всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Журнал «Вода: химия и экология» № 12 (90) за Декабрь 2015 г.</H3>

Журнал «Вода: химия и экология»


№ 12 (90) за Декабрь 2015 г.

<<  ..

Содержание выпуска:

Стр. 104-113 / Гидробиология

Глызин А.В. кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Байкальский музей Иркутского научного центра Сибирского отделения РАН
Суханова Л.В. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Сапожникова Ю. П. научный сотрудник, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Попов Д.В. кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории химии природных систем, ФГБУН Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук
Глызина О.Ю. кандидат биологических наук, руководитель ЦКП «Пресноводный аквариумный комплекс, старший научный сотрудник Лимнологического института Сибирского отделения Российской академии наук
Раднаева Л.Д. доктор химических наук, заведующая лабораторией химии природных систем, ФГБУН Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук
Смирнов В.В. доктор биологических наук, главный научный сотрудник Байкальского музея, ФГБУН Иркутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук
Яхненко В.М. кандидат биологических наук, главный специалист по ихтиологии лаборатории ихтиологии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Башарина Т.Н. ведущий инженер группы поддержки аквариумного комплекса, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Тетерина В.И. кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории ихтиологии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук

Влияние температурного фактора на жирнокислотный состав мышц сиговых рыб озера Байкал

Термоадаптация гидробионтов является сложным, до конца не изученным процессом. Целью представленной работы было изучение жирнокислотного состава сиговых рыб оз. Байкал для установления влияния на него температурного фактора и межвидовых филогенетических различий.
Температура - один из основных факторов, который в ходе длительной эволюции организмов формировал синтез их клетками жирных кислот (ЖК). Термоадаптационная перестройка состава липидов заключается в изменении соотношений полярных групп, состава ЖК и количества холестерина. Рыбы, как эктотермные организмы, являются удобными модельными объектами для изучения термоадаптационных механизмов.
В байкальских рыбах высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) может быть связано с их приспособленностью к жизни в холодной воде и межвидовыми филогенетическими различиями, определяющими физиологические свойства видов.
Поведен анализ липидных экстрактов образцов тканей белых мышц искусственно полученных неполовозрелых байкальских сига Coregonus baicalensis (Dyb.), омуля C. migratorius Georgi и их гибридов F1 (♀ омуль х ♂ озёрный сиг), содержащихся при разных температурах в байкальской и водопроводной воде. Были обнаружены и идентифицированы 56 компонентов разной химической природы (жирные кислоты, альдегиды, стерины). Выявлена зависимость жирнокислотного состава мышечных тканей сиговых рыб от температурного фактора. В пуле жирных кислот всех образцов тканей сиговых, обитающих в байкальской воде при температуре +4 С преобладают незаменимые ПНЖК, в том числе 20:5n3 и 22:6n3. При содержании рыб при температуре +10 С показатели Σ МНЖК выше в 1,5-2 раза. Наибольшее содержание мононенасыщенных кислот 18:1 выявлено у омуля и гибрида, содержащихся при температурах: +10 С и +18 С.
Сделан вывод, что изменение содержания ПНЖК в тканях байкальских сиговых рыб является адаптационным механизмом к смене температурного режима в местах обитания.
Получен первый опыт экспериментальной работы с эндемичными байкальскими промысловыми рыбами в условиях холодноводного пресноводного аквариумного комплекса. Липидные показатели гибридных особей не соответствуют закономерностям, выявленным у сига и омуля в различных условиях обитания. В дальнейшем планируются детальные исследования по искусственно полученных гибридных и негибридных форм байкальских сиговых рыб.

Ключевые слова: байкальские сиговые рыбы, жирнокислотный состав, искусственная гибридизация, термоадаптация., филогенетические различия


Стр. 112-124 / Гидробиология

Русинек О.Т. доктор биологических наук, заместитель директора по научной работе Байкальского музея, ФГБУН Иркутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук
Фефелов И.В. доктор биологических наук, заместитель директора по науке Института биологии, ФГБОУ ВПО Иркутский государственный университет

О влиянии природных процессов на формирование фауны рыб, птиц и их паразитов на Байкале

Проанализирована связь палеогеографических событий неогена и четвертичного периода на Байкале с формированием фаунистических комплексов рыб, птиц и их паразитов. Состав паразитов рыб подтверждает, что наиболее длительную изоляцию в Байкале прошли представители эндемичных байкальских Cottoidei, а рыбы бореального равнинного комплекса заселили озеро сравнительно недавно и, возможно, проникали сюда неоднократно. Современный состав водных птиц свидетельствует о напряженных условиях их обитания в Прибайкалье в четвертичном периоде и о значительной изменчивости их фауны в климатических циклах плейстоцена за счет периодических заселений Байкала птицами.

Ключевые слова: озеро Байкал, паразиты, природные процессы, птицы, рыбы


Стр. 125-130 / Гидробиология

Суханова Л.В. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Смирнов В.В. доктор биологических наук, главный научный сотрудник Байкальского музея, ФГБУН Иркутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук
Тетерина В.И. кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории ихтиологии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Благодетелев А.И. главный рыбовод Большереченского рыбоводного завода, филиал АО Восточно-Сибирский научно-производственный центр рыбного хозяйства
Матанцев В.Ю. директор Большереченского рыбоводного завода, филиал АО Восточно-Сибирский научно-производственный центр рыбного хозяйства
Глызина О.Ю. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биологии водных беспозвоночных, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук

Синхронизация овуляции у байкальского омуля (Coregonus migratorius, Georgi) с помощью хорионического гонадотропина человека

Опыты по стимуляции производителей байкальского омуля посольской популяции хорионическим гормоном человека (ХГЧ) проводились на базе Большереченского рыбоводного завода в первой декаде октября 2014 г. Случайная выборка рыб, находящихся в преднерестовом состоянии (конец III стадии зрелости), отобрана из ставного невода в период нерестовой миграции в р. Култучная (приток залива Посольский сор оз. Байкал). Рыбы помещены в опытный (8 шт.) и контрольный (10 шт.) бассейны, где содержались при естественном фотопериоде в проточной воде, поступающей из реки Б.Речка. После недельной адаптации к условиям бассейна и понижения температуры воды до 5 оС самкам экспериментальной группы с трехдневным интервалом проведены предваряющая (100МЕ ХГЧ/100 г массы) и разрешающая (~250МЕ ХГЧ /100 г массы) внутримышечные инъекции стерильным раствором ХГЧ отечественного производства (ФГУП Московский эндокринный завод), реализуемого через аптечную сеть. Продолжительность латентного периода, 6-7 сут после первой инъекции гормона находилась в пределах значений, полученных ранее для лососевидных рыб при использовании синтетических аналогов гонадотропин-рилизинг-гормонов, стимулирующих продукцию гонадотропных гормонов гипофиза. На второй неделе эксперимента, с 7 по 11 октября, в контрольной партии созрело 20 % и в опытной 75 % рыб. Созревшие самки идентифицировались по наличию икры, вытекающей из овариального отверстия. После 11 октября овулировавшие самки не обнаружены. 14 октября не созревшие особи переведены в садковую базу для участия в стандартном рыбоводном процессе. Гибели рыб в период проведения эксперимента не зарегистрировано. Качество созревшей икры «текучих» самок контрольной и опытной групп проверялось по эффективности оплодотворения икры, инкубация которой осуществлялась в экспериментальной установке в аквариальной Байкальского музея ИНЦ СО РАН. Процент оплодотворенной икры на этапе дробления (4-5 сут развития, при +6 оС) и нормально развивающихся эмбрионов на стадии пигментации глаз (30-35 сут развития, +5 оС) в контроле и опыте отличался незначительно, свидетельствуя об отсутствии негативного влияния инъекций ХГЧ на качество икры. Полученные результаты свидетельствуют, что инъекции ХГЧ самкам байкальского омуля стимулировали и синхронизировали овуляцию. Поскольку опыты проводились на небольшой выборке рыб, необходимы дополнительные сравнительные исследования влияния ХГЧ и других гонадотропных гормональных препаратов на созревание и синхронизацию нереста байкальских сиговых рыб.

Ключевые слова: Coregonus migratorius Georgi, индуцированная овуляция, качество икры, хорионический гонадотропин человека (ХГЧ)


Стр. 3-9 / Вопросы экологии

Поддубный С.А. доктор географических наук, старший научный сотрудник, заместитель директора по научной работе, Учреждение Российской академии наук Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН (ИБВВ РАН)

Геометрическая модель устьевой области малой реки-притока водохранилища

Изучение в устьевых областях рек гидрологических и гидробиологических процессов возможно на основе нестационарных математических моделей разной сложности. Альтернативой математическим моделям могут служить простые геометрические модели, позволяющие выявить общие закономерности гидрологии устьев рек.
Цель данной работы – описание метода геометрического моделирования для определения морфометрических характеристик устьевых областей малых рек – притоков водохранилищ.
Рассмотрены эстуарные русловые с устьевым расширением устьевые области малых рек в диапазонах длин 11 – 25, 26 – 50 и 51 – 100 км. Первичная обработка материала и подготовка его к последующему анализу осуществлена на основе стандартных гидрологических методов.
Проведено районирование устьевой области. Выделены зоны переменного подпора (периодического осушения), постоянного подпора, переменного объема и устьевая зона водохранилища. Эстуарий реки аппроксимирован прямоугольной пирамидой с равнобедренным треугольником в основании, соответствующим сечению устья эстуария. В результате верификации модели выявлено, что наибольшие ошибки расчета объема эстуария возникают при наличии изрезанности его береговой линии. Средняя ошибка модельных расчетов объема эстуариев малых рек составляет 6,3%. Удовлетворительные результаты верификации геометрической модели позволили осуществить ее применение для расчета величин площадей поверхности и объемов эстуариев малых рек-притоков верхневолжских водохранилищ. Показано, что в случае наименьших горизонтальных раз-
меров эстуариев зависимость их площадей и объемов от средней по градации длины рек близка к экспоненциальной. Максимальные и средние площади и объемы эстуариев коррелируют с длиной реки по степенной зависимости.
Геометрическая модель эстуария позволяет провести оценочные расчеты его морфометрических показателей, которые, в свою очередь являются основой для изучения особенностей водного баланса и водообмена устьевых областей малых рек, распространения речных вод в эстуарии в зависимости от изменений уровня водохранилища и расходов реки.

Ключевые слова: верификация, геометрическая модель, морфометрия, районирование, эстуарий


Стр. 131-137 / Гидробиология

Лютиков А.А. аспирант лаборатории аквакультуры и воспроизводства ценных видов рыб, Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства
Костюничев В.В. кандидат биологических наук, заведующий лабораторией аквакультуры и воспроизводства ценных видов рыб, Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства

Экологические аспекты созревания сиговых рыб (Сoregonidae) за пределами естественного ареала

Изучены сроки созревания производителей нельмы Stenodus leucichthys nelma, муксуна Coregonus muksun и чира C. nasus, выращенных в искусственных условиях за пределами естественного ареала. Проведено сравнение полученных результатов с литературными данными по срокам нереста сиговых рыб в материнских водоемах. Рассмотрено влияние экологических факторов на переход рыб в нерестовое состояние. Показано, что созревание производителей западнее границы их естественного распространения может проходить при более высоких значениях температуры и позднее, по сравнению со сроками нереста рыб в естественных условиях. Предполагается, что одним из факторов, стимулирующих нерест сиговых, является фотопериод.

Ключевые слова: Coregonidae, нерест, сиговые рыбы, созревание, температура воды, фотопериод


Стр. 10-19 / Вопросы экологии

Поляк Ю.М. кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук

Азольные соединения как фактор воздействия на массовые виды цианобактерий

Широкое применение азольных соединений в качестве биоцидов приводит к их неизбежному попаданию в окружающую среду и загрязнению водных объектов. Многие современные препараты на основе азолов токсичны и, несмотря на способность к биоразложению, могут оказывать на биоту водных экосистем негативное воздействие. В настоящей работе исследовали влияние азольных соединений – 1,2,4-триазола и изотиазолинонов, на развитие массовых видов цианобактерий и синтез ими вторичных метаболитов. В работе использовали альгологически чистые культуры цианобактерий Anabaena variabilis, Aphanizomenon flos-aquae, Oscillatoria agardhii, Microcystis aeruginosa, зеленых водорослей Scenedesmus quadricauda и Oocystis parva. Проведенные исследования показали, что цианобактерии обладают высокой чувствительностью к соединениям класса изотиазолинонов и меньшей чувствительностью к 1,2,4-триазолу. По чувствительности к 1,2,4-триазолу цианобактерии сопоставимы с зелеными водорослями, но к изотиазолинонам менее устойчивы. При изучении токсического действия азольных соединений было установлено, что они оказывают влияние на процессы фотосинтеза цианобактерий. Особую роль в процессе адаптации клеток к действию токсикантов играет фикоэритрин, концентрация которого в присутствии 1,2,4-триазола и изотиазолинонов увеличивается в несколько раз. Действие азольных соединений характеризуется увеличением проницаемости клеток и повышенным выходом в окружающую среду метаболитов, таких как цианотоксины и одоранты. Содержание одорантов в воде остается на высоком уровне даже в условиях практически полного подавления роста цианобактерий. Несмотря на ингибирование процесса токсинообразования в присутствии азольных соединений, биомасса продуцента токсинов – цианобактерии M. aeruginosa, сохраняет токсичность, т.к. соотношение токсинов изменяется в пользу наиболее токсичного представителя группы цианотоксинов – микроцистина LR. Таким образом, загрязнение водных экосистем азольными соединениями может не только оказать влияние на структуру и сукцессию водорослевого сообщества, но и стать причиной увеличения концентрации опасных метаболитов цианобактерий и ухудшения качества природных вод.

Ключевые слова: 1, 2, 4-триазол, изотиазолиноны, микроцистин, фотосинтетические пигменты, цианобактерии


Стр. 137-142 / Гидробиология

Тягун М.Л. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Сендек Д.С. кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства

Морфологические отличия чешуйного покрова некоторых видов сиговых рыб Северной Европы и Восточной Сибири (озеро Байкал)

Одна из гипотез расселения сиговых рыб в Европе предполагает возможность появления и дальнейшей эволюции гибридогенных таксонов. Подобный таксон смешанного происхождения известен для островной части Финского залива Балтийского моря, причем более ранние данные генетических исследований показали, что в качестве родителей при его становлении наряду с нативной формой обыкновенного сига C.lavaretus могли выступать арктический омуль C.autumnalis или байкальский омуль C.migratorius. Это предположение подтверждается идентичностью некоторых аллозимных генетических маркеров у арктического омуля и сигов островной части Финского залива. Однако, эти же аллозимные маркеры идентичны и байкальскому омулю, которого, согласно литературе, в 1950-60-е годы пытались акклиматизировать в Ладожском озере посредством интродукции икры, личинок, сеголетков. В Ладожском озере байкальский омуль не прижился, однако гипотетически он мог скатиться из р. Ладоги вниз по р. Неве до Восточной Балтики, где, смешавшись с нативным сигом, закрепился в загибридизованном виде в островной части Финского залива.
Для выяснения происхождения гибридогенных сигов, обитающих у островов открытой части Финского залива Балтийского моря, был предпринят метод сравнения микрорельефа чешуи, как неизменчивого элемента внешних покровов тела.
Микроструктура оральной области чешуи нескольких видов рода Coregonus была исследована методом сканирующей электронной микроскопии на предмет поиска сходств/различий внешнего рельефа. В число исследованных сиговых рыб были включены байкальские виды (C.migratorius, C. lavretus baicalensis), арктический омуль, а также европейские популяции обыкновенного сига, среди форм которого изучен таксон гибридогенного происхождения из восточной Балтики. Предполагалось, что эволюционно близкие таксоны в сходстве вооружений внешнего рельефа чешуи имеют больше общего, чем виды, находящиеся в более дальнем родстве.
Изменчивость формы склерита чешуи и склеритных зубчиков (лепидонтов) была исследована в направлении от периферии к чешуйному центру. У исследуемых видов было обнаружено несколько типов склерита, отличных между собой по размерам, наклону, а также форме и выраженности зубчиков и склеритной пластинки. Результат анализа подтверждает отличие рельефов чешуи европейской и байкальской группы сиговых рыб. Арктический омуль имеет рельеф чешуи, в целом схожий с европейской группой, но при этом данный вид обладает своими особенностями. Особые отличия были обнаружены у ладожского сига - нетипичная для других исследованных видов изменчивость рельефа чешуи от периферии к центру пластины. Предположительно гибридогенная форма сиговых рыб из островной части Финского залива продемонстрировала высокой спектр вариабельности рельефов и высокую встречаемость аномалий развития структур чешуи (деструкция ростового центра), а также наличие псевдо-сенсорного канала. На основании этого предположение о гибридном происхождении этой группы имеет высокую вероятность.

Ключевые слова: микроморфология, сиговые рыбы, чешуя, экзоскелет


Стр. 20-24 / Мониторинг водных объектов

Абдрахманов Р.Ф. доктор геолого-минералогических наук, профессор, заместитель директора по науке, главный научный сотрудник лаборатории гидрогеологии и геоэкологии, Учреждение Российской академии наук Институт геологии Уфимского научного центра РАН
Ахметов Р.М. кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории гидрогеологии и геоэкологии, ФГБУН Институт геологии Уфимского научного центра Российской академии наук
Лешан И.Ю. аспирант кафедры гидрологии и геоэкологии, ФГБОУ ВПО Башкирский государственный университет

Гидрогеологические мониторинговые исследования в зоне активного водообмена в нефтедобывающих районах

Разработка нефтяных месторождений приводит к деградации подземной гидросферы. Целью данной статьи является анализ состояния пресных подземных вод в районах деятельности нефтедобывающих предприятий Южного Предуралья (в пределах Башкортостана). Во введении обоснована актуальность работы. Естественная гидрогеологическая обстановка региона характеризуется закономерной сменой с глубиной пресных гидрокарбонатных (до 1 г/дм3), солеными сульфатными и сульфатно-хлоридными (от 1 – 3 до 36 г/дм3), а последних – хлоридными рассолами (до 300 г/дм3). С середины прошлого века на формирование химического состава пресных подземных вод сильное влияние оказывают техногенные процессы.
В пределах разрабатываемых месторождений геохимическая зональность подземной гидросферы нарушена. В результате проникновения пластовых рассолов в верхние водоносные горизонты, заключающие пресные воды, появились новые геохимические типы вод. Минерализация вод во многих случаях повысилась и достигла 5–10 и даже 40 г/дм3. Одновременно воды стали хлоридного натриевого и кальциево-натриевого состава. Возросли концентрации микроэлементов (мг/дм3): брома (до 66,5), йода (до 2,2), бора (до 2,85), стронция (8,5), лития (0,75) и т.д. Мониторинговые исследования позволили спрогнозировать, что даже при ликвидации источника загрязнения время самоочищения водоносных горизонтов составляет десятки и даже сотни лет. Изменения химического состава и минерализации поземных вод приводят к весьма острой проблеме обеспечения населения качественной питьевой водой в нефтедобывающих районах.

Ключевые слова: загрязнение, микроэлементы, мониторинг, нефтедобыча, пресные воды, химический состав


Стр. 143-17 / Гидробиология

Тягун М.Л. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Аношко П.Н. ведущий инженер, ФГБУН Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук
Пастухов М.В. кандидат биологических наук, заведующий лабораторией, ФГБУН Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук

Валидность определения возраста и линейно-весовая структура пеляди Братского водохранилища

Для оценки валидности определения возраста исследована внешняя структура годовых приростов чешуи пеляди Coregonus peled (Gmelin), интродуцированной в Братское вдхр. водотока р. Ангары (Восточная Сибирь), в результате рыбохозяйственных мероприятий 2009, 2011, 2012 гг. Уточнены особенности изменения склеритного рисунка, связанные с сезонными ритмами. Возрастные особенности формирования годовой зоны описаны, соответственно, для особей в возрасте 1+, 2+, 4+. Установлено наличие дополнительных колец, обсуждена вероятная причина их появления. Обнаружено, что качество роста выпускаемой пеляди, нагуливающейся в условиях Братского вдхр., согласно полученным размерно-возрастнным данным значительно превышает таковое у популяций в пределах естественного ареала.

Ключевые слова: Братское водохранилище, пелядь, точность оценки возраста, чешуя


Стр. 25-30 / Технологии промышленной и бытовой очистки вод

Беляев А.Н. кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной экологии и безопасности, ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет»
Лысов Д.С. аспирант кафедры промышленной экологии и безопасности, ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет»
Флегентов И.В. доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой промышленной экологии и безопасности, ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет»
Костарев В.В. директор, МУП «Водоканал г.Глазова»
Банаев Д.Е. начальник производственно-технического отдела, МУП «Водоканал г.Глазова»
Лутавая О.А. главный бухгалтер, МУП «Водоканал г.Глазова»

Кавитиационная интенсификация процесса магнезиального обескремнивания при водоподготовке

Проблема повышенного содержания кремния подземных водоисточников является весьма актуальной для России. Отсутствие интенсификации реагентных процессов в технологии обескремнивания питьевых вод является одним из сдерживающих факторов их промышленного использования. Экономически и технологически обоснованным вариантом при этом является кавитационная обработка водной среды. Проведенные экспериментальные исследования магнезиального обескремнивания природной воды показывают возможность проводить обработку без необходимости повышения температуры среды и корректировки ее рН. Эффект обоснован наличием искусственно созданных условий с быстроизменяющимися значениями давлений и скоростей потока, возникающих при гидродинамических кавитационных процессах, с выделением при этом большого количества энергии в ограниченном объеме. Результат отмечает значительное снижение общих энергозатрат при неизменной эффективности водоподготовки. Полученные результаты свидетельствуют об экономической целесообразности промышленного использования данного направления водоподготовки. В данной работе представлена технологическая схема обработки воды, реализуемая в рамках действующего предприятия.

Ключевые слова: гидродинамическая кавитация, интенсификация, магнезиальный метод, обескремнивание, питьевая вода


Стр. 148-156 / Гидробиология

Суханова Л.В. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Смирнов В.В. доктор биологических наук, главный научный сотрудник Байкальского музея, ФГБУН Иркутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук
Смирнова-Залуми Н.С. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук

Экологическое разнообразие и вопросы рационального использования рыбных ресурсов Байкала

На примере байкальского омуля рассматривается роль многоуровневого полиморфизма вида и каждой из его популяций в функционировании экосистемы Байкала. Использованы материалы, характеризующие морфо-экологическую структуру вида и отдельных его популяций, собранные в 1965-2014 гг.
Исследование трех наиболее многочисленных популяций байкальского омуля (селенгинской, северобайкальской и посольской) показало, что их адаптация к условиям Байкала с образованием субпопуляций протекает по тем же трем основным направлениям, по которым прошла дифференциация вида на популяции: потреблению кормовых ресурсов прибрежной пелагиали, эпипелагиали глубоководных районов озера и пелагиали склоновой зоны. Если омуль селенгинской и посольской популяций в настоящее время представлен субпопуляциями, осваивающими разные биотопы эпипелагиали и склоновой зоны, то внутрипопуляционные группы северобайкальского омуля (кичерская и верхнеангарская субпопуляции) обитают в одном биоценозе – прибрежно-пелагическом, но в разных котловинах озера, т.е. в пределах одного и того же биоценоза распределяется не только «ядро» наиболее адаптированной к нему популяции, но и субпопуляции других популяций вида.
Рациональное использование ресурсов омуля - основной, наиболее многочисленной промысловой рыбы Байкала, быстрого восстановления численности и промыслового использования ценных, но в настоящее время находящихся под давлением интенсивного омулевого промысла малочисленных прибрежных видов (осетр, таймень, ленок, хариус, озерный и озерно-речной сиги) возможно лишь при экосистемном подходе, предусматривающем сохранение экологического разнообразия всей ихтиофауны озера.

Ключевые слова: Байкал, омуль, рациональное использование., экоразнообразие


Стр. 31-40 / Научно-аналитические обзоры

Белоусова А.П. доктор географических наук, профессор, главный научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук

Оценка опасности загрязнения подземных вод как компонента окружающей среды

Рассмотрена методика комплексной оценки опасности загрязнения подземных вод как компонента окружающей среды под влиянием техногенной нагрузки, сосредоточенной в других компонентах окружающей среды.
Приведены основные принципы районирования территорий по степени опасности загрязнения подземных вод, предложены три подхода к оценке суммарной техногенной нагрузки для крупных регионов страны в зависимости от исходной о ней информации.
Дан краткий обзор отечественных и зарубежных подходов к оценке опасности и риска для различных задач в области природопользования.
Разработан подход оценки опасности загрязнения подземных вод с использованием обобщенного показателя опасности, характеризующего нормативные данные о ПДК и классе опасности загрязняющих веществ.
Опасность загрязнения подземных вод оценивалась по группам загрязняющих веществ. Все загрязняющие вещества были разделены на 5 групп по значению ПДК в питьевой воде.
Для оценки устойчивости качества подземных вод или опасности их загрязнения был введен весовой коэффициент для каждого загрязняющего вещества с учетом его ПДК и класса опасности:
Оценка опасности загрязнения проводится с использованием индексов опасности загрязнения как одной из характеристик устойчивости окружающей среды к негативному воздействию.
Для каждой группы загрязняющих веществ рассчитывался групповой индекс опасности загрязнения по предложенному нами выражению. Групповой индекс является величиной безразмерной и объединяет загрязняющие вещества только одной из пяти групп, что позволяет анализировать загрязняющие вещества,
Комплексная оценка трансформации качества подземных вод проводилась с учетом влияния на них других загрязненных компонентов окружающей среды с последующим картированием ситуации с использованием ГИС-технологий.
Проанализирована экологическая ситуация изучаемого региона (Брянской обл.) на основе построенной карты опасности загрязнения окружающей среды и подземных вод.

Ключевые слова: индекс опасности загрязнения, окружающая среда, опасность загрязнения, подземные воды, техногенная нагрузка


Стр. 41-47 / Гидробиология

Пономарева Ю.А. кандидат биологических наук, младший научный сотрудник, ФГБУН Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук
Андрианова А.В. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук; научный сотрудник, ФГБУН НИИ Экологии рыбохозяйственных водоемов
Апонасенко А.Д. доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, ФГБУН Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук
Макарская Г.В. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук; старший научный сотрудник, Международный научный центр исследований экстремальных состояний организма при Президиуме ФГБУН Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук
Постникова П.В. кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук
Тарских С.В. ведущий инженер, Международный научный центр исследований экстремальных состояний организма при Президиуме ФГБУН Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук

Структурные характеристики биологических сообществ экосистем озер с различной степенью минерализации (Республика Хакасия)

Исследованы озера (Иткуль, Матарак, Шунет, Власьево, Белё) с разной степенью солености (от пресных до слабосоленых), расположенные в степной зоне Республики Хакасия. Водоемы имеют рыбохозяйственное значение, пользуются широкой известностью у туристов и содержат большое количество лечебных грязей. Однако гидробиологические характеристики и экологическое состояние этих озер недостаточно изучены. Полевые работы проведены в летний период 2015 г. и нацелены на долгосрочный мониторинг экосистем озер. На данном этапе собран материал по бактерио-, фитопланктону и литоральному зообентосу; в воде измеряли температуру, рН, БПК5, содержание кислорода, взвешенного минерального и растворенного органического вещества, концентрацию хлорофилла «а». Отбор и обработку проб проводили по стандартным методикам. Несмотря на принадлежность к единым географическим и климатическим условиям, экосистемы озер различались по некоторым физико-химическими и биологическими показателями. Наиболее соленое оз. Белё характеризуется минимальными значениями взвешенного минерального и растворенного органического вещества, концентрации хлорофилла «а», БПК5, а также плотности фитопланктона и зообентоса. С ростом минерализации наблюдалось обеднение видового состава зообентоса, увеличение доли синезеленых водорослей в альгоценозах и амфипод в бентоценозах озер. Качество вод во всех озерах соответствовало 3 классу «удовлетворительной чистоты». Трофический статус наиболее соленого озера оценивается как олиготрофный, остальные относятся к мезотрофному классу с переходом к евтрофному.

Ключевые слова: бактерио-, зообентос, озера, соленость, фитопланктон


Стр. 48-55 / Гидробиология

Шурганова Г.В. доктор биологических наук, профессор кафедры экологии, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (Национальный исследовательский университет)
Кудрин И.А. аспирант, ФГБОУ ВПО Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Ильин М.Ю. аспирант, ФГБОУ ВПО Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Гаврилко Д.Е. магистрант Института биологии и биомедицины, ФГБОУ ВПО Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Макеев И.С. кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии Института биологии и биомедицины, ФГБОУ ВПО Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Горьков А.С. магистрант Института биологии и биомедицины, ФГБОУ ВПО Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Зоопланктон малых водотоков урбанизированных территорий (на примере г. Нижний Новгород)

Экологическое состояние малых водотоков крупных городов, являющихся чрезвычайно уязвимыми и находящихся под влиянием многокомпонентного антропогенного воздействия, изучено чрезвычайно слабо. Малые водотоки, формирующие водный режим территории, определяют качество вод рек-приемников, играют важную роль в формировании «экологического каркаса» города. Решение проблемы пространственного размещения сообществ гидробионтов малых водотоков позволит внести вклад в разработку ряда теоретических и прикладных направлений экологии, в частности, выявить влияние роли рефугиумов в формировании и восстановлении гидробиоценозов и др. Целью работы являлась оценка современного состояния зоопланктона водотоков антропогенно нарушенных территорий г. Нижнего Новгорода.
Наряду с использованием стандартных методик для сбора и обработки зоопланктона, в работе был использован метод многомерного векторного анализа.
Основу зоопланктона исследованных водотоков составляли эврибиотные виды. Несмотря на ландшафтно-географические различия верхней и нижней частей города, существенных различий в видовом составе водотоков, по ним протекающих, не обнаружено. Видовое богатство исследуемых водотоков во многом определялось наличием на их акватории озерных расширений и высшей водной растительности.
Было выявлено несоответствие оценки качества воды по гидробиологическим и гидрохимическим показателям, в связи с чем рекомендуется изучение региональной адаптации гидробионтов и уточнение индексов индикаторной значимости видов-сапробионтов.
Анализ пространственного размещения зоопланктона всех исследованных водотоков показал его, преимущественно, дискретный характер. На примере р. Ржавки и Шуваловского канала показана роль рефугиумов в формировании видовой структуры зоопланктона. Экологическое состояние водотоков и их гидробиоценозов в основном определяют их гидрологические и морфометрические характеристики.
Водотоки г. Н. Новгорода нуждаются в оздоровлении и восстановлении. Для осуществления этих целей необходимо проведение мониторинговых исследований.

Ключевые слова: видовая структура, зоопланктон, малые водотоки, пространственное размещение, рефугиумы


Стр. 56-63 / Материалы для водоподготовки

Митракова Т.Н. аспирант кафедры химии, ФГБОУ ВПО Курский государственный университет
Лозинская Е.Ф. кандидат химических наук, доцент кафедры химии, ФГБОУ ВПО Курский государственный университет Хоанг Ким Бонг, доктор химических наук, профессор, зав. Центром «Адсорбция», ФГБОУ ВПО Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
Хоанг Ким Бонг доктор химических наук, профессор, зав. Центром «Адсорбция», ФГБОУ ВПО Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
Темкин О.Н. доктор химических наук, профессор кафедры химии и технологии органического синтеза, ФГБОУ ВПО Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Использование сорбентов из растительных отходов для очистки сточных вод от ионов меди (II)

Очистка сточных вод от ионов меди (II) является серьёзной проблемой гальванических производств. Это обусловлено как высокой токсичностью элемента, так и низкими допустимыми концентрациями, установленными для сброса. Отходы сельскохозяйственного производства могут служить сырьем для получения сорбентов, что позволяет решить такие экологические задачи, как утилизация растительных отходов и очистка сточных вод. В работе изучены сорбционные свойства углеродных материалов ПУ-1 и ПУ-2, полученных из растительных отходов (лузги гречихи и подсолнечника, соответственно), и активированного угля АН-К4, изготовленного из антрацита, по отношению к ионам меди (II).
Из исследуемых образцов наибольшей удельной поверхностью и, следовательно, лучшими сорбционными свойствами обладает активированный уголь АН-К4. Максимальная сорбция наблюдается в интервале рН 7,5-8 (для ПУ-1 и АН-К4) и рН 7-9 (для ПУ-2). Изотермы сорбции ионов меди (II) на всех исследуемых образцах относятся к ленгмюровскому типу. Увеличение степени сорбции в интервале рН от 3 до 6, а также снижение сорбционной емкости сорбента в результате обработки его кислотой позволяет сделать вывод о значительном вкладе в механизм сорбции меди (II) процесса хемосорбции с участием карбоксильных групп.
По результатам изучения влияния времени контакта фаз на скорость достижения равновесия показано, что на исследуемых образцах сорбция протекает достаточно быстро и практически заканчивается через 3 мин.
Показана возможность использования исследуемых образцов для доочистки сточных вод гальванических производств от ионов меди (II). Наибольшая степень извлечения характерна для АН-К4. Из сорбентов, полученных из отходов переработки растительного сырья, наиболее перспективным для очистки стоков является ПУ-2.

Ключевые слова: ионы меди, растительные отходы, сорбция, сточная вода, углеродные сорбенты


Стр. 64-76 / Аналитические методы и системы контроля качества воды

Баренбойм Г.М. доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук
Чиганова М.А. аспирант, младший научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук
Шанин И.А. аспирант, ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Еремин С.А. доктор химических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, ФГБОУ ВО Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Современные подходы в системе выявления лекарственного загрязнения вод, включая применение методов иммунохимического анализа

В последние десятилетия поднята проблема лекарственного загрязнения природных и питьевых вод суши. Работы, касающиеся определения в воде антибиотиков, гормонов, нестероидных противовоспалительных средств и других классов лекарств, проводятся во многих странах мира. Однако в России первые подобные исследования были начаты только в 2009 г. в ИВП РАН.
Цель данной работы – создание методики составления программы исследования лекарственного загрязнения водных объектов и выбора оптимальных схем анализа для проведения периодического контроля, включая иммунохимические.
Для проведения планомерного исследования по определению лекарственных веществ в воде необходимо составить региональный перечень источников питьевого водоснабжения и рыбохозяйственных водоемов с выделением наиболее значимых источников загрязнения, создать списки лекарств, которые с наибольшей вероятностью могут быть обнаружены в выбранных для исследования водных объектах.
По результатам всех собранных данных составляется программа обследования выбранных водных объектов. При этом заранее планируются направления аналитических исследований – тотальный поиск всех возможных соединений либо избирательное обследование вод на заранее выбранные лекарственные вещества. Для всех обнаруженных лекарственных веществ и метаболитов дополнительно оценивается токсичность по био- и хемоинформационным технологиям.
По результатам аналитических исследований и применения информационных технологий составляется список приоритетных по опасности лекарственных веществ и метаболитов с привязкой к конкретным точкам отбора проб. По данному списку необходимо проводить регулярные контрольные измерения с применением доступных и быстрых методов анализа, среди которых можно выделить иммунохимические.
На модельном эксперименте доказана эффективность использования иммунохимического анализа для определения лекарств в воде как доступной альтернативы хромато-масс-спектрометрическим методам при проведении мониторинга качества вод. Показана возможность использования таких методов с достаточной чувствительностью на фоне реального органического и неорганического загрязнения вод, что дает возможность оценивать качество вод при лекарственном загрязнении водных объектов.
После окончательной отработки процедуры определения заданных лекарственных веществ иммуноферментным методом предложенную методику можно использовать при периодическом контроле лекарственного загрязнения вод, не затрачивая при этом много времени и не используя сложное и дорогостоящее оборудование при условии априорной наработки антител к анализируемому лекарственному веществу.

Ключевые слова: иммунохимические методы анализа, лекарственное загрязнение вод, оценка качества вод, программа исследования водных объектов


Стр. 77-82 / Химия воды и водных растворов

Кобелева Н.А. старший преподаватель кафедры промышленной экологии, ФГБОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет
Сунгурова А.В. аспирант кафедры промышленной экологии, ФГБОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет
Рыбкин В.В. доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник кафедры технологии приборов и материалов электронной техники, ФГБОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет

Очистка воды от ионов Cr6+ и Мn7+ с использованием разряда постоянного тока атмосферного давления в воздухе

Кратко рассмотрено состояние вопроса применимости плазменных методов для очистки воды от органических и неорганических загрязнений. Спектрофотометрическим методом изучена кинетика процессов восстановления ионов Cr6+ и Mn7+ в водном катоде разряда постоянного тока атмосферного давления в воздухе в диапазоне токов разряда 20-80 мА, концентраций ионов Cr6+ (0,058-0,19) ммоль/л, ионов Mn7+ - (0,29-1,5) ммоль/л. С ростом тока разряда при фиксированной начальной концентрации увеличивается как эффективность восстановления так и начальные скорости этого процесса. При заданном токе разряда эффективность восстановления зависит от начальной концентрации раствора. Для ионов Cr6+ процесс восстановления протекает обратимо, а для ионов Mn7+ - практически необратимо. Эффективность восстановления для Mn7+ достигает 100 % для всех исследованных концентраций при времени обработки 400 с и токе разряда 40 мА. Максимальная степень восстановления ионов Cr6+ достигает 60 % при начальной концентрации 0,058 ммоль/л, токе разряда 40 мА и времени обработки 400 с. Предполагается, что восстановление ионов происходит при их реакциях с радикалами Н и пероксидом водорода, а окисление продукта происходит при его реакциях с радикалами ОН. Проведена оценка снижения потенциальной токсичности растворов Cr6+ в результате плазменного воздействия.

Ключевые слова: ионы Cr6+ и Mn7+, кинетика восстановления, очистка воды, разряд постоянного тока


Стр. 83-88 / Short communications

Маркина Ж.В. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук
Айздайчер Н.А. кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук

Адаптация морских микроводорослей к поверхностно-активному веществу додецилсульфату натрия

Оценено влияние додецилсульфата натрия (ДСН) на динамику численности клеток восьми микроводорослей: Pyramimonas cordata, Chlorella minutissima; Chroomonas salina, Plagioselmis prolonga, Chaetoceros socialis f. radians, Attheya ussurensis, Pseudo-nitzschia multiseries и Gymnodinium kovalevskii. В целом, у перечисленных водорослей, кроме C. socialis f. radians и P. prolonga при добавлении в среду ДСН в концентрациях 0,1 и 1 мг/л динамика роста в течение семи суток незначительно отличалась от таковой в контроле. Присутствие в среде указанных выше концентраций ДСН вызывало выраженную стимуляцию роста у P. prolonga, а у C. socialis f. radians при концентрации 0.1 мг/л рост был ингибирован и при 1 мг/л происходила гибель водоросли. Увеличение содержания ДСН до 10 мг/л вызывало разную реакцию у водорослей: C. minutissima, A. ussurensis, P. multiseries и G. kovalevskii адаптировались после длительной лаг-фазы к концу эксперимента, а у P. cordata, C. salina, P. prolonga и C. socialis f. radians подавлялись процессы деления клеток на всем протяжении опыта.

Ключевые слова: адаптация, додецилсульфат натрия, загрязнение, микроводоросли, поверхностно-активные вещества


Стр. 91-98 / Гидробиология

Дзюба Е.В. кандидат биологических наук, заведующий лабораторией ихтиологии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Белькова Н.Л. кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник отдела микробиологии ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Суханова Е.В. научный сотрудник отдела микробиологии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Деникина Н.Н. кандидат биологических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории аналитической биоорганической химии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук

Гетеротрофные микроорганизмы-индикаторы среды обитания в условиях искусственного разведения рыб

Микроорганизмы – информативная группа биоиндикации при оценке состояния среды обитания гидробионтов в искусственных условиях. Изменения разнообразия гетеротрофных микроорганизмов в составе водных микробных сообществ связаны с температурным режимом и с концентрациями органических веществ. Целью настоящего исследования стал молекулярно-генетический анализ микробных сообществ, формирующихся в воде и на поверхности икры байкальского омуля в условиях искусственного разведения. В воде из инкубаторов с икрой отмечено значительное разнообразие водных гетеротрофов, широко распространенных в пресных водоемах различного уровня трофности. Среди типичных водных органотрофных микроорганизмов в микробном сообществе из пруда-накопителя отмечены потенциальные патогены рыб, развивающиеся при повышенной температуре и высоком содержании органических веществ. Гетеротрофные микроорганизмы, ассоциированные с икрой, представлены как характерными для природных вод, так и симбиотическими и потенциально патогенными видами. Индикаторами среды обитания гидробионтов в условиях их искусственного разведения являются хемоорганогетеротрофные микроорганизмы. При этом следует учитывать физиологические особенности их метаболизма, способность формировать биопленки и наличие адгезии к субстратам.

Ключевые слова: : микроорганизмы-индикаторы, байкальский омуль, гетеротрофы, инкубация икры, молекулярно-генетические методы, патогенные микроорганизмы, симбиотические


Стр. 99-103 / Гидробиология

Ильмаст Н.В. доктор биологических наук, заведующий лабораторией экологии рыб и водных беспозвоночных, ФГБУН Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук
Стерлигова О.П. доктор биологических наук, главный научный сотрудник лаборатории экологии рыб и водных беспозвоночных, ФГБУН Институт биологии Карельского научного центра Российской академии наук

Результаты вселения сиговых видов рыб в водоемы Карелии

Ихтиофауна Карелии с учетом морских рыб насчитывает в своем составе около 90 видов круглоротых и рыб, среди них 47 пресноводных видов. С целью улучшения качественного состава ихтиофауны еще в 1927 г. начались работы по интродукции ценных видов рыб. Работы осуществляли по двум направлениям: расселение местных ценных видов рыб и интродукция новых видов из других регионов страны. Из сиговых аборигенным видом была европейская ряпушка. Из других регионов страны в водоёмы Карелии вселяли: нельму, омуля, пелядь, чира, муксуна, сига. Зарыбление водоёмов проводили икрой, личинками, сеголетками и особями разного возраста. Анализ инвазионных процессов показал, что формирование самовоспроизводящихся популяций из местных видов рыб отмечено у ряпушки. Работы по интродукции рыб из других регионов страны не привели к их натурализации в водоёмах Карелии. Анализ рыбоводных работ также показал, что с экономической точки зрения многие промысловые сиговые виды в условиях Карелии могут давать высокую рыбопродукцию, если контролировать искусственно их воспроизводство (пелядь, сиг и др.).

Ключевые слова: акклиматизация, водоемы Карелии, рыбоводство, сиговые рыбы