разбалпнсировка процессов, определяюокЛ качественное состояние водных объектов как среда обит|ания гидробионтов и источников водопользования. Актуальность работы определяется там, что в ной предложен новый метод оценки экологического состояния водных объектов, поз§оляющий интегрально оценить реакцию биоты .водного .• объекта па загрязнение. Совместное применепе предлагаемого и традиционных методов ппволяет ' повысить информативность . геоэкологических ^следований. •■ . .

Основнвя идея работы заключается в использовании нового интегрального . показателя реакции природных • экосиотъм на загрязнение. ТакоЕЫМ является 'концентрация суммарного белка, ■ находящаяся в прямой зависимости от плоч-ности итсробшх биоценозов в природных водах, донных ' отлояенаях или водопеааюцих породах. '

Цель я задата работы. Целью нг ггоящей работы является разработка .метода контроля экологического состояния водных объектов, основанного на выявлю ши «люм«лий про тра"ствонного распределения ковден-чации белка в водном объекте, отражающих,-за исключением ойобих случаев, изменение продуктивно та водных бактериальных ценозов. :

Б процессе разработки метода' были р-зиены следухгче задачи:

1. Обоснование показательной роли измонония концентрации белка в . водном объекте как характеристики реакции микробного биоценоза. на загрязнение о кружащей среда; ''./'•

2. Выбор базового метода анализа концентрации белка в жидкостях и его модификация, применительно к анализу природных вед;.

3. Быбор метода анализа . концентрашш Онлка ъ ¡юдоьм^аждх

породах и доных отложениях;

. 4. Анализ природных факторов, вызывающих естественные флуктуации '. концентрации белке в водных объектах, и "оиск методических приемов минимизации "шумовых" эффектов;

5. Теоретическое обоснование и, практическая реализация метода на объектах, ; подверженных . антропогенному евтрофированию, ..токсификации, фекальному загрязнению.

Методы исследования. В работе использован комплекс методов, ■включающий:

- изучение, анализ и обобщение печатной и фондовой литературы по изучаемой проблематике;

" - теоретические исследования; . • . - лабораторные эксперименты;

натурные - исследования с применением оригинальных и традиционных • гидрогеохимических, . гидробиологических, биотических, ' изотопных и пр. методов анализа состояния окружающей среды;

- статистические метода обработки результатов.

■Основные защитимые научные положения. и Концентрация белка в природных водах, донных отложениях и еодои>" шьющих породах является показателем плотности обитающих . в них микробных биоценозов, а ее изменение в антропогенно-нарушенных зонах характеризует реакцию экосистемы водного объекта на загрязнение

2. Для измерения концентрации белка в природных водах применяется авторская модификация метода Шафнера и Вейсманна,. разработанного для анализа микроколичеств белка в биологических »растворах. ..'■•'.

'3. Наличие зависимостей;' между концентрацией белка и присутствием загрязнящих вещств дает возможность разработать метод оценки экологического состояния водных объектов, позволяющий выявлять зош.: где загрязнение имеет значг ий экологический в£фек?, и идентифицировать в выделенных зонах антропогенную эвтрофикацив или токсификацию.

4. Концентрация белка . в канализационных системах и коммунальных стоках нз 3-4 порядка .превыэзет его модальный содорхання в природных водах. Это позволяет использовать

.концентрацию белка в качестве контрастного показателя при выявлении зон фекальных загрязнений.

Обоснованность и достоверность • выводов и рекомендаций « годтве- здаются как большим объемом лабораторных экспериментов, так и результатами натурных исследований, проведенных в период с 1986 по 1992 гг. в широком диапазоне лзндшафтных условий.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:.

- проведено теоретическое и экспериментальное обоснование показательной роли концентрации ^елка как индикатора реакции микробных биоцвно:ов водных объектов на антропогенное воздействие;

- рг:работан и апробирован новый метод оценки экологического состояния водных объектов по концентрации- белка в воде, водовмещаадих породах или донных осадках;

- разработан и апро"яровая новый метод выявления фекальных-; загрязнений.

Практическое "качеств работы. Применение - метода на разноплановых водных объектах - реках, озерах, водоносных горизонтах (¿сего 12), , подверженных . различным . видал антропогенного воздействия - эвтрсфикации, токсификации, фекальному загрязнению, повысило качество геоэкологической оценки. Полученные результаты были использованы при разработке природоохранных и санитарных инженерных мероприятий.

Апробация работы. Основные положения работа докладывались

на:

1. Всесоюзном семинаре "Экогеохимия городов", Москва, ВДКХ СССР,. 10-и декг^ря 1989г;

2. Первом советско-американском симпозиуме по птдрогеологаческим и гидрологичесюгл проблемам охрани окрукавдеЯ среды, Ленинград, ЛГИ, 18-21 нвня 1990т;

3. Заседании секции "инженерная геология", Ленинград, дсм'"чекых , ноябрь 1990г;

4. XI всесоюзной конференции "Биологическая рол! уикроэлемонтоз и их применение з сельском хозяйство и медицине" Самарканд, С А? ТУ, 1990г.;

5. Втором г.с.}союзнсм совеглпин "Геохимия тохногокеза", Минск, '.¡петиту? гоо.тами и гес^лглгки АН БССР, 2-4 апреля 1991 г;

6. XIV школе-семинаре "Математическое мо-елированио в проблемах *^ционального гфиродопвльаовьния",- Ростс^-на- -Дону, РГУ, 1-6 ок-ября .1991 г);

: Публикации. Основные положения работы опубликованы в, 6-ти научны* статьях и вошли в' основу ' >2-тл научны*.- отчетов, предотавлялисъ на ВДНХ СССР (павильон "Геология"), г^е были уде тоены серебряной медали;

■ Объем и структура рабгты. Диссертация состоит из введения, . глав и заключения.. Общий обглм работы 138стр. Текст иллюстрируется 31м рисунком, /U10 таблицами. Перечень литерь^урных источников включает 119 наименований.

Работа выполнена на кафедре инженерной геологии и груи эведеь-я оа^кт-Петербургского государственного

Университета. Автор выражает искреннюю признательность свиим научным руководителя»» Тинатин Николаевне Нижарадзе и Алексею Николаевичу Жуковскому.

•

Содержание работы

Сотергсание первой главы посвящено анализу методов контроля качестза во,дой среда, предста&пениям о взаимосвязи водашг микроорганизмов со опедоЯ обитания и их решцкям на изменения в окру»ащей сродо (загрязнения), обоснованию . применения концентрации белка в природных водах и водовмещашщих . поре эх ил«' донных отложениях в качестве показателя реакции 'водных микроорганизмов ка антропогенное воздействие и методам анализа белка в природных родах.

' Контроль качества природных вод преимущественно. основан на применении гидрогеологических мь ¿'одов, мэгодов биотестирования и биоиндауцки.

'Сущность гидрогеохимических. методов сводится к дй1Ференццрс анно'/у ■ определению ■ концентраций загрязнявши.* вищаств ".и ; соцоставлэ! d их с предельно , допустимыми концентрациями-. '.(ПДК)Несмотря, на .то, .что' ' аналитвческея • коипепдая. Глодает бысокой 'результативностью при выявлении и аконт"ршзании :: загряз'н . шчх '-зон,.' ' широкими • научными ■' и производственными кругами осознана ее "нэдост^точнп хь. ..о оценке »ксцертов;. калкчестви .примесей, подлежащих' нормированию,.

колеблется от шести тысяч до нескольких десятко: тысяч, а к настоящему моменту разработано не многим более тысячи санитарно-гигиенических и шестиссг рыбохозяйстБен«чх нормативов. Из них две трети не обеспечены надежными аналитическими методами, а из оставшихся, только 25-30%.повсеместно обеспечены лабораторной ба^ой.

Кроме того, система ЩЩ представляет собой комплекс дифференцированных оценок, не учитывающий синергические и антагонистические э<Мекты смесей загрязняющих веществ, а также гидрохимическую обстановт"', на фоне которой проявляется их воздействие. Интегрирование результатов аналитического контроля с помощь» рассчетного показателя'суммарного загрязнения (СГО), объединяющего отношения концентраций полютантов к фоновому уровню или ПДК, не имеет строгой научной основы. И, наконец, принятая система санитарно-гигиенического формирования ориентирована на охрану здоровья человека и не. защищает "здоровье" экосистем.

Мтоды. биотестирования тзкже не дают однозначных ' результатов, поскольку отражают реакцию на загрязнение тест-организма (или группы тест-организмов) в лабораторных условиях, что не всегда адекватно реакции биоты реального . объекта.

Метода биоиндикации более объективны, но для получений на их основе экспертных оценок требуется длительный ряд режимных наблюдений по комплексу ипд...<аторкнх видов.

В последние года возникла груша методов, основанных на биохимической оценке продуктивности водных ценозов. К. ким относятся:

- Метод выявления загрязненных зон морей и внутренних водоемов по изменению интенсивности синтеза первичной продукции водорослей. Контролируемым показателем является концентрация в воде хдорсф1лла~"а", пропорциональная биомассе водорослей.'

- метод выявления загрязненных зон по пространственному распределению общей биомассы микропланктона, контролируемой концентрацией АТФ.

П добные мето.4 надорганизмеш'ого контроля позволяют интегрально охарактеризовать отклик экосистемы на загрязнение, " их совместное применение с традишмн...лги ■ reo- к

_ е -

гидрогеохимич>,сккми методами позволяет существенно повысить информативность геоэкологических исследований.

Предлагаемый в диссертационной работе метод относится к данной группе, и заключается в измерении ( -клика микробных , биоценозов на загрязне^ше.

Микрооганизмы существуют в условиях жесткой зависимости от окружающей среды как источника энергии и материала для синтеза клеточной биомассы. Источником энергии для бактерий являются протекающие в окружающей среде окислительно-восстановительные реакции, в которых они принимают участие, пропуская поток электронов- от доноров к акцепторам по своей ферментативной цепи. При этом, меаду приростом биомассы к энергией окислительных реакций в лабораторных условиях наблюдается линейная зависимость с кс5<|фициентом корреляции +0.9.

В реальных водных объектах, содержащих слогяые вещества и смешанные организм!, взаимосвязь продуктивности микробшх биоценозов .с .энергией окислительно-восстановительных реакций сохраняется, хотя и не мокет быть выражена в форме линейной зависимости. Последнее объясняется, во-первых, динамичностью природных систем - одновременным протеканием комплекса различных реакций при последовательном и параллельном участии —юкества разнообразных организмов. И, во-вторых, наличием различных физических, химических и биологических факторов, ограничивающих рост микроорганизмов. :

Все факторы среда имеют область оптимальных значений, выше и ниже которых продуктивность сообщества снижается. Продуктивность любой экосистемы определяется совокупностью значений всех факторов, изменение хотя-бы одного из них приводит к смещена» равыовес;.ж> состояния экосистемы, вследствие чего, концентрация биомассы микроорганизмов смещается в ту или иную сторону.

.Поддержание равновесного уроЕня биомассы обеспечивается • постоя!пал4 потреблением '.йотой энергии.. Загрязнение м^-эю определить' как создание условий, при которых энергетика экосистем отклоняется от уровня, соответствующего нормальному функционированию. Изменение потока энергии'н входе в систему, или вызванное нарушением круговорота веществ, приводит к дестабилизации экологического равновесия и смещению равновесного

уровня биомассы. При этом, одни загрязняющие вещества вызывают исключительно отрицательные реакции организмов (токсификацию), то есть приводят к снижению равновесного уровня биомассы. Другие вызывает отрицательные реакция только в том случае, если достигают уровня, к которому организмы не адаптируются. При нагрузках ниже критического уровня, энергия загрязняющих веществ стимулирует прирост биомассы - т.е. вызывает эвтрофлкацию водного объекта.

В качестве показателя величины микробной биомассы в предлагаемом методе контроля использована концентрация белка (Сб). Последнее обусловлено следующими причинами: во-первых, присутствующий в водных объектах белок преимущественно представлен белсом бактериальных клеток, которые составляют наиболее значительную часть биомассы гидросферы, и, во-вторых,, концентрация белка в'бактериальных клетках значительно Еше, чем в клетках других водам: обитателей и, независимо от конкретного биологического вида, составляет 50% от веса сухой биомассы.

Контроль пространственного распределения концентрации белка в водном объекте позволяет выделить области, где биомасса; бактерий отклоняется от нормы, характерной для данного объекта. То есть, обозначить зоны, где загрязнение имеет значимый, экологический эффект. Тенденции изменения концентрации в загрязненной зоне позволяют судить о направленности экологического эффекта . загрязнения - , ■ эвтрофикации , или -токсифщ{ации. а наличие ' жесткой ■ пропорции мрзду белком к ' биомассой в бактериальных клетках, позволяет количественно оценивать экологический эффект от загрязнения по изменению Сб.

Таким образом,, концентрация белка является • информативным показателем экологического .состояния водного объекта, a so изменение ' - интегральной характеристикой реакции экосистемы не загрязнение.

Для анализа концентрации белка в воде. был модифицирован метод, разработанный Шафнером и Вейсманном для' ьяализа биологических растворов.- Авторская модификация заключалась в подборе режима денатурации, выборе метода предварительной очистки проб' ст взвепешшх веществ и , разработке методов кснсерващти проб воды. 'Для определения концентрации белка в природных водах данный метод был применен"впервые.

Для анализа белка в водовмемюших породах и донных осадках эффективным оказалось применение метода Нижарадзе-Душновой, в основе которого лежит реакция Бредфорда.

Достоинствами выбранных ' методов являются их . чувствительность, , обеспечивающая возможность определений с 53» погрешностью в интервале содержаний 1- 500 мкг белка в пробе, к экс рессность, экономичность и воспроизводимость на стандартном лабораторном оборудовании, обеспечивающие возмокность применения в производственных условиях.

Вторая глава посвящена вопросам практической реализации метода на реальных водных объектах. В ной рассматриваются природные факторы, искажающие пространственную картину белкового распределения, обусловленную загрязнением, и предлагаются-рекомендации но очистке полезного сигнала. Приводятся результата апробаЦ'-Н метода на объектах, подверженных антропогенному эвтрофировашш и токсификации.

Наблюдаемая в реальных водных объектах - водоносных горизонтах, реках или водоемах, картина белкового распределения является результатом совместного синэргетического и антагонистического действия природг.чх и антропогенных факторов. Причем пространственная и временная неоднородность среды обуславливает формирование естественных аномалий - шумовых эффектов, которые могут существенно исказить полезные сигналы -аномалии,связашшошюнтролируеантрнтропогевоздеоздейст •Розул'-таты апробации метода, 'проведенной болое чем на доелтке различных водных объектов, позюлпди определить круг -исковшк ьумовнх эффектов, затрудняющих интерпретацию данных белкового опробования, и объединить их в четыре 1'руппы по генетическому признаку: влияние геолого-гидро:дологической (гидрологической) неоднородности среда; цикличные сезонно-климатические изменения; влияние эколого- -биологической неоднородности среды; посторонние антропогенные воздействия.

Очистка полезного сигнала (аномалий Сб, обусловленных пгтропогешшм воздействием) от "шума" достигается размещенном наблюдательной ';ети с учетом ландшафтной зональности исс:.-.'дуемого объекта, либо интерпретацией результатов опробования по отдельным выборкам.

При использовании метода в зонах комплексного антропогенного нарушения качества водных объектов необходимо учитывать особенности взаимодействия разнохарактерных источников загрязнения. Рассмотрим два примера опытной реализации метода экологического контроля водных объектов.

Ьоследсваме загрязнения Ладожского озера в раГ ае сброса -промстоков цедлкхлозного завода Питкяранта.

В связи с работой Питкярантсклт,о целлюлозного завода, расположенного на о.Пусунсари, ежесуточно в Ладогу сбрасывается более 80000 м3 загрязненных вод. До 1987го года сброс осуществлялся через пять рассредоточенных выпусков, расположенных в прибрежной зоне. С 1990г.. сброс осуществляется через объединенный выпуск в зону активной циркуляции воды, что обеспечивает эффективное рассеивание загрязненных вод.

В сложившейся ситуации, на участках ликвидированных сбросов наблюдаются устойчи-че остаточные ореолы загрязнения, интенсивность которых превышает интенсивность ореола современного сброса.

Такая ситуация позволяла предполагать, что основным фактором деформации состава воды вблизи о.Пусунсари является вторичное загрязнение, обусловленное застойным гидродинамическим ' режимом, вызвавшим аккумуляцию поллютантов на участках ликвидированных сбросов.

Проведение "белкового опробования позволило получить новый взгляд на генезис остаточного загрязнения в районе о.Пусунсари. Высокая контрастность белковых аномалий (Рис.1), указывающая на бурное разьитие микроорганизмов, совпадение контуров белковых и гидрохимических аномалий, а также ша.'шз вероятных реакций микробного расцепления целлюлозы показали, что наблюдаемая в районе о.Пусунсари гидрохимическая зональность язляется следствием микробиологической деструкции древесно-волс нистой массы, скопившейся из мелководье ."становление механизма возникновения гидрохимической зональное:и позволило рекомендовать икконерные мероприятия для ее ликвидации.

Таким образом, на примере исследования влияния целлюлозного I. щода доказпна а^жтивность прям' нения белкового метода при контроле загрязнений, ьцзнпагаих эвтрс^нкашно.

iCCHTVPII »H0M2.HU- t придоинсм сие? исди

В)

П

эбсэиачени» показатель |зиач»мн« показателя

¡fe загрягмри- НОЙ ЗОН?1 локаль. <ои

. 1 2 г 4

pH 1 5.5-6.3 7.5

-------- ?о;2 i 2*-*снг/я 15мг/л

СГ 1 11-12МГМ 5иг /л

-»Г Р ! 80-105îm'.r/.i 1ьгц.гЛ1

---~ ---- [0«ис/1яемастъ| 1*-30пг "2/.1 S«rC2/.i

Контирм »Н0ма,1ии к пмерхнйетиом ело» води

1 г 1 з ♦

ort 1 6.6-6.? е. 1

-------- 15мг!л

СГ 1C-12r.r/rt . ïnr !а

р 3?-8?пкг/.1

ск окисляечссть ю-1г»гсг/л эигог/л

ûÊ.liCTt

распространения ИР?ЕС-СИй-6СЛС1< ЦИСТОЙ

массы

Пространственное распределение CÍ в придонном слое ьеди

< «ООинг/л •(ОС-ёОЗнкг¡л ЬОС-ЮОСпкг/н >1000икг.',1

. Рис.1 Ореоды загрязнения акватории о.Пьсунсарн по данным а»мн«го опробовании 1990г.

Исследование экологического состояния реки Sirí-**^

В долине р.Баксан расположен мощный источник загрйг .....

окружающей среды - Тырнызузский вольфрам-молибденовый комбипь'. (ТВМК). Практически во всех звеньях технологической цепи ТВМК происходят потери техногенного вещества и создаются условия для его интенсивной миграции в водных потоках рассеяния. В р.Баксан активно выносятся: Мо, '.V, Аз, Fe, Sn, Cu, Zr. и т.д.. Наиболее контрастно загрязнение прослеживается в донных осадках. Выявленные в них аномалии имс зт полиэлементный характер, основными компонент.-^ являются Мо и W.

Результаты белковых исследований позволяют констатировать стаС" льность сходства простран- ¿венных распределений концентрации белка и ряда тяжелых металлов; V?, Мо, Сг, Си, ?Ь (Рис.2). Более того, мэаду этими показателями наблюдается устойчивая положите,~ьная корреляционная зависимость: СбЛ! -0.66, СО/Мо - 0.89.

Наиболее вероятным объяснением пространственной взаимосвязи Сб и тяжелых металлов является следующее:

Обладающие высокой элвктроотрицательностыо тяжелые металлы тлеют сродство к функциональным группам белков, которые эти металлы блокируют с образованием комплексных соединений хелатного типа. Образование прочных соедашений тяжелых металлов с полярш :и группами белков искажает систему водородных и ионных связей нативной белковой молекулы, то есть вызывает денатурация белка. ' Последнее связано с: утратой биологической активности, разрушением гидратных оболочек, уменьшением растворимости. То есть способствует аккумуляции белка в донных отложениях реки.

Такт, образом, накопление бело в донных осадках р.Баксан вызвано токсификацией водах микроорганизмов тяжелым:! металлам!, связыванием белка погибших клеток с ионами металлов в комплексы хелатного типа, и аккумуляцией последних в донных отложениях реки. Установленная взаимосвязь пространственного распре, локия концентраций белка и токсикантов, а тагске раскрытие механизма их накопления в донных отложениях, позволили определить спектр загрязняющих веществ, на поступление которых экосистема рек;: Баксзн имеет Ецрахсенную отрицательную реакцию. Данный пример доказывает Э'+фжтп. .-ость применения Солког-огэ метода при

Сиенг/кг

<с о ¡с о а

т д л 2

1

а

2 ь

Рис,2 ИЗМЕНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РУД01¿ИНЫХ НЕ И ЕЕПКД В ДОННЫХ ОТЛОНЕНИЯХ Р.БйКСАН

исследовании токсичных загрязнений. .

В третьей главе рассматривается особый случай применения болкоЕого метода - контроль загрязнений, связанных с антропогенным поступлением белка в водные объекты. При этом, концентрация белка выступает не в качество критерия оценки уровня микробной биомассы, а, непосредственно в качестве показателя загрязненности. Такое "лобовое" применение" метода рассмотрено на примере контроля битового фокального загрязнения. Отметил, что концентрация белка в канализационных системах достигает п*Ю5- 10еккг/л, что на три - четыре порядка превышает модальные концентрации в природных водах.

Рассмотри результаты реалпзэ: з; метода на примере выявления псточшпо ш:тратного загрязнения подземных вод в районе водозабора г. Кирове;-:. Объектом исследований являлся водоносный комплекс четвертичных отлозкзний приозерной низмезшости оз.Б.Будьявр, на эксплуаташги которого основано водоснабжение г.Кировск. На водозаборе отмечено ухудшение качества воды, на:-более контрастно прослекиваемоэ по увелич'нич концентрации тлтратов. Антропогенная нагрузка в пределах водосборной площади представлена ашгатит-нефэлшгошпли рудниками - Кировским и Юмопсрс1-::;/; в долгам р.Саамской, и Расвумчоррским в долине р.Хйспорийск, так т.е ягнлыми поселка:,г: - Кукисвумчорр и Расвумчо-р. Дрена:кныо воды рудников и стоки л:ы:авсй канализации поселков сбрасываются в гидросеть, откуда инфильтрукт в водоносный комплекс. Кроме того, благодаря аварийному состоянию канализационных сотой, вызванному массовыми взрцвг;.-.и на рудниках, территории поселков являются потенциальными плеладпыми источника' ; Фекального загрязнения. Таким образом, ухудазгке качества подземных вод на водозаборе возможно, как за счот техногенных (рудничных), так и за счет хоз-бытовых стоков.

Первоначально рудничные вода считались едипстношпл. источником нитратного загрязнения. Такому мнению способе' повяло "члнчие зпвгсимости между N0-, в водах и количеством взрывчатых ¡•лсеств, иепсльзус-мих в гор:-^проходческих циклах.

Применение белкового к-тодз позволило: кснстзтхрсвать сиогенпуп пгироду загрязнения грунгоы»х и вод

долины р.Сзамоксй , обусловленную утечкой из канализационной

горизонт ь верховья* »о/мнн и дыьнейиая миграция З1гря1ни»-ыих ееиестк & ншор-нн горизонт«. .

1 Сброс рчдмичннх 2 - Ищильтргция »в* к р.Сииския; р»ниы* »од, э»гря>-•М»нных аркиаинннм кОДДНИ рудник», > . напорний кОД('поении

Рмо.З , Ск«иа поступлений загрязненных кед долины Р.С&аиской к вопоаабору.

з. по Румынии г» и Токареву

о учетом оагряонякиен роим поо.Какчовэинорр (откорректирована^ с Пг.и«еи«нцв.< реаульгатоа белкового опробования),

1 - Захит »екаль.чо- 2 - Серое рудничних 1 - Ин?и/1ьтр»иия 4 • Миграция *екаль-мгрязненних »оа с »оа, » тон числе е<>- речних вод » грчытт но-з»грязи«нних »од территории поселка еддкмо-здгрлзнеикик, ююнаенМ гори- с территории поселка сисг»п<м осы*н** о р.Списка*; зснт; н »сдоээвор» и н<-

рудника; в»т »агрягншных во*

юао»я5срними екаа-«инани чев«» гидрологические окна.

<■ • ■ I

5>\

3. песчщр-грабнити »-.«мення;

4. гины. ленточная! 5. коириоч»р4ти! в. атили!

дорремни» породи! е. ов/асть зака^т! юды идолворииии ек»а*ии»Н1

♦

.сети поселка Кукисвус. ¿орр; установить захват фекально-загрязненных вод депрессиошой воронкой Кировского' рудника; выявить наличие потока фекально-загрязненных вод, направленного от поселка к водозабору "Централь; ый" и установить влияние канализационных утечек на качество .вод, отбираемых восточным лучом водозабора (Рис.3); установить наличие локальной зоны фекального загрязнения грунтовых вод в долине р.Юкспорийок. По результатам проведенных исследований была разработана схема эксплуатации водозабора "Центральный", предусматривающая перехват, потока фекально загрязненных вод восточным лучем водозаборных скважин (промышленное водоснабжение). При этом, хозяйственно-питьевое водоснабжение базируется на эксплуатации северного луча водозабора.

Результаты исследований белковам методом были полностью ■подтверждены данными изотопных исследований, согласно которым, в выделенных зонах фекального загрязнения, наблюдаются повышенные

л А 1

значения соотношения изотопов Л' к N.

Таким образом, метод успешно зарекомендовал себя в целях контроля фекальных загрязнений.

В. четвертой главе содержатся методические рекомендации по отбору : консервации проб воды, водовмещающих пород и донных осадков. -■ . -

В заключении сформулированы основные результаты исследований:. ...

1.. Предложен новый метод , оценки экологического состояния еодных объектов, расширяющий возможности геоэкологического контроля. Предлагаемый метод имеет существенные отличия от традиционных гидроге~химических методов, методов биоиндикации и биотестирования. Его сущность заключается в: выявлении зон изменения равновесного уровня микробной биомассы, являющимся следствием . , загрязнения, 'и контролируемым по изменению концентрации белка; и - деитификации в выделенных зс -ах антропогенной токсифшсеции или эвтрофикации.

2. Разработаны методические ' рекомендации по применению метода на' различных водных объектах с учетом их ландшафтных, климатических, гидрогеологических и пр. .природных особотостей. V

3. ; Разработан особый случай применения , метода,

/

• •

заключающийся в контроле загрязнений, непосредственно связанных с поступ..енивм белка- в водные объекты. -4. Эффективность приметни?, метода контроля ' экологического состояв"«- водных, объектов по белковым критериям доказана на примерах, посвященных к нтроли разнохарактепных загрязнений ■ - вызывающему эвтрофикацию, токсичному и фекальному, и реализованных на разноплановых объектах - водоем, река, водоносный комплекс.

Список опубликованных работаю иемо диссертации:

1. Т.Н.Нп_.зрздзе, А.М.Томилин', А.М.Туккало Контроль. загрязнения природных вод по интегральному показателю микробиологической активности. Вестник ЛГУ, Сер.7, .1989г..,: вып.3(21), с.93-97. . ' ..-'-.

2.' Т.Н.Ниже^адзе,/М.А.Лаздовская, А.М.Томилин Экспресс - > экспертиза нарушений экологического равновесия в грунтах и водах. В сб: Геохимические мет<-Д! в экологических, исследования*,. -Материалы всесоюзного семинарз "Экогеохимия городов" М. 10-Н декабря 1989, U., ЮТРЭ, 1992Г. V- . '

Г ' Т.Н.Нижарадзе, *Л.Л.1)!ЛЛ0рман, А.МЛомилин и др. Биохимическая экспертиза при обосновали рационального водного режима на оглэонных терр"ториях, Материалы XI всесоюзной . конференции "Биологическая роль микроэлементов.^;« применение в сельском хос. йстве и медицине" Самарканд 19&Ог., Самарканд,/. САМГУ, 19С г. '. У"/

4. А.М.Томилин Выявление фекально-загря-";ненных зон з • условиях комплексною наруиения качества природных; вод. Вестник. Вологодского, научного центра .1 ч! Г), '1?91г., с.68-70. .

5. А.М.Томилин, И.В.Токарев 'Идентификация"' источников загрязнения природных вод мьгодом биохимической индикации ЛГУ.:В сб: Актуал ные проблем качества подземных' вод, С.-Пб., . СП5У. 1992г ,с.134-U1. . . • ' ■ ' . ''".'■•'

6. Т.Н.Нажарадзе, . . А.М.Томилин, М.А.Лаздсвскзя,-' Р.Р.Михайленко Биохимические иссл*дования -доннах, 'отлокениЯ,-Невской губы..В-сб: Актуальные проблемы качества подземных шл, С.-ПО., СТКУ,- 199Р.Г.,с.109-113. ■'.' ; -.