Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разработка и совершенствование методов обеспечения химической безопасности водопользования

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Разработка и совершенствование методов обеспечения химической безопасности водопользования"

9 15-2/144

На правах рукописи

ШУВАЛОВА Екатерина Анатольевна

РАЗРАБОТКА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

03.02.08 - Экология (химия)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва-2015

Работа выполнена на кафедре химии в Институте математики, информатики и естественных наук государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования города Москвы «Московский городской педагогический университет».

Петросян Валерий Самсоиович

доктор химических наук, профессор, академик РАЕН

Бубнов Андрей Германович

доктор химических наук, профессор кафедры промышленной экологии ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный химико-технологический университет», Министерство образования и науки Российской Федерации г. Иваново

Тихонова Ирина Олеговна

кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной экологии ФГБОУ ВПО ((Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева», Министерство образования и науки РФ, г. Москва

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной

технический университет»

Защита диссертации состоится «20» октября 2015 г. в 10 часов в аудитории 202 И! заседании Диссертационного Совета Д 212.200.12 в ФГБОУ ВПО «Российский государственны! университет нефти и газа им. И.М. Губкина» по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский пр-т, д. 65 корп. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Российски! государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина» и на сайте http://www.gubkin.ru/.

Автореферат разослан && 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.200.12 кандидат технических наук, доцент

Научный руководитель:

Официальный оппоненты:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из наиболее важных проблем современности является обеспечение человечества чистой водой для питья и рекреации, включая любительскую рыбную ловлю. С каждым годом разнообразие токсикантов, попадающих в воду антропогенным путем, только увеличивается. Среди них все новые и новые токсичные, в том числе канцерогенные, вещества, влияние которых на человеческий организм еще не изучено, а методы защиты населения от них не являются совершенными.

Говоря о качестве воды, нужно сознавать, что в настоящее время на первое место вышли именно проблемы её химической безопасности, под которыми подразумевают загрязнение воды приор!гтетными токсикантами и их негативное влияние на человека и биоту.

При подготовке питьевой воды в последнее столетие приходилось решать самые разнообразные проблемы, которые возникали в процессе совершенствования комплекса используемых для этого методов. В их числе фигурировали: 1) выбор, с одной стороны, методов дезинфекции воды, позволяющих ликвидировать попадающие в нее патогенные бактерии и вирусы, и, с другой стороны, методов удаления образующихся при дезинфекции природной воды токсичных веществ; 2) снижение уровня загрязнения водоемов питьевого водоснабжения различными токсикантами, в том числе (особенно в последние годы), гетероциклическими цианотоксинами, загрязняющими эти водоемы а результате трансформации сине-зелеными водорослями, интенсивно развивающимися в водоемах, в которые попадают различными путями (сельскохозяйственные стоки с полей и ферм, осаждение из атмосферы и др.) соединения аммония, нитраты и нитриты; 3) мониторинг качества воды при ее поступлении из природных источников на станции подготовки питьевой воды.

Автору данной работы было предложено разработан и усовершенствовать эти методы, для чего было необходимо изучить следующие проблемы:

- во-первых, химическое и токсикологическое обоснование использования при дезинфекции воды вместо высокотоксичного и взрывоопасного молекулярного хлора растворов гипохлорига натрия (ГХН), которые в последнее время начали применять в развитых странах, имея в виду их большую безопасность при перевозках и применении на станциях водоподготовки;

- во-вторых, экспериментальное обоснование уменьшения развития сине-зеленых водорослей в водоемах, загрязняемых неорганическими производными азота, что приводит к образованию в них гетероциклических цианотоксинов, с помощью коррекции альгоценоза этих водоемов планктонным штаммом зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР №С-111;

в-третьих, экспериментальное выявление пороговых значений концентраций органических токсикантов и тяжелых металлов при биотестировании качества вод, подаваемых нации подготовки питьевой воды, с помощью пресноводных моллюсков, кардиоритмы которых могут служить индикатором изменения химического состава воды.

Цель работы, таким образом, заключалась в разработке и совершенствовании методов обеспечения химической безопасности водопользования.

Задачи, поставленные при выполнении диссертационной работы:

- осуществить экспериментальное сравнительное исследование смесей галогенорганических соединений (ГОС), образующихся при дезинфекции воды ГХН и молекулярным хлором для выяснения, является ли ГХН токсикологически более предпочтительным, чем хлор;

- провести экспериментальные исследования для совершенствования метода предотвращения развития в водоемах сине-зеленых водорослей методом коррекции альгоценоза водоемов планктонным штаммом зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР №С-111 и, как следствие этого, к предотвращению загрязнения природных водоёмов гетероциклическими цианотоксинами;

- осуществить экспериментальные исследования для выявления пороговых значений концентраций органических токсикантов и тяжёлых металлов при биотестировании качества вод, подаваемых на станции подготовки питьевой воды, с помощью пресноводных моллюсков, кардиоритмы которых могут служить индикатором изменения химического состава воды.

Достоверность полученных результатов подтверждена применением в проведённой работе научно-обоснованных химических и физико-химических методов экспериментальных исследований, использованием современного аналитического оборудования и стандартных проверенных приборов, а также компьютерных методов обработки данных.

Научная новизна работы. Впервые проведено сравнительное хроматомасс-спектрометрическое исследование смесей галогенорганических продуктов дезинфекции воды из Москворецкого и Волжского источников хлорной водой (ХВ) и водными растворами ГХН различных концентраций и времен контакта. Определен перечень образующихся при этом ГОС, наиболее характерных дня дезинфекции природной воды ГХН. Проведены сравнительные ГХМС-исследования состава смесей продуктов дезинфекции ГХН и хлором.

Осуществлены экспериментальные исследования, позволившие методом коррекции альгоценоза планктонным штаммом зеленой микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР №С-111, предотвратить развитие в Барвихинских прудах Московской области сине-зеленых водорослей, а следовательно, и загрязнение этих водоемов цианотоксинами.

Впервые проведены экспериментальные исследования по выявлению пороговых значений концентраций токсикантов при биотестировании качества вод методом оптической кардиографии пресноводных моллюсков. Изучены реакции моллюсков на загрязнение воды органическими токсикантами и тяжёлыми металлами с использованием модельных растворов загрязнителей и разработанной системы мониторинга качества пресных вод с целью определения критериев, характеризующих уровень токсического загрязнения.

Практическая значимость: Экспериментально доказано преимущество использования ГХН (по сравнению с молекулярным хлором) в качестве дезинфекганта природной воды, с точки зрения разнообразия и количеств ГОС, образующихся при взаимодействии дезинфектантов с живой и неживой органикой в природной воде. Эти результаты послужили химическим и токсикологическим обоснованием замены молекулярного хлора в качестве дезинфектанта на растворы ГХН на Московских станциях водоподготовки.

В работе существенно усовершенствован метод предотвращения загрязнения природных водоемов гетероциклическими цианотоксинами, основанный на коррекции альгоценоза с помощью микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР №С-111, который успешно применен на Барвихинских прудах в Московской области.

Подробные экспериментальные данные, полученные при выявлении пороговых значений концентраций органических токсикантов и тяжелых металлов при мониторинге качества вод методом оптической кардиографии пресноводных моллюсков, послужили основанием для существенной доработки программного обеспечения 12-канальной системы мониторинга качества природных вод и определения пределов ее возможностей.

Личный вклад диссертанта состоит: в проведении экспериментальных исследований, обработке, интерпретации и обобщении полученных результатов, а также в формулировке выводов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на следующих конференциях: Научная конференция «Ломоносовские чтения» (Москва, МГУ, 2014), XXII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (Ломоносов» (Москва, МГУ, 2015).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях рекомендованных ВАК для защиты кандидатских диссертаций, а также 3 тезисов докладов на российской и международной конференциях.

Струстура и объем диссертации. Диссертация изложена на 115 страницах и состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов, заключения, списка литературы. Включает в себя 59 рисунков, 21 таблицу и 9 приложений, библиография содержит 112 наименований.

Диссертационная работа выполнена на кафедре химии в Институте математики, информатики и естественных наук государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования города Москвы ((Московский городской педагогический университет».

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе обобщены и систематизированы литературные данные по основным темам диссертационного исследования. Обзор литературы состоит из трёх параграфов.

Во второй главе представлена экспериментальная часть работы, разделённая на три параграфа

В первом параграфе дана информация об объектах и методах исследования образующихся галогенорганических соединений (ГОС) при дезинфекции природной воды (Москворецкий и Волжский источники) гипохлоритом натрия (ГХН). Для дезинфекции воды использовался высококонцентрированный ГХН марки А (ООО «Скоропусковский синтез», ООО «Новомосковский хлор» б/н) отобранный по ГОСТ 11086-76 на складе хранения ГХН ЦОВ №1 Западной станции водоподготовки гор. Москвы. Представлен метод пробоподготовки и даны характеристики аппаратуры. ГХМС-анализ проводили на времяпролётном масс-спектрометре «Pegasus 4D» фирмы LECO (США) с газовым хроматографом Agilent 6890N.

Во втором параграфе представлена информация о совершенствовании метода коррекции альгоценоза водоёмов. Барвихинские пруды были выбраны как водоёмы для проведения модельного эксперимента по определению воздействия штамма микроводоросли Chlorella vulgaris ИФР №С-111, выделенного Н И. Богдановым из образцов воды Нурекского водохранилища (Таджикистан) в 1977 году, на химический состав воды и структуру альгоценоза исследуемых водоёмов. Подробно дана характеристика штамма, приведена информация о методах гидрохимического и гидробиологического мониторинга объекта исследования.

В третьем параграфе приведён разработанный нами метод выявления пороговых значений концентраций токсикантов при мониторинге качества вод методом оптической кардиографии пресноводных моллюсков. В качестве модельных систем были использованы растворы солей цинка, меди и кадмия (ZnCh, CuClj, CdCh), а также растворы широко используемых фосфорорганических пестицидов: глифосата, актеллика и малатиона.

В третьей главе приведены и обсуждены результаты проведённых исследований, также изложенные в трёх параграфах.

Первый параграф посвяшён данным, полученным с использованием ГХМС в ходе проведённых нами в 2012 году исследований по изучению состава ГОС, образующихся при смешении растворов ГХН (различных концентраций) с природной водой. В первую очередь проводилось исследование состава органических соединений в исходной воде экстракцией хлористым метиленом с последующим упариванием и ГХМС - анализом.

Далее были проведены эксперименты с применением высококонцентрированного ГХН (ВКГХН) с различными дозами реагента и различным временем их контакта с природной водой (3 мин и 2,5 часа). Основной упор в ГХМС - анализе данных проб был сделан на ГОС, содержащиеся в наибольшем количестве и встречающиеся в данных пробах чаще остальных.

Затем проводилась дезинфекция этой же воды ВКГХН и низкоконцентрированным ГХН (НКГХН), а так же хлорной водой (ХВ) в более жёстких условиях (увеличение доз и времени контакта) с целью выявления определённых закономерностей в образовании обнаруженных соединений, осуществления детального анализа других ГОС и проведения сравнительного анализа влияния альтернативных дезинфектангов на образование ГОС. Это позволило получить более полную картину влияния ГХН на появление различных ГОС в природной воде не только с точки зрения зависимости от добавляемой дозы, но и от концентрации ГХН в целом, а так же для сравнения продуктов дезинфекции воды ГХН с продуктами, образующимися при дезинфекции воды другими хлорсодержащими агентами, в данном случае, ХВ.

Для дезинфекции воды использовался ВКГХН марки А (ООО «Скоропусковский синтез», ООО «Новомосковский хлор» б/н) отобранный по ГОСТ 11086-76 на складе хранения ГХН ЦОВ №1 Западной станции водоподготовки.

Раствор ГХН для проведения дезинфекции природной воды в лабораторных условиях с концентрацией 2,95 мг/мл (исходная концентрация 190 мг/мл) готовился непосредственно на Западной водопроводной станции г. Москвы.

ГХМС - анализ проводили на времяпролётном масс-спектрометре «Pegasus 4D» фирмы LECO (США) с газовым хроматографом Agilent 6890N.

Параметры масс-спектрометра: электронная ионизация, энергия ионизации 70 эВ, температура ионного источника 220°С, интервал сканируемых масс 29-500 дальтон, скорость сканирования 10 спектров в секунду.

Параметры и режим работы газового хроматографа: капиллярная силиконовая колонка с неполярной фазой RTX-5MS, длина 30 м, внутренний диаметр 250 мкм, толщина плёнки неподвижной фазы 0,25 мкм. Температура инжектора 250'С; газ-носитель гелий, скорость потока 1 мл/мин, деление потока 1/10, температура трансферной линии 280°С.

Поскольку хроматографическое поведение некоторых важных с токсикологической точки зрения продуктов дезинфекции различно, в процессе для них были подобраны индивидуальные параметры (скорость, плотность, разрешение) хроматографической программы для анализа именно этих соединений.

Определение строения образующихся соединений проводилось на основе спектро-структурных корреляций и с использованием электронных библиотек масс-спектров «WILEY275» - библиотеке на 275 тысяч соединений, «mainlib/replib» - библиотеки на 130 тысяч соединений N1ST (National Institute of Science and Technology) и Агентства по охране окружающей среды США.

При этом были получены достаточно обширные данные, на основании которых был осуществлён сравнительный анализ всех полученных результатов.

Мы суммировали полученные данные и поместили их в Табл.1, демонстрирующую наиболее часто встречающиеся ГОС после дезинфекции природной воды ГХН разных концентраций и разного времени контакта.

Табл. 1. Список образующихся ГОС, наиболее характерных для дезинфекции природной воды растворами ГХН разных концентраций и при разном времени контакта

№ Название вещества Мкг/л ПДК (СанПин) Класс опасности

1 Бромдихлорметан 0,27-3,0 0,03 мг/л (к) * 1

2 Хлорйодметан 0,10-0,30 -

3 Дихлорнитрометан 0,02-0,35 - -

4 Тетрахлорметан 0,01-0,10 0,002мг/л (к) * 1

5 Дибромхлорметан 0,02-040 0,03мг/л 2

6 Иоддихлорметан 0,03-1,80 . -

7 Дихлорацетонитрил 0,04-2,20 0,09мг/л -

8 Тетрахлорэтилен 0,001-1,80 0,005мг/л (к) * 1

9 1,1 -Диметил-З-хлорпропанол 0,23-13,0 -

10 2,3-Дихлор-2-метилбутан 0,08-20,0 - -

11 2-Хлорметил-1 -бутен 0,1-2,60 - -

12 Дихлорциклопентан (изомеры) 0,01-5,0 -

13 2,3-Дихлор-2-метилпропаналь 0,3-1,0 - -

14 Трихлорэтилен 0,20-0,85 - -

15 З-Хлор-2-бутанон 0,01-0,03 - 3

16 2-Хлор-3-метил-2-бутен 0,01-0,85 -

17 1,1 -Дихлор-2-пропанон 0,10-0,70 -

18 1-Хлор-2-гексен 0,04-0,80 - -

19 1,1,1 -Трихлор-2-пропанон 0,05-2,10 - -

20 1,3-Дихлор-3-метилбутан 0,80-2,0 - -

21 1,1,2,2-Тетрах лорэтан 0,02-0,60 - 3

22 1,4-Дихлор-2-бутанол 0,02-0,55 - -

23 2-Хлор-З-метилбутан 0,01-0,06 - -

24 Метилдихлорацетат 0,06-0,12 - -

25 Тетрахлорпропан (изомеры) 0,06-0,70 0,01мг/л 4

*(к) - канцероген

Из данного списка соединений практически всегда образуются: Бромдихлорметан, Дихлорнитрометан, Дибромхлорметан, Йоддихлорметан, Дихлорацетонитрил, Тетрахлорэтилен, 1Д-Диметил-3-хлорпропанол, 2,3-Дихлор-2-метилбутан, 1,1 - Дихлорпропанон-2, 1,1,1-Трихлорпропанон-2. Из перечисленных соединений в наибольших количествах образуются 2,3-Дихлор-2-метилбутан (его количественные показатели могут достигать 20 мкг/л) и 1,1-Диметил-З-хлорпропанол (около 10 мкг/л).

Соединения, которые, в основном, появляются после долгого контакта с дезинфектантом: Дибромхлорметан и Йоддихлорметан. Все остальные соединения появляются также, в большинстве случаев, после длительного контакта ГХН с водой, но их количественные показатели не превышают 3 мкг/л. Все эти соединения являются токсичными и проявляют свойства различного уровня опасности.

К сожалению, большинство из них мало изучено и, как можно видеть в Табл.1, для них даже не определены ПДК. Таким образом, нельзя утверждать, будет ли вода, дезинфицированная тем или иным реагентом, более или менее безопасной, до тех пор, пока в литературе не появятся результаты соответствующих исследований.

Тем не менее, по итогам сравнительного исследования, проведенного с использованием в качестве дезинфектантов НКГХН. ВКГХН и ХВ в жестких условиях, становится ясно, что использование ГХН (и, в первую очередь, НКГХН) более предпочтительно в сравнении с молекулярным хлором, т.к. при этом образуется сравнительно меньше токсичных веществ, как с точки зрения их разнообразия, так и с точки зрения их количеств. Наглядно демонстрирующие эти выводы хроматограммы и полные списки найденных в пробах ГОС приведены в диссертации.

В качестве наглядного примера изменения состава воды в зависимости от концентрации ГХН можно привести хроматограммы (Рис. 1 - 3), полученные в ходе ГХМС-анализа проб воды, взятой из Москворецкого источника и обработанного НКГХН, ВКГХН и ХВ, соответственно.

Сравнивая Рис.1 и 2, можно прийти к выводу, что они достаточно похожи. Тем не менее, интенсивности пиков на Рис.1 распределены более равномерно, а также данная хромагограмма больше похожа на хроматограммы, отображающие состав смесей ГОС при дезинфекции воды ВКГХН в менее жестких условиях (см. Обсуждение результатов и Приложения в диссертационной работе).

На Рис. 2 заметно, кроме того, еще большее увеличение интенсивносгей пиков слева, что позволяет предположить, что количественные показатели соединений увеличатся. Рассматривая же Рис. 3, мы можем наблюдать очень большую интенсивность пиков в сравнении с хроматограммами, отображающими итоги дезинфекции ВКГХН и НКГХН.

Расширенный анализ, результаты которого приведены в Таблицах 2-4, позволяет оценить многообразие образовавшихся ГОС.

Рис. 1. Хромагограмма дезинфицированной Москворецкой воды НКГХН с дозой 2,5 мг/мл и временем контакта 3 часа.

Табл. 2. Продукты дезинфекции природной Москворецкой воды НКГХН (2,5 мг/мл, 3 часа)

Пик№ Название вещества Индексы Ковача (сек) ГОС (мкг/л)

3 2-Хлор-З-метилбутан 199 0.06

6 Трихлорэтилен 200.5 0.82

14 З-Хлор-2-бутанон 215.1 0.02

15 2-Хлор-3-метил-2-бутен 217.6 0.12

17 Дихлорацетонитрил 220.1 1.58

19 Хлорйодметан 221 0.21

20 1 -Хлор-2-метил-2-пропанол 224.5 0.01

22 2-Хлорметил-1 -бутен 225.7 0.10

24 Дихлор-2-пропанон 228.1 0.25

35 Дихлорнитрометан 245.3 0,14

48 Тетрахлорметан 268.7 0.08

64 Дибромхлорметан 288.6 0,05

67 Тетрахлорэтилен 293.8 1.17

68 1,1 - Диметил-3 -х лорпропанол 294.2 3.63

81 Бромхлорацетонитрил 310 0.001

86 Йоддихлорметан 319.4 0.21

92 1,1,1 -Трихлор-2-пропанон 329.2 0.13

94 2-Хлор-4-метил-3-пентанол 330.1 0.76

96 1,2-Дихлор-2-метилбутан 338.5 0.01

122 Дихлорциклопентан 402,4 0.01

125 1,1,2,2-Тетрахлорэтан 412 0.02

137 1,2,3-Трихлор- 1-пропен 441 0.06

150 1,4-Дихлор-2-бутанол 493,7 0.02

157 1,4-Дихлорбензол 532.6 0,01

201 1,2,3,4,5,5-Гексахлор-1,3-циклопентадиен 803.8 0,02

204 2,4,6-Трихлорфенол 822.5 0,02

224 Трихлорметоксибензойная кислота 955.9 0,01

5е+007 4е+007 Зе+007 2е+007 1е+007

Tme (s) «О 600

- li

UL

1000 1200 1« 1600 1800 TKJ

Рис. 2. Хроматограмма дезинфицированной Москворецкой воды ВКГХН с дозой 2,5 мг/мл и временем контакта 3 часа.

Табл. 3. Продукты обработки природной Москворецкой воды ВКГХН (2,5 мг/мл, 3 часа)

Пик № Название вещества Индексы Ковача (сек) ГОС (мкг/л)

3 2-Хлор-3-метил-2-бутен 196 0.24

9 Трихлорэтилен 199.7 0.68

15 Бромдихлорметан 208,8 2.97

18 3 -Хлор-2-бутанон 214.3 0.03

22 Дихлорацетонитрил 219.4 1.65

24 Хлорйодметан 220,2 0.29

27 2-Хлорметил-1 -бутен 225 0.28

30 1,1 - Дихлор-2-пропанон 227,4 0.32

45 Дихлорнитрометан 244,7 0.05

62 4-Бром-2-пентен 262.6 1.66

67 Тетрахлорметан 268,2 0.01

72 Хлоргексен 273,7 0.53

79 1-Хлор-2-гексен 285,8 0.32

82 Дибромхлорметан 288,3 0.05

83 Тетрахлорэтилен 293,4 0.53

84 1,1 - Диметил-З -хлорпропанол 294 3.72

96 Бромхлорацетонитрил 309,9 0.001

97 2,3-Дихлор-2-метилбутан 312.1 10.0

100 Иоддихлорметан 319,2 0.06

107 1,1,1 -Трихлор-2-пропанон 329,3 0.05

110 1-Бром-3-метил-2-бутен 336 0.12

111 1,1,2-трихлорпропан 336,3 0.12

133 Трибромметан 382,5 0.01

143 1,3-Дихлор-3-метилбутан 396.9 2.0

152 1,1,2,2-Тетрахлорэтан 412,3 0.13

154 1 -Хлор-3 -метил-3 -пентанол 413,7 0.10

158 Хлорметилпентан 421,7 0.18

200 1,4-Дихлорбензол 532.8 0.001

201 2,3-Дихлор-2-метилпропаналь 534,6 0.31

204 Хлордийодметан 543,9 0.001

206 2-Хлорметил-1,3-дихлор-2-метилпропан 564,6 0.01

237 1,2,3,4,5,5-Гексахлор-1,3-циклопентадиен 803.8 0.001

242 2,4,6-Трихлорфенол 823 0.001

260 1,3,5 -Трих лор-2-мегоксибензол 955.9 0.001

1.2е+00» 1е+008

^е+оо? 2&+007 Т1ше (5)

Р

Рис. 3. Хроматограмма продуктов дезинфекции Москворецкой воды ХВ с дозой 2,5 мг/мл и временем контакта 3 часа

Табл. 4. Продукты дезинфекции природной Москворецкой воды ХВ (2,5 мг/мл, 3 часа)

Пик № Название вещества Индексы Ковача (сек) ГОС (мкг/л)

8 Трихлорэтилен 198.4 0.24

10 3 -Хлор-З-метил-1 -бутин 202.8 0.09

14 Бромдихлорметан 207.7 2,5

22 З-Хлор-2-бутанон 213.6 0.01

23 2-Хлор-3-метил-2-буген 215.9 0.81

25 Дихлорацетонитрил 218.4 1.32

27 Хлорйодметан 219.3 0.25

28 1-Хлор-2-пентин 219.8 0.10

31 2-Хлорметил-1 -бутен 224 2.57

33 1,1 -Дихлор-2-пропанон 226.5 0.38

47 3 -Метил-3 -хлор-1 -бутен 240.7 0.60

50 Дихлорнитрометан 243.9 0,43

69 Тетрахлорметан 267.5 0.03

74 1,2-Дихлоргексан 273 1.26

80 1-Хлор-2-гексен 285.2 0.77

83 Дибромхлорметан 287.6 0.15

84 Тетрахлорэтилен 292.9 1.01

85 1,1 -Диметил-З-хлорпропанол 293.6 7.72

103 2,3-Дихлор-2-метилбутан 312.2 25.96

108 Йоддихлорметан 318.8 0.11

116 1,1,1 -Трихлор-2-пропанон 328.7 0.18

125 1,2-Дихлор-2-метилбутан 337.9 0.95

142 1 -Хлор-2-метил-1 -пропен 366.4 0.04

144 2-Хлорэтил бензол 370.6 1.44

150 Трибромметан 381.9 0.02

158 1,3 - Дихлор-3 -метилбутан 394.6 0.80

164 Дихлорциклопентан (изомер) 402.6 27.59

180 Дихлорциклопентан (изомер) 422.4 4.40

190 3,3,3-Трихлор-1-пропен 440.5 0.18

207 1,3-Дихлорциклопентан 468.7 2.28

209 1,4-Дихлор-2-бутанол 474.6 0.55

219 5 -Хлор-4-(хлорметил)-1 -пентен 497 0.64

221 1 -Хлор-5-Йодпентан 504.2 0.09

236 2,3-Дихлор-2-метилпропаналь 534.3 17.56

242 2,2-Бис-(хлорметил)-1 -пропанол 551.2 0.15

244 2-Хлорметил-1,3-дихлор-2-метилпропан 564.1 1.22

247 Трихлор-1 -пентен 574.1 0.05

265 Дихлорциклогексан 615.2 0.06

276 Трис(хлорметил)зтен 638 0.24

317 1,2,3,4,5,5-Гексахлор-1,3-циклопентадиен 803.7 0.01

319 2,4,6-Трихлорфенол 823.2 0.01

339 1,3,5 -Трихлор-2-метоксибензол 955.8 0.01

Во втором параграфе третьей главы описаны проведенные нами в 2013 году на Барвихинских прудах исследования метода альголизации водоемов штаммом водоросли Chlorella vulgaris ИФР №С-111 для регулирования цветения природных водоемов (полуколичественные работы, проведенные в 2012-14гг на Глуховском пруду и Никольской запруде на реке Сетунька, в работу не включены).

В первую очередь были проведены гидрохимический и гидробиологический анализы воды Барвихинских прудов до первичной (весенней) альголизации и непосредственно первичная (весенняя) коррекция альгоценоза. Далее, был проведен первый цикл комплексного исследования результатов первичной коррекции альгоценоза Барвихинских прудов, с последующей вторичной (летней) коррекцией альгоценоза. После проведения второго цикла комплексного исследования результатов вторичной коррекции альгоценоза, была проведена окончательная (осенняя) коррекция альгоценоза Барвихинских прудов и заключительное комплексное гидрохимическое и гидробиологическое исследование.

Из данных, полученных при оценке гидрохимического состояния Барвихинских прудов до первичной альголизации, было очевидно, что гидрохимическое состояние этих модельных водоемов в весенний период перед альголизацией можно считать нормальным.

Результаты гидробиологической оценки Барвихинских прудов до проведения работ по первичной альголизации показали, что при практическом отсутствии в весенний период сине-зеленых водорослей в обоих водоемах имеется значительный дисбаланс в диатомовых и зеленых водорослях, и существенно разные суммарные количества водорослей.

Полученные результаты анализа качества воды по химическим и гидробиологическим показателям показали, что весеннее внесение хлореллы существенно не повлияло на количества

азотсодержащих соединений, а также соединений фосфора и растворенного кислорода в экспериментальном водоеме (Табл.5).

Табл. 5. Химические показатели контроля качества воды после первой альголизации

Дата Азот аммонийный, мг/л Азот нитратов мг/л Азот нитритов мг/л Аммоний-ион, мг/л Фосфор общий, мг/л Кислород р-ный, мг/л

к э к э к э к э к э к э

18.06 0,078 0,041 0,35 0,91 0,027 0,049 0,1 0,053 0,068 0,6 11,4 13,1

25.06 <0,039 0,13 <0.023 2,03 0.0097 0,073 <0,05 0,17 0,36 0,27 16,6 10,5

к - контрольный водоем; э - экспериментальный

В результате второй альголизации в экспериментальном водоеме исследуемые показатели оказались ниже, чем в контрольном: азот аммонийный - в среднем на 0,054 мг/л, азот нитритов - в среднем на 0,014 мг/л, азот нитратов - в среднем на 0,066 мг/л, аммоний-ион - в среднем на 0,075 мг/л. Содержание же растворенного кислорода в экспериментальном водоеме за весь летний период было стабильно выше, чем в контрольном в среднем на 2,06 мг/л (Табл.6).

Табл. 6. Химические показатели контроля качества воды после второй альголизации

Дата Азот аммонийный, мг/л Азот нитратов мг/л Азот нитритов мг/л Аммоний-ион, мг/л Фосфор общий, мг/л Кислород р-ный, мг/л

к э к э к э к э к э к э

09.07 0,19 0,05 0,71 1,17 0,094 0,073 0,24 0,06 0,39 0,4 6,7 9,1

23.07 0,05 0,04 1,04 0,4 0,07 0,076 0,07 0,05 0,57 0,51 9,1 9,9

06.08 0,1 <0,039 0,99 0,55 0,052 0,034 0,13 <0,05 0,32 0,52 10,3 15,0

19.08 0,05 0,07 0,64 0,95 0,1 0,058 0,07 0,09 0,31 0,44 14,8 15,4

03.09 0,27 0,15 1,06 1,04 0,082 0,085 0,35 0,19 0,94 0,88 7,7 9,5

к - контрольный водоем; э - экспериментальный

С 04.09.13 по 15.10.13 в наблюдаемых водоемах динамика изменения исследуемых химических показателей практически не различалась (Табл.7). Но необходимо отметить, что в экспериментальном водоеме концентрация азотных соединений в среднем была ниже на 0,04 мг/л по сравнению с контрольным.

Изменения содержания фосфора общего также происходило с одинаковой закономерностью в обоих водоемах. Содержание растворённого кислорода в экспериментальном водоёме в осенний период после третьей альголизации было выше, чем в контрольном, особенно после 30.09.13, и составляло по данным на 15.10.13: 12,9 мг/л и 9,2 мг/л, соответственно.

Табл. 7. Химические показатели качества воды после третьей альголизации

Дата Азот аммонийный, мг/л Азот нитратов мг/л Азот нитритов мг/л Аммоний-ион, мг/л Фосфор общий, мг/л Кислород р-ный, мг/л

к э к э к э к э к э к 3

17.09 0,19 0,22 0,6 0,58 0,061 0,058 0,25 0,28 1,3 1,1 6,8 7,4

30.09 0,32 0,26 1,59 1,64 0,055 0,058 0,41 0,34 2,9 2,8 7,3 7,6

15.10 0,12 0,05 2,88 2,16 0,049 0,034 0,16 0,07 0,45 0,9 9,2 12,9

к - контрольный водоём; э - экспериментальный

Наблюдая за изменениями качества воды за весь исследуемый период времени, можно было видеть, что исследуемые показатели для неорганических соединений азота, общего фосфора и растворённого кислорода не превышали ПДК для природных водоёмов. Построенные зависимости представлены на Рис. 4-9.

1,6

1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

-контрольны й водоем

-эксперимент альный водоем

-ПДК 1.5 мг/л

18.06.13 18.07.13 18.08.13 18.09.13 Рис.4. Динамика изменения азота аммонийного в исследуемых водоёмах .

Анализ результатов показал, что качество воды в экспериментальном водоёме по некоторым показателям было лучше, чем в контрольном. Так, на втором и третьем этапах альголизации в экспериментальном водоёме значения азота аммонийного были в среднем ниже на 0,04 мг/л, чем в контрольном (Рис.4). Динамика изменения содержания аммоний-иона аналогична (Рис.7). В среднем, за те же этапы альголизации данный показатель в экспериментальном водоёме становился ниже, чем в контрольном на 0,06 мг/л .

12 10 ■

| о.

-контрольный водоем

- экспериментальн ый водоем

-ПДК 10.17 мг/л

18.07.13 18.08.13 18.09.13 Рис. 5. Динамика изменения азота нитратов в водоёмах

1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2

-контрольный водоем

-эксперименталь ный водоем

-ПДК 1.0 мг/л

18.07.13 18.08.13 18.09.13 Рис. 6. Динамика изменения азота нитритов в водоёмах .

2,5

£ 2 г

§ 1,5 8

-контрольный водоем

экспериментал ьный водоем

-ПДК 1.93 мг/л

18.06.13 18.07.13 18.08.13 18.09.13

Рис.7. Динамика изменения аммоний-иона в водоёмах

контрольный водоем

экспериментальн ый водоем

18.06.13 18.07.13 18.08.13 18.09.13

Рис.8. Динамика изменения фосфора общего в водоёмах

Содержание растворённого кислорода в воде экспериментального водоёма стало повышаться на втором этапе альголизации (Рис. 9). В дальнейшем его количество в экспериментальном водоёме стабильно превышало аналогичный показатель в контрольном водоёме в среднем на 1,5 мг/л. Так как этот показатель является одной из важнейших характеристик для оценки санитарного и общего экологического состояния водного объекта, то можно сделать вывод о том, что в экспериментальном водоёме сложилась более благополучная . экологическая обстановка, чем в контрольном .

-контрольным

водоем -экспериментальн

ый водоем -не менее 4 мг/л

18.06.13 18.07.13 18.08.13 18.09.13

Рис. 9. Динамика изменения растворённого кислорода в водоёмах

Анализ динамики изменения видового состава фитопланктона показал, что в результате проведения альголизации в экспериментальном водоёме не происходило развитие сине-зелёных водорослей. Наиболее выражено в сравнении с контрольным водоёмом это проявилось на втором этапе альголизации в летний период в июле-августе (Рис. 10). На третьем этапе альголизации наблюдалось интенсивное развитие диатомовых водорослей на фоне низкого содержания сине-зелёных и других видов водорослей, что являлось основной целью данной части работы и свидетельствует о достигнутом эффекте регулирования цветения водоёма.

юоооо 1 80000 § 60000 40000 20000 о

"контрольным водоем

"эксперимента льный водоем

го сп сп т

Рис.10. Динамика изменения численности фитопланктона в водоёмах

Кроме проведённых химических и гидробиологических исследований изменения качества воды постоянно велось визуальное наблюдение за состоянием водоёмов. К середине октября 2013 года было зафиксировано, что состояние экспериментального водоёма значительно лучше, чем контрольного водоёма (Рис. 11 а, б).

Рис. П.Состояние воды в Барвихинских прудах на 15.10.2013: а) контрольный водоём; б) экспериментальный водоём.

Результаты данного комплекса исследований позволяют ставить вопрос о возможности использовать предложенный метод для предотвращения развития в природных водоёмах сине-

зелёных водорослей, а следовательно и загрязнения их цианотоксинами, что позволит их использовать в качестве источников питьевого водоснабжения, для рекреации и рыборазведения.

В третьем параграфе третьей главы приведены результаты, полученные нами в 2013-14 гг на Рублевской водопроводной станции г. Москвы при проведении исследований, посвященных выявлению пороговых концентраций токсикантов при мониторинге качества вод с помощью 12-канальной системы оптической кардиографии моллюсков, а так же определению закономерностей в реакции моллюсков на другие изменения среды (например, температуры воды). В качестве токсикантов были использованы фосфорорганические пестициды (глифосат, актеллик и малатион), а также соли тяжелых металлов (хлориды цинка, меди и кадмия). Для определения пороговых концентраций и выявления реакций моллюсков на токсичность среды с каждым токсикантом были проведены эксперименты на всех 12 моллюсках, с различными концентрациями веществ, равными ПДК и превышающими их значения от 10 до 60 раз.

В результате исследований были получены следующие данные:

Влияние температуры воды на кардиоритмы моллюсков:

Наиболее комфортным для нормальной жизнедеятельности моллюсков является температурный интервал 17-18'С, который чрезвычайно важно поддерживать в аквариумах в течение всего года.

Влияние тяжёлых металлов в воде на кардиоритмы моллюсков:

1). Цинк. Эксперимент показал, что устойчивая реакция на ионы цинка в воде у моллюсков начинается при превышении ПДК в 40 раз. Она наступает на 3-5 минуте и выражается сильным ускорением сердцебиения. При превышении ПДК в 50-60 раз реакция наступает раньше и проходит интенсивнее. При более низких концентрациях реакции либо нет вообще, либо наблюдается небольшая аритмия.

Видимой невооружённым глазом реакцией моллюсков на значительное изменение качества воды является также мгновенное захлопывание створок раковин - изоляция моллюска от внешней среды. Благодаря этому, с течением времени, как правило, моллюски могут частично восстанавливать сердечный ритм и реакция снижается. На Рис. 12 показаны средние значения изменения частоты сердцебиений, сведенные в единую систему координат. Из сравнения видно, что повышение концентрации металла приводит к уменьшению его стимулирующего действия, а в начальный период даже вызывает угнетение по сравнению с исходной частотой.

-2 -I--1--

0 5 10 15 20

минуты экспозиции

Рис. 12. Средние значения изменения частоты сердцебиений моллюсков (уд/мин) в зависимости от времени экспозиции при разных концентрациях цинка.

2). Медь. Реакция на ионы меди у моллюсков наступает раньше, чем на ионы цинка. Уже при превышении ПДК в 10-20 раз можно наблюдать небольшую аритмию у некоторых особей, а при превышении ПДК в 30 раз - резкие изменения сердцебиения у большинства моллюсков.

Реакция характеризуется не только изменением кардиоритма, но и высокой защитной активностью моллюсков - схлопыванием створок. Сердцебиение моллюска изменялось постоянно и достаточно кардинальным образом: от небольшой аритмии к очень частому ритмическому рисунку с маленькой амплитудой. В целом, реакции моллюсков на наличие ионов меди в воде показали тренды в изменении результатов, аналогичные трендам изменения результатов в экспериментах с ионами цинка. При этом многочисленные эксперименты подтвердили ранее наблюдавшиеся закономерности, что токсичность ионов меди, как правило, выше токсичности ионов цинка.

В качестве наглядного примера на Рис. 13 показаны средние величины изменения частоты сердцебиений при разных концентрациях, сведенные в одну систему координат. Видно, что разница в концентрациях существенно сказывалась в первые 10 минут испытаний, когда более высокая концентрация вызывала более активную стимуляцию сердцебиений. После этого периода эффекты становились менее определенными.

минуты экспозиции

Рис. 13. Средние значения изменения частоты сердцебиений моллюсков (уд/мин) в зависимости от времени экспозиции при разных концентрациях меди.

3). Кадмий. Выраженная реакция на ионы кадмия в воде у моллюсков проявляется уже при превышении ПДК в 10 раз. При превышении ПДК в 30 раз наблюдается устойчивая и ярко выраженная реакция, характеризующаяся учащением сердцебиения. При превышении ПДК в 60 раз практически у всех моллюсков в первые 5 минут наблюдается усиление кардиоритма, далее начинается тенденция к угнетению, которой почти не наблюдалось при меньших концентрациях

Реакции моллюсков характеризовались различными изменениями, такими как уменьшение и увеличение амплитуды, появление аритмии или наоборот - проявление более четкого ритмического рисунка, возникновение сдвоенных ударов и т.д. Подобные изменения сопровождали и предыдущие эксперименты и много раз наблюдались на протяжении всех исследований. Это показывает, что у разных особей моллюсков реакция не всегда одинакова и может характеризоваться разными параметрами. При этом нет возможности выявить один критерий (например, увеличение или уменьшение амплитуды), и только одновременное изменение кардиоритмов в ту или иную сторону может свидетельствовать о том, что моллюски реагируют специфически.

На Рис. 14 (а, б, в) показаны отклонения частоты сердцебиения моллюсков от исходной величины при воздействии кадмия (0,01 мг/л, 0,03 мг/л, 0,06 мг/л). Показаны линии тренда средних значений.

......я .

о 5

н 1 !

■ .....

о • • с Т '...... 1 .

АД* ДО ф

д

О 5 10 15

О Ряд1 • Ряд2 о РядЗ

■ Ряд5 □ Рядб Д Ряд7

д Ряд9 О РядЮ ♦ Ряд11

20 □ Ряд4

4 РядЗ

.....л .... ^

и у

^.....— д..............

.........2

Г. П.....п ...... -

1 ! Т Т

0

ОРяд1

10

15

Ряд2 о РядЗ О Ряд4 □ Рядб «Ряд7 ♦ Ряд8 ОРядЭ

20 25 ■ Ряд5

; : • ! ! !

Т 4 А А 1

а □ < Г * ^

-в "й Ь

о | а | 1 в N

■ + • А ♦

Т и———

0 5

О Ряд1 • Ряд2 Д Ряд7 А Ряд8

10 15 20 25

о РядЗ ОРяд4 ВРядБ о Рядб ДРядЭ О РядЮ ♦ Ряд11 «Ряд12

Рис. 14 (а, б, в). Отклонения частоты сердцебиения (уд/мин) моллюсков от исходной величины при воздействии кадмия (0,01 мг/л, 0,03 мг/л, 0,06 мг/л, соответсвенно). Показаны линии тренда

средних значений.

Влияние фосфорорганических пестицидов в воде на кардиоритмы моллюсков:

1). Глифосат. Проведённые нами исследования показали, что уже при превышении ПДК в 2 раза можно наблюдать непродолжительную и не ярко выраженную реакцию у моллюсков. Так, при добавлении дозы глифосата в 0,2 мг/л раствора реакция практически не наблюдалась и была отмечена лишь небольшая аритмия.

При добавлении в воду дозы в 0,5 мг/л раствора наблюдается не ярко выраженная реакция, а лишь небольшая аритмия и увеличение ритма на 1-2 уд/мин, наступившие у моллюсков на 2 мин после добавления дозы, а также физиологическая активность сразу после добавления раствора в стакан с водой. Далее наблюдалось постепенное выравнивание ритма с небольшим учащением.

При добавлении в воду дозы в 1 мг/л раствора наблюдалась достаточно выраженная реакция, заключающаяся в учащении сердцебиения на 1-5 уд/мин, ярко выраженная аритмия и изменение амплитуды и интенсивности ударов.

При добавлении в воду дозы в 2 мг/л раствора наблюдалась достаточно яркая и устойчивая реакция, характеризующаяся увеличением частоты сердцебиения, изменения амплитуды ударов и их интенсивности, а так же аритмии и длительного времени релаксации (порядка 1-1,5 часов отмывки в чистой воде).

Далее были проведены исследования со следующими концентрациями пестицида: 0,1 мг/л (ПДК) и 1 мг/л (превышение ПДК в 10 раз). Реакция на глифосат была видна уже при 0,1 мг/л (1 ПДК). В течение всего эксперимента наблюдалось как небольшое усиление, так и угнетение сердцебиения у различных моллюсков, а также у многих из них наблюдалось уменьшение амплитуды ударов сердца. При действии большей дозы глифосата у моллюсков начинается замедление кардиоритма. У некоторых моллюсков этому явлению предшествует небольшое ускорение сердцебиения, после чего, как правило, всё равно наступает процесс угнетения.

На Рис. 15 показаны усреднённые величины изменения частоты сердцебиений моллюсков при воздействии пестицида по сравнению с исходными значениями.

о ■

X................... » \

.........\......... \

ч ч ........*3 • • 1

о 0,1 мг/л • 1 мг/л

10 минуты

20

Рис. 15. Усреднённые величины изменения частоты сердцебиений моллюсков при воздействии глифосата по сравнению с исходными значениями. Показаны линии тренда.

2). Актеллик. Данный пестицид из использованных нами является наиболее токсичным препаратом, что понятно из сравнения значений ПДК для каждого из них.

Результаты экспериментов подтверждают это, т.к. уже при концентрации 0,01 мг/л, что соответствует ПДК по действующему веществу, видна ярко выраженная реакция, сопровождающаяся значительной физиологической активностью, серьёзными изменениями кардиоритмов (ускорение) и длительным временем восстановления моллюсков после перенесения их из экспериментальных растворов в чистую воду.

При более высоких концентрациях общая картина становится ещё более ярко выраженной, а при самой высокой концентрации после сильного учащения ритма наблюдается тенденция к угнетению, что подтвердилось в экспериментах с актелликом на 12 моллюсках на втором этапе исследований.

В экспериментах с концентрациями 0,01мг/л (ПДК) и 0,1 мг/л (10 ПДК) показано (Рис.16), что при меньшей концентрации наблюдается, как правило, учащение кардиоритма, а также увеличение (или уменьшение) его амплитуды. При более высокой концентрации происходит мгновенная реакция, заключающаяся в учащении кардиоритма, после чего в течении 2-3 минут наблюдается угнетение сердцебиения, как правило, заканчивающееся нечёткостью кардиоритма и, как правило, уменьшением амплитуды и аритмией.

У некоторых моллюсков, имеющих изначально достаточно высокий кардиоритм, замедление сердцебиения начинается практически сразу. У многих моллюсков при добавлении вещества в воду сразу же идентифицировалась яркая физическая активность.

Рис.16. Усредненные величины изменения частоты сердцебиений (уд/мин) моллюсков по сравнению с исходными значениями при воздействии актеллика. Показаны линии тренда.

3). Малатион. При добавлении в воду дозы 0,15 мг/л реакция также выражена достаточно ярко, и уже в первые секунды после добавления в воду малатиона наблюдалась высокая физиологическая активность и учащение сердцебиения, а также увеличение амплитуды ударов.

При добавлении более высокой дозы 0,5 мг/л у моллюсков прослеживаются всё те же признаки реакции, которые описаны выше, только более ярко выраженные.

В экспериментах с концентрациями 0,05 мг/л (ПДК) и 0,5 мг/л (10 ПДК) реакции моллюсков (Рис. 17 а, б) были похожими на реакции в экспериментах с другими пестицидами. Они характеризовались уменьшением амплитуды кардиоритма.

В эксперименте с меньшей концентрацией пестицида в первые пять минут у некоторых особей наблюдается небольшой всплеск сердечной активности, но потом значения частоты сердцебиения всё равно начинают уменьшаться. Большая часть кривых на определенном моменте времени выходит на плато и далее на протяжении некоторого времени никак кардинально не меняется. Эти наблюдения соответствуют классическим представлениям о токсических воздействиях на живые организмы.

Однако, в эксперименте с максимальной концентрацией малагиона у моллюсков наблюдалось скачкообразное изменение кардиоритмов, т.е. на протяжении 20 минут нахождения моллюсков в растворе их сердцебиение не становилось равномерно замедленным или ускоренным (как в предыдущих экспериментах), а продолжало постоянно немного изменяться в меньшую или большую сторону (на 1-3 удара).

20

ю

-ю

-15

" с °

___________е_ с ............. 9..... с □

..¡г 8 ° > ______________а.....1

"■а* г 1

■ 1 ' - 1.................8..........' • 1

0 < - ————— о - - - 1

О Ряд1

• Ряд2 ОРядЗ □ Ряд4 ■ Ряд5 ОРядб ДРЯД7 ▲ Ияд8 ДРядЭ

♦ РядЮ

10

20

25

-10

! ?

$

Г "й*" ~~"" А. _ .11 » о « ....... I ! ! 1" Г " '

■

15

25

ОРяд1

• Ряд2 ОРядЗ □ Ряд4 ■ Ряд5 ОРядб Д Ряд7 ОРяд8

* Ряд9 д РядЮ

♦ Ряд11

♦ Ряд12 Ряд13

Рис. 17 (я, б). Отклонение частоты сердцебиения (уд/мин) моллюсков от исходной величины при воздействии малагиона (0,05 мг/л и 0,5 мг/л, соответственно). Показаны линии тренда

средних значений.

выводы

1. Проведено исследование состава галогеиорганических соединений (ГОС), образующихся при дезинфекции природной воды растворами гипохлорита натрия (ГХН) различных концентраций и разным временем контакта. При этом составлен список двадцати пяти образующихся ГОС, наиболее характерных для дезинфекции природной воды ГХН.

2. Экспериментально доказано, что растворы ГХН низких концентраций (НКГХН) являются более безопасным дезинфектантом, чем хлорная вода (ХВ). Содержание ГОС после использования НКГХН, даже при максимальном времени контакта, по большинству образующихся веществ не превышает санитарно-гигиенических норм. Высококонценгрированные растворы (ВКГХН), несмотря на то, что и дают меньшее количество ГОС, чем ХВ, образуют при больших дозах и длительном времени контакта больше ГОС, чем при малых дозах.

3. Развит и усовершенствован экспериментальный метод предотвращения загрязнения природных водоёмов высокотоксичными гетероциклическими цианотоксинами, являющимися продуктами трансформации сине-зелеными водорослями (цианобактериями) антропогенных соединений неорганического азота, методом коррекции альгоценоза этих водоемов планктонным штаммом зелёной микроводоросли Chloreila vulgaris ИФР №С-111.

4. Полученные в течение 2012-2014 годов на подмосковных водоемах, в том числе, на Барвихинских прудах, экспериментальные данные позволяют считать, что такой метод может, в сочетании с другими методами, эффективно решать усиливающуюся повсеместно проблему загрязнения водных экосистем гетероциклическими цианотоксинами.

5. Подробно исследованы химические и токсикологические аспекты ситуаций, в которых происходит внезапное загрязнение воды в источниках питьевого водоснабжения, с помощью ранее разработанной системы непрерывного мониторинга качества пресных вод, основанной на оптической кардиографии пресноводных моллюсков.

6. На базе большого экспериментального материала с использованием модельных растворов токсичных солей тяжёлых металлов (цинк, медь, кадмий) и высокотоксичных фосфорорганических пестицидов (глифосзг, актеллик, малатион) выявлены пороговые значения концентраций этих токсикантов, при которых реализуются химические стрессы используемых моллюсков, весьма часто приводящие и к летальному исходу.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. * Петросян B.C., Шувалова Е.А., Полякова О.В., Лебедев А.Т., Пономаренко А.Н., Козлов М.Н. Сравнительное исследование состава смесей галогенорганических веществ, образующихся при дезинфекции воды хлором и гипохлоритом натрия // Экология и промышленность России. -2014-Т.18 -№5-С. 42-47.

2. * Петросян B.C., Шувалова Е.А., Кульнев В.В., Лухтанов В.Т. Разработка экспериментального подхода к предотвращению загрязнения природных водоемов цианотоксинами // Экология и промышленность России. - 2015 —т. 19 - №4 - С. 36 - 41.

3. * Петросян B.C., Шувалова Е.А., Филенко О.Ф. Выявление пороговых значений концентраций экотоксикантов при мониторинге качества вод методом оптической кардиографии пресноводных моллюсков //Экология и промышленность России. -2015 - т. 19 -№6 - С. 11-16.

4. Полякова О.В., Петросян B.C., Шувалова Е.А., Лебедев А.Т., Пономаренко АН., Козлов М.Н. Исследование состава смесей галогенорганических веществ, образующихся при дезинфекции воды хлором и гипохлоритом натрия // Научная конференция «Ломоносовские чтения». - Россия (Москва). - 2014 - С. 16.

5. Шувалова Е.А., Петросян B.C., Филенко О Ф., Пономаренко A.M., Шушкевич Е.В., Козлов М.Н., Арутюнова И.Ю., Казакова Е.В. Выявление пороговых значений концентраций экотоксикантов в системе мониторинга качества вод // Научная конференция «Ломоносовские чтения». - Россия (Москва). - 2014 - С. 17.

6. Шувалова Е.А. Разработка экспериментального подхода к предотвращению загрязнения природных водоемов цианотоксинами [электронный ресурс] // Материалы международного молодежного научного форума «XXII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов». — Электрон, дан. - Россия (Москва). - 2015. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM)

* Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертаций.

Благодарности.

Автор выражает глубокую признательность руководителю работы д.х.н., засл. проф. МГУ, академику РАЕН Петросяну B.C. за всестороннюю помощь при её выполнении. Большую благодарность за помощь в проведении экспериментов и обсуждении результатов автор выражает сотрудникам Химического и Биологического факультетов МГУ д.х.н., проф. Лебедеву А.Т., к.б.н., с.н.с. Поляковой О.В., д.б.н., проф. Филенко О.Ф., сотрудникам АО «Мосводоканал» к.б.н. Арутюновой И.Ю., Казаковой Е.В., к.т.н. Козлову М.Н., Пономаренко A.M., Шушкевичу Е.В., а также сотрудникам ООО «Альгобиотехнология» к.г.н. Кульневу В.В., Лухтанову В.Т.

КОПИ-ЦЕНТР св.: 77 007140227 Тираж 100 экз. г. Москва, ул. Енисейская, д. 36. тел.: 8-499-185-79-54, 8-906-787-70-86 wwwiopirovka.m

2015673439

2015673439