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

Журнал «Вода: химия и экология» № 02 (92) за Февраль 2016 г.</H3>

Журнал «Вода: химия и экология»


№ 02 (92) за Февраль 2016 г.

<<  ..  >>

Содержание выпуска:

Стр. 59-63 / Материалы для водоподготовки

Бородкин С.А. кандидат химических наук, доцент кафедры физической и коллоидной химии химического факультета, ФГБОУ ВПО Южный федеральный университет
Пахомова О.В. инженер 1 категории химического факультета, ФГБОУ ВПО Южный федеральный университет, педагог дополнительного образования, МБОУ ДОД Дворец творчества детей и молодежи
Ефимова С.А. ученица 11 класса, МБОУ лицей № 103, МБОУ ДОД Дворец творчества детей и молодежи

Изучение возможности применения глинистой опоки в качестве сорбента ионов меди (II)

Использование глинистых пород в качестве сорбентов по отношению к ионам тяжелых металлов представляет значительный практический интерес из-за их низкой себестоимости и высокой сорбционной емкости. В результате изучения сорбционной способности глинистой опоки из карьера Тарасовского месторождения в Ростовской области по отношению к ионам меди (II) показано, что при 30 оС оптимальными для сорбции являются следующие условия: рН раствора 4–5, время сорбции – 5 ч. Модификация опоки при обработке ее кислотными, солевыми и щелочными реагентами не приводит к увеличению сорбционной емкости. Процесс сорбции хорошо описывается при помощи уравнения для реакции псевдопервого порядка.

Ключевые слова: глинистая опока, ионы меди (II), сорбция


Стр. 64-70 / Аналитические методы и системы контроля качества воды

Олькова А.С. кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры экологии, ФГБОУ ВПО Вятский государственный гуманитарный университет
Фокина А.И. кандидат биологических наук, доцент кафедры химии, ФГБОУ ВПО Вятский государственный гуманитарный университет
Лялина Е.И. аспирант Института естественных наук, ФГБОУ ВО Вятский государственный гуманитарный университет
Ашихмина Т.Я. доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой химии Института естественных наук, ФГБОУ ВО Вятский государственный гуманитарный университет

Исследование протекторных свойств восстановленного глутатиона для тест-организмов в растворах, содержащих медь

Исследовали протекторную активность восстановленного глутатиона (GSH) – естественного антиоксиданта живых организмов при его добавке в водную среду, загрязненную ионами меди (1 мг/дм3). Установлено, что в растворе существуют комплексные соединения ионов меди с лигандами восстановленного глутатиона, состав которых соответствует соотношению Cu:GSH в исходной смеси 1:1, 1:2 и 1:4. Жизнеспособность цианобактерий N. linckia через сутки экспозиции в исследуемых растворах увеличивалась, однако через 7 сут происходило угнетение и гибель организмов. При этом содержание меди в клетках росло, т.е. для цианобактерий экзогенный GSH увеличивает биодоступность токсиканта. В тестах на D. magna, P. сaudatum бактериальной тест-системе «Эколюм» показано закономерное снижение токсичности растворов меди в ответ на увеличение доли GSH. При добавке GSH в раствор с летальной концентрацией металла (1 мг/дм3) особи выжили и сохранили способность к размножению. Защитное действие экзогенного GSH подтверждено снижением количества меди в биомассе D. magna. Таким образом, показано влияние экзогенно введенного глутатиона на токсичность ионов меди (II). Эффект зависел от доли глутатиона, химического состава образующихся соединений и был видоспецифичен для живых организмов.

Ключевые слова: Daphnia magna, Nostoc linckia, биотестирование, глутатион восстановленный, медь, протекторные свойства, Раramecium caudatum, тест-система «Эколюм», токсичность


Стр. 71-82 / Химия воды и водных растворов

Линников О.Д. к.х.н., ведущий науч. сотрудник, Институт химии твёрдого тела УрО РАН
Родина И.В. научный сотрудник, Институт химии твёрдого тела УрО РАН

Сорбция шестивалентного хрома синтетическим наноразмерным магнетитом: кинетика и механизм процесса

Приведены результаты исследований кинетики и механизма сорбции хрома(VI) синтетическим наноразмерным магнетитом. Исследования проводились при разной температуре и рН модельного раствора, содержащего 400 мг/л сульфата натрия и 50 мг/л хрома(VI) в виде хромата калия. Частицы магнетита имели средний размер 32 нм и удельную поверхность (по БЭТ, тепловая десорбция аргона) – 36,3 м2/г. Установлено, что при сорбции хрома(VI) магнетитом одновременно протекают два процесса: (1) простая физическая адсорбция и (2) химическое взаимодействие хрома(VI) с магнетитом (хемосорбция). Определены параметры обоих процессов в зависимости от температуры и начального рН раствора, содержащего хром(VI). Процесс хемосорбции описывается уравнением реакции первого порядка относительно концентрации хрома(VI) в растворе. Полученные зависимости позволяют оценить количество магнетита, необходимого для достижения требуемой глубины очистки загрязнённого раствора от хрома(VI). Для проверки установленных закономерностей проведены эксперименты по очистке сточных вод одного из предприятий Свердловской области от хрома(VI) с помощью магнетита. В результате получено удовлетворительное совпадение экспериментальных и расчётных данных.

Ключевые слова: магнетит, наночастицы, очистка воды, сорбция, уравнение реакции., шестивалентный хром


Стр. 83-87 / Short communications

Лапирова Т.Б. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Влияние нитрит-ионов на некоторые показатели крови плотвы (Rutilus rutilus L.) при краткосрочном воздействии

Исследовали влияние нитрит-ионов в концентрации 8 мг/л по азоту на физиологические показатели плотвы в остром 96-часовом эксперименте. Показано, что на начальных этапах эксперимента токсикант вызывает рост как концентрации гемоглобина, так и процентного содержания метгемоглобина.
К концу опыта отмечено падение уровня гемоглобина, нарушение белкового и углеводного обменов. Общая картина острого гематологического токсикоза свидетельствует о высокой токсичности нитритов для рыб.

Ключевые слова: гемоглобин, метгемоглобин, нитриты, плотва, физиологические показатели


Стр. 88-93 / Short communications

Наумова Е.Ю. кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории ихтиологии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Зайдыков И.Ю. инженер лаборатории ихтиологии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук

Опыт применения флуктуирующей асимметрии у ракообразных для оценки влияния экологических и популяционных факторов

Наблюдаемые в настоящее время изменения в прибрежной зоне оз. Байкал неминуемо должны отражаться на экосистеме пелагиали. Однако, своевременно отследить их проявления в водной толще большого олиготрофного водоема, используя применяемые в настоящее время методы, трудно. Поэтому необходим поиск новых маркеров состояния экосистемы и путей совершенствования мониторинга зоопланктона. Флуктуирующая асимметрия (ФА) - это случайные ненаправленные отклонения от строгой симметрии. Уровень ФА является показателем стабильности развития и применяется при оценке состояния природных популяций.
Цель работы - проверить возможность применения этого метода для оценки состояния зоопланктона в оз. Байкал. Для этого были поставлены задачи – проанализировать применимость признака для оценки ФА и дать оценку ФА у двух удаленных популяций эндемичного массового вида, обитающего в оз. Байкал.
Было проанализировано количество пор и шипиков на поверхности цефалона самок Epischura baicalensis Sars из Северной и Южной котловин озера. Для исключения других форм асимметрии провели двухфакторный анализ ANOVA, используя в качестве группирующих факторов «генотип» и «асимметричность сторон». Установлено, что общее количество этих структур зависит от генотипа, а уровень показателя стабильности развития - от факторов внешней среды.
Уровень интегрирующего показателя стабильности развития (ФА) составил 0,310 для выборки из Северной котловины и 0,214 для особей из Южной котловины озера. Невысокий уровень ФА при сильном разбросе значений признака может свидетельствовать о высокой генетической вариабельности при незначительных нарушениях в онтогенезе. Более высокий показатель в северной котловине может свидетельствовать о менее стабильном состоянии среды и возможном влиянием абиотических факторов.
Это первое исследование проявления ФА для E. baicalensis. Дальнейшее исследование может выявить более точные географические границы вариаций среды и популяционных отличий.

Ключевые слова: Epischura baicalensis, зоопланктон, мониторинг, флуктуирующая асимметрия


Стр. 3-10 / Вопросы экологии

Будько Д.Ф. аспирант, младший научный сотрудник лаборатории физико-геологических исследований, ФГБУН Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Демина Л.Л. доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник лаборатории физико-геологических исследований, ФГБУН Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Мартынова Д.М. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Беломорской биостанции, ФГБУН Зоологический институт Российской академии наук

Химический и вещественный состав рассеянного взвешенного материала (взвеси) из прибрежной зоны Белого моря

Приводятся новые данные по химическому и вещественному составу водной взвеси, собранной в районе мыса Картеш Кандалакшского залива Белого моря. Изучение взвешенного вещества имеет большое значение, т.к. она служит источником формирования донных осадков, а также отражает уровень антропогенного воздействия. Более того, геохимия прибрежной беломорской взвеси на данный момент слабо изучена.
Цель работы – исследовать химический и вещественный состав взвеси разной размерности (от 0,45 до 200 мкм) для выяснения их роли в формировании осадочного вещества в прибрежной зоне Губы Чупа Белого моря.
В работе применяется широкий спектр различных методов исследования. Вещественный состав водной взвеси изучался методом сканирующей электронной микроскопии. Количественный химический анализ макрокомпонентов (Si, Al, P) определялся колориметрическим методом, углерод – кулонометрическим. Анализ микроэлементного состава (Fe, Mn, Cr, Co, Ni, Cu, As, Pb, As и Cd) проводили методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и атомно-абсорбционной спектрометрии. В работе использовался расчетный метод для определения аморфного кремнезема по формуле, рассчитанной через отношение Si/Al в осадочных породах Земли.
В работе установлено, что основную роль во взвешенном веществе губы Чупа играют диатомовые водоросли, содержание которых в размерных фракциях 0,45-20 мкм (нанопланктон) и 20-200 мкм (микропланктон) соотносится как 2:1.
Обе размерные группы взвеси примерно на четверть состоят из литогенной (минеральной) части. Фракция 0,45-20 мкм имеет в своем составе в два раза больше взвешенного органического вещества (49,1 %), однако в крупной взвеси (20-200 мкм) заметно выше (в 2-4 раза) содержание SiO2аморф, что объясняется большей биомассой крупных диатомей, составляющих данную фракцию.
Микроэлементы распределяются в размерных фракциях сестона следующим образом: Zn, Mn и Cd аккумулируются в мелкой фракции 0,45-20 мкм (нанопланктон), коррелируя с Cорг и концентрацией взвеси; большинство микроэлементов (Cr, Co, Ni и Pb) одинаково распределяются между фракциями 0,45-20 и 20-200 мкм, что соответствует распределению литогенной части взвеси и имеют корреляционную связь с Fe. Во взвеси размерностью 20-200 мкм (микропланктон) аккумулируются Cu и As, которые характеризуются высокой обратной корреляцией с концентрацией взвеси. Распределение Fe отличается от других элементов, его среднее содержание немного выше во фракции 045-20 мкм, однако значимого различия между размерными группами взвеси в распределении Fe не выявлено, что объясняется разнообразием форм нахождения железа во взвеси Белого моря.

Ключевые слова: Белое море, взвесь, микроэлементы, планктон


Стр. 11-17 / Вопросы экологии

Цыбекмитова Г.Ц. кандидат биологических наук, доцент, заместитель директора по научной работе, ФГБУН Институт природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения Российской академии наук

Качество фильтрационных вод золошлакоотвала ТЭЦ-1 и возможные пути их поступления в оз. Кенон (Забайкальский край)

Приведены сведения о загрязняющем воздействии золошлакоотвала ТЭЦ-1 на экологическое состояние оз. Кенон. С момента ввода в действие ТЭЦ в 1965 г. до настоящего времени изменился макрокомпонентный состав вод озера с преобладанием сульфатов. До ввода в эксплуатацию гидроэлектростанции в гидрохимическом составе воды оз. Кенон преобладали гидрокарбонаты над сульфатами [1]. Поступление в озеро сульфатов происходит с фильтрационными водами золошлакоотвала (концентрация соответствует 534,1 мг/л), сбросными теплыми водами ТЭЦ-1 (208,2 мг/л), а также с водами р. Кадалинки (534,1 мг/л). В воде золошлакоотвала выявлено превышение содержания элементов по сравнению с их кларком в поверхностных водах до 1442 раз (W). Инфильтрационные воды золошлакоотвала, а также воды р. Кадалинки поступают в оз. Кенон, обогащенные S, Ca, Mg, Mn, Zn, Sr, Hg, Mo и W. Сравнительный анализ кларковых концентраций микроэлементов в воде оз. Кенон и в воде р. Ингоды показывают их превышение в озере по Mg в 25 раз, Ca – в 97 раз, Sr – 12,5 раз, Mo – в 1,8 раза, W – в 2,3 раза по сравнению с водой р. Ингоды. Потоки микроэлементов влияют не только на состав воды оз. Кенон, но и аккумулируются гидробионтами. Для предотвращения поступления загрязненных вод в озеро необходима изоляция поверхностного стока фильтрационных вод золошлакоотвала и контроль качества теплых вод, сбрасываемых ТЭЦ-1 в оз. Кенон.

Ключевые слова: золошлакоотвал ТЭЦ, минерализация, тяжелые металлы, фильтрационные воды


Стр. 18-23 / Мониторинг водных объектов

Пашкевич М.А. доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой геоэкологии, ФГБОУ ВПО Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Алексеенко А.В. аспирант, инженер кафедры геоэкологии, ФГБОУ ВПО Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Использование макрофитов для эколого-геохимического мониторинга состояния Цемесской (Новороссийской) бухты

Цемесская бухта с прилегающей частью открытого моря известна как важный рекреационный и рыбопромысловый район, что обусловливает необходимость мониторинга обстановки в аквальных ландшафтах. Разработка месторождения мергеля и производство портландцемента в г. Новороссийске представляют экологическую угрозу для бухты. Биогеохимическое исследование 150 проб водорослей выявило участки акватории с неблагоприятной обстановкой. Десятилетний мониторинг показал изменение содержаний металлов в макрофитах.

Ключевые слова: биогеохимия, водоросли, тяжелые металлы, Черное море


Стр. 24-33 / Технологии промышленной и бытовой очистки вод

Дзюбо В.В. д.т.н., профессор, зав. кафедрой водоснабжения и водоотведения Томского государственного архитектурно-строительного университета
Алферова Л.И. старший научный сотрудник, ФГБОУ ВПО Томский государственный архитектурно-строительный университет

Радиальные фильтры обезжелезивания подземных вод и их расчет

Напорные радиальные фильтры реализуют технологию фильтрования водыв радиальном на-правлении и работают в режиме неравномерных скоростей очищаемого потока. Показано, что технологически конструкции радиальных фильтров позволяют реализовать различные вариан-ты направления фильтрования, скорости фильтрования и пористости фильтрующего материала (для сжимаемых материалов). Достигается это конструктивным оформлением фильтровальных сооружений и позволяет максимально использовать грязеемкость фильтрующей загрузки в процессе очистки природных вод.
Приведена методика расчета основных конструктивных параметров радиальных фильтров, предназначенных для очистки железосодержащих подземных вод, приведены основные, при-нимаемые без расчета, конструктивные параметры радиальных фильтров при их проектирова-нии.

Ключевые слова: конструктивные параметры фильтров, конструкции радиальных фильтров, подземные воды, радиальное фильтрование, расчет фильтров


Стр. 34-46 / Научно-аналитические обзоры

Аджиенко Г.В. младший научный сотрудник лаборатории охраны вод, аспирант, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук
Веницианов Е.В. доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией охраны вод, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук

Cравнительный анализ эффективности удаления микрозагрязнителей традиционными и передовыми технологиями очистки сточных вод

Очистка сточных вод от специфических органических микрозагрязнителей (МЗ) является одним из приоритетных направлений научных исследований в области водоочистки в развитых стран. В России таких исследований мало. Степень удаления МЗ различными технологиями очистки сточных вод варьирует в широком диапазоне. Процессы механической и физико-химической очистки не обеспечивают высокой степени удаления органических МЗ. Биологические процессы очистки сточных вод способствуют снижению концентраций большинства представителей МЗ, однако их эффективность определяется составом коммунальных сточных вод, применяемыми технологиями. Мембранная фильтрация обеспечивают самую высокую степень удаления многих групп МЗ, свыше 90 %. Среди методов третичной очистки наивысшая степень удаления МЗ позволяют достичь метод озонирования.

Ключевые слова: гормоны, органические ксенобиотики, сточные воды, технологии очистки, фармацевтические вещества, эффективность очистки


Стр. 47-52 / Гидробиология

Яковлев В.А. доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой зоологии позвоночных, ГОУ ВПО Казанский (Приволжский) федеральный университет
Мельникова (Яковлева) А.В. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ГБУ Институт проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан

Бентосные вселенцы на мелководных участках Волжского плеса Куйбышевского водохранилища (в районе г. Казани)

Проблема биоинвазий привлекает повышенное внимание ученных в связи с интенсивным расселением видов за пределы их исторического ареала. Некоторые вселенцы могут не оказывать заметного влияния на местные виды, но другие способны существенно влиять на условия обитания и сообщества в целом. Процесс биоинвазии наблюдается и в Куйбышевском вдхр., которое является одним из звеньев «Волго-Балтийского биоинвазионного коридора». Таким образом, является актуальным изучение современного состава вселенцев, сезонные и многолетние изменения их количественных показателей и особенности их размерно-весовых характеристик.
В 2014 г. на мелководных участках Волжского плеса Куйбышевского вдхр. (в районе г. Казани) было обнаружено 4 вида бентосных вселенцев (полихета Hypania invalida, двустворчатый моллюск Dreissena polymorpha и брюхоногие моллюски – Lithoglyphus naticoides и Physella acuta). На долю вселенцев по численности в среднем приходилось 31 %, по биомассе – около 47 % всего зообентоса. Основной вклад в общие относительные показатели численности и биомассы вселенцев на мелководьях вносил брюхоногий моллюск L. naticoides. Доля инвазионных видов в количественных показателях зообентоса возрастала по мере увеличения глубины. По результатам исследования сезонной динамики наибольшие численность и биомасса вселенцев наблюдались в сентябре. После аномально жаркого и маловодного 2010 г. произошло сокращение не только видового состава, но и количественных показателей, однако в последние годы вклад вселенцев восстановился до значений, характерных для периода 2000-2003 гг., главным образом за счет брюхоногого моллюска L. naticoides. У некоторых видов наблюдаются также изменения в размерно-весовых параметрах в сторону увеличения (L. naticoides) или, наоборот, уменьшения (D. polymorpha). Вероятно, после 2010 г. произошло выпадение некоторых возрастных групп, в результате чего в пробах были обнаружены либо только крупные особи, как у L. naticoides, либо мелкие, как у D. polymorpha.

Ключевые слова: биоинвазия, вселенцы, зообентос, количественные показатели, Куйбышевское водохранилище


Стр. 53-58 / Гидробиология

Панасюк Н.В. кандидат биологических наук; научный сотрудник; ФГБУН Институт аридных зон Южного научного центра Российской академии наук
Алешина Е.Г. инженер-исследователь; ФГБУН Институт аридных зон Южного научного центра Российской академии наук

Накопление тяжелых металлов в моллюсках рода Pseudanodonta из Таганрогского залива и дельты Дона

Двустворчатые моллюски, являющиеся природными фильтрами воды, стали общепринятыми биоиндикаторами загрязнения. Исследовано влияние тяжелых металлов на бентосные организмы на примере Pseudanodonta complanata. Пробы отбирались в р. Дон выше г. Ростова-на-Дону, а также в Таганрогском заливе. Определялась концентрация металлов (Cu, Zn, Fe, Pb) в мягких тканях беззубок. В качестве биомаркера рассматривалась степень физиологической устойчивости особей к стрессу, вызванному помещением в безводную среду. Максимальная концентрация металлов зафиксирована в моллюсках, выловленных вблизи крупного города (Ростова-на-Дону). Эти беззубки отличались минимальной устойчивостью к стрессу. Беззубки, отобранные выше города, обладали большей устойчивостью и содержали меньшее количество металлов. В Таганрогском зал. наблюдалось снижение концентрации большинства металлов после 2007 г., что сопровождалось постепенным повышением жизнеспособности двустворчатых моллюсков. Показатели устойчивости беззубок, взятых из условно чистых водоемов, оставался стабильным в течение всего времени исследования. Отмечено, что концентрация токсикантов была выше у моллюсков р. Дон, у беззубок Таганрогского зал. содержание их снижалось. Возможно, это связано с распределением загрязнителя по большой площади и его постепенное осаждение в бентосных организмах.

Ключевые слова: биоиндикаторы, биомаркеры, двустворчатые моллюски, тяжелые металлы