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

Журнал «Вода: химия и экология» № 03 (93) за Март 2016 г.</H3>

Журнал «Вода: химия и экология»


№ 03 (93) за Март 2016 г.

<<  ..  >>

Содержание выпуска:

Стр. 14-21 / Мониторинг водных объектов

Решетняк О.С. кандидат географических наук, старший научный сотрудник, ФГБУ «Гидрохимический институт»
Гришанова Ю.С. магистрант Института наук о Земле Южного федерального университета

Многолетние и сезонные изменения развития фитопланктона и оценка состояния реки Ока в районе г. Дзержинск

Высокая антропогенная нагрузка на водосборной территории р. Ока оказывает негативное влияние на качество воды, состояние гидробиоценозов и экологическое состояние экосистемы в целом. В статье рассмотрены изменчивость уровня развития фитопланктона и состояния экосистемы р. Ока в нижнем течении. На основе анализа многолетней гидробиологической информации государственной системы наблюдений Росгидромета проведена оценка межгодовых и сезонных изменений в развитии фитопланктона (по показателям число видов и общая численность сообщества) и состояния экосистемы р.Ока в районе г. Дзержинск – в зоне высокого антропогенного загрязнения. Оценка состояния экосистемы реки проведена на основе статистической обработки данных об общей численности фитопланктона и оценки эффекта антропогенного воздействия на биотическую компоненту водной экосистемы.
Общая численность сообщества и видовой состав фитопланктона р. Ока выше и ниже г. Дзержинск существенно не меняются как во внутригодовом, так и в межгодовом аспекте. Индекс сапробности во всех проанализированных пробах воды в створах выше и ниже города варьировал от 1,93 до 2,45, что соответствует III классу качества и позволяет оценить качество воды исследованных участков р. Ока как «умеренно-загрязненные». По уровню развития фитопланктона состояние экосистемы характеризуется как «антропогенное экологическое напряжение с элементами эвтрофирования».
Результаты исследования могут быть использованы в дальнейшем при разработке природоохранных мероприятий, направленных на сохранение нормального функционирования экосистемы р. Ока, улучшение экологического состояния и качества воды реки, а также для решения других задач в области рационального природопользования и охраны водных ресурсов.

Ключевые слова: река Ока, состояние экосистемы, фитопланктон


Стр. 22-27 / Технологии промышленной и бытовой очистки вод

Петров А.М. кандидат биологичских наук, заведующий лабораторией экологических биотехнологий, ГБУ Институт проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан
Рощина О.С. магистр техники и технологии, аспирант и ассистент кафедры «Инженерная экология» Факультета экологической технологической и информационной безопасности, ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет
Фридланд С.В. доктор химических наук, профессор кафедры «Инженерная экология» Факультета экологической технологической и информационной безопасности, ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет

Перспективы использования некоторых фосфинатов для повышения эффективности процесса биодеградации фенола

Удаление из многокомпонентных сточных вод экотоксиканта фенола до установленных нормативов при помощи биологического метода очистки является серьёзной проблемой экологической безопасности. В этой связи исследовано стимулирующее действие фосфорорганических препаратов «Мелафен» и «Гуанибифосф» в концентрациях от 10-1 до 10-12 г/дм3 на микроорганизмы-деструкторы фенола при стрессовых условиях их культивирования, выделенные из биоценоза активного ила производства ОАО «Казаньоргсинтез» методом накопительных культур. Эффект воздействия препаратов оценивали по приросту биомассы (ΔD опт) микроорганизмов и по эффективности удаления фенола из среды. Рост культуры контролировали по изменению оптической плотности (Dопт) клеточной суспензии на фотометре фотоэлектрическом КФК-3-«ЗОМЗ». Концентрацию фенола в среде культивирования определяли на анализаторе жидкости Флюорат-02-2М экстракционно–флуориметрическим методом. Установлено, что присутствие препарата «Мелафен» в жидкой среде в данных концентрациях не снижает стрессовое воздействие фенола на микробные клетки, тогда как внесение препарата «Гуанибифосф» в среду, напротив, обеспечивает стимуляцию роста биодеструкторов фенола и увеличение эффективности деструкции фенола, что позволяет рассматривать его в качестве перспективного активатора биоразложения фенолсодержащих сточных вод.

Ключевые слова: биоэффект, малые и сверхмалые концентрации, микроорганизмы-деструкторы, стимулирующее действие, фенол


Стр. 28-35 / Научно-аналитические обзоры

Воинцева И.И. доктор химических наук, ООО «Эвима-М»
Ильин С.Н. директор, МУП «Водоканал» г. Череповца
Конкина Л.А. начальник центра исследования воды, МУП «Водоканал» г. Череповца
Макарова Н.М. заместитель начальника технико-технологического отдела, МУП «Водоканал» г. Череповца

Инновационные технологии водоподготовки на комплексе водоочистных сооружений МУП «Водоканал» г. Череповца с использованием обеззараживающих средств на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида (ПГМГ-ГХ)

Инновационные технологии очистки и обеззараживания воды централизованного водоснабжения, внедренные в 2010 г. на комплексе водоочистных сооружений г. Череповца (Вологодская обл.), включают бесхлорное обеззараживание воды с использованием средств на основе полигексаметиленгуанидин гидрохлорида («Дезавид-концентрат» и его аналоги) в сочетании с ультрафиолетовым облучением, а также сорбционную обработку воды и микрофильтрацию. Внедрение новых технологий позволило улучшить качество питьевой воды по показателям цветности, мутности, перманганатной окисляемости, исключить образование хлороформа, снизить содержание в воде алюминия и железа. Описана эффективность, безопасность и экономичность внедрения инновационных технологий.

Ключевые слова: бесхлорная технология обеззараживания воды, питьевая вода, полигексаметиленгуанидин гидрохлорид


Стр. 36-41 / Гидробиология

Дзюба Е.В. кандидат биологических наук, заведующий лабораторией ихтиологии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Горшков А.Г. кандидат химических наук, доцент, заведующий лабораторией хроматографии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Хуторянский В.А. кандидат химических наук, доцент, научный сотрудник, ФГБОУ ВПО Иркутский государственный университет
Усольцева И.И. инженер лаборатории хроматографии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук

Биоиндикаторы стойких органических загрязнителей в озере Байкал. II. Большая и малая голомянки (Сomephorus baicalensis, Сomephorus dybowski)

Два вида байкальских голомянок (большая Сomephorus baicalensis и малая Сomephorus dybowski) изучены как биоиндикаторы диэфиров о-фталевой кислоты (фталаты) и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Суммарное содержание фталатов и ПАУ оценено интервалами 1,8-5,1 мкг/г и 0,7-1,5 мкг/г (сырая масса), соответственно. Уровень накопления поллютантов в тканях рыб (lgBCFw 3,2-3,6) достаточен для их точного определения с применением метода хромато-масс-спектрометрии.

Ключевые слова: Байкал, биоиндикаторы, голомянки, полициклические ароматические углеводороды, фталаты


Стр. 42-52 / Гидробиология

Бегун А.А. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук
Звягинцев А.Ю. доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, ФГБУН Институт биологи моря им. А.В. Жирмунского Российской академии наук
Емельянов А.А. аспирант, ФГБУН Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук

Микроводоросли перифитона в условиях аквариального комплекса Приморского океанариума ДВО РАН (Владивосток, остров Русский)

Исследованы видовой состав и количественные характеристики микроводорослей перифитона в экспериментальных условиях аквариального комплекса Приморского океанариума ДВО РАН (о-в Русский, г. Владивосток). За период исследования найдено 38 видов и внутривидовых таксонов из отдела Bacillariophyta, среди которых отмечено два потенциально токсичных вида - Pseudo-nitzschia calliantha Lundh., Moestr. & Hasle, 1894 и Halamphora coffeiformis (C. Agardh) Levkov 2009. Среди индикаторов органического загрязнения вод преобладали β-мезосапробионты, свидетельствующие об умеренном уровне загрязнения в бухте Парис Японского моря, из которой вода поступает в аквариумы. Показатели общей плотности и биомассы перифитона увеличивались в зависимости от сезона исследования в последовательности: декабрь > ноябрь > апрель > июль. Показано, что на видовое богатство и количественное развитие альгофлоры перифитона существенное влияние оказывает биогенные элементы PO4-3, NH4+, NO3-, NO2-, поступающие в аквариумы в результате жизнедеятельности содержащихся рыб.

Ключевые слова: аквариумы, биогенные элементы, микроводоросли, перифитон, Приморский океанариум, экспериментальные пластины


Стр. 53-59 / Материалы для водоподготовки

Перлова О.В. кандидат химических наук, доцент кафедры физической и коллоидной химии, Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова
Сазонова В.Ф. доктор химических наук, профессор, заведующая кафедрой физической и коллоидной химии, Одесский национальный университет имени И.И. Мечникова, Украина
Перлова Н.А. аспирант кафедры физической и коллоидной химии, Одесский национальный университет имени И.И. Мечникова, Украина
Поликарпов А.П. кандидат химических наук, заведующий лабораторией синтеза и исследования свойств ионообменных волокон, Институт физико-органической химии НАН Беларуси, Республика Беларусь

Cорбция соединений урана (VI) волокнистым катионитом ФИБАН К-1 из кислых сред

Установлена высокая эффективность использования волокнистого катионита ФИБАН К-1 для извлечения соединений урана (VI) из соляно- и азотнокислых модельных растворов, в том числе из комбинированных железосодержащих растворов. Соединения урана (VI) извлекаются из соляно- и азотнокислых модельных растворов на 98,5–99,5 % и на 92–93 % из комбинированных железосодержащих растворов за небольшое время (в течение 5–10 мин) при расходе сорбента, соответственно, 1–5 и 10 г/дм3. Показано, что кинетика сорбции соединений урана описывается моделью псевдовторого порядка. Изотермы сорбции описаны уравнениями Ленгмюра, Фрейндлиха и Дубинина-Радушкевича. Рассчитаны константы уравнений, описывающих сорбцию, которые свидетельствуют о значительном сродстве ионов уранила к данному сорбенту (ΔG0cорб.=-36,94÷-38,21 кДж/моль), ионообменном механизме сорбции (значения характеристической энергии сорбции >8 кДж/моль) и возрастании энергии связи сорбент - сорбат по мере заполнения поверхности. Установлено, что UO2-форма катионита может быть регенерирована на 88–97 % 1 М растворами NaCl, НCl, H2SO4 и NaHCO3.

Ключевые слова: волокнистый катионит, ионны, соединения урана (VI), сорбция


Стр. 60-67 / Аналитические методы и системы контроля качества воды

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
Золотарева (Куклина) Т.В. магистрант кафедры экологии Института биологии и биомедицины, ФГАОУ ВО Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Биоиндикация водных объектов особо охраняемых природных территорий Нижегородской области на основе анализа видовой структуры зоопланктона

На основе индекса сапробности Пантле-Букк в модификации Сладечека приводятся результаты биоиндикационных исследований зоопланктона водных объектов особо охраняемых природных территорий Нижегородской области. Классы качества вод определяли в соответствии с ГОСТ 17.1.3.07.82. Обследованы реки заповедника и три озерно-речные системы на территории заказника и двух памятников природы. Большинство водных объектов имели олиго-β-мезосапробный статус (II-III класс качества – «чистые – умеренно загрязненные» воды). В пределах одного памятника природы и заказника водные объекты характеризовались олигосапробными условиями и II классом качества («чистые» воды). Ряд малых заповедных рек, подверженных зоогенной трансформации, характеризовались β-мезосапробными (близкими к α-мезосапробным) (III класс качества – умеренно загрязненные» воды) и α-мезосапробными (IV класс качества – «грязные» воды) условиями. Индикаторы полисапробных вод не обнаружены. Отсутствие источников загрязнения в водотоках заповедника позволяет говорить о естественном органическом загрязнении этих водных объектов.

Ключевые слова: биоиндикация, зоопланктон, качество вод, особо охраняемые природные территории, сапробность


Стр. 68-72 / Химия воды и водных растворов

Смирнова Н.Н. кандидат химических наук, доцент кафедры химии, ФГБОУ ВПО Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых
Зенёва Т.С. магистр кафедры химии, ФГБОУ ВПО Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых
Мухрыгина А.М. магистр кафедры химической технологии ФГБОУ ВО «Владимирского государственного университета им. А. Г. и Н. Г. Столетовых»

Влияние условий реагентного осаждения на эффективность извлечения ионов аммо-ния из водных растворов, состав и структуру образующегося продукта

В зависимости от концентрации аммонийного азота в исходной системе, задача по ее снижению до норм ПДК предполагает разработку комбинированных схем, включающих сорбционные и ионообменные процессы, окисление, биофильтрацию и др. методы. В настоящей работе рассмотрена возможность и эффективность удаления ионов аммония в процессе осаждения магнийаммонийфосфата (МАФ). Исследования проводили на мо-дельных системах с концентрациями 0,25 – 2,0 г/л. Содержание ионов аммония в раство-ре контролировали спектрофотометрическим методом. Изучено влияние условий прове-дения процесса осаждения на эффективность удаления ионов аммония, состав и структу-ру образующегося МАФ. Методом растровой электронной микроскопии установлено, что при низких значениях pH образуется крупнокристаллический осадок с «призматически-ми» кристаллами. В области высоких рН формируются «игольчатые» кристаллы. Резуль-таты рентгеноспектрального анализа по N, O, Mg и P показали, что в области низких рН образуется безводная соль МАФ MgNH4PO4, в то время как рост значения этого показате-ля приводит к формированию кристаллогидратов, включающих до 7 молекул воды. Определены оптимальные условия проведения процесса осаждения. Установлено, что степень извлечения ионов NH4+ связана с двумя основными факторами: рН раствора и со-отношением реагирующих компонентов Mg2+:NH4+:PO43-. Максимальная эффективность рассматриваемого метода наблюдается при рН выше 9,0 и молярном соотношении Mg2+:NH4+:PO43- в диапазоне 1,2:1:1 – 1,4:1:1. Показано, что при оптимальных условиях осуществления реакции степень извлечения ионов NH4+ составляет ~97 %.

Ключевые слова: аммоний, магнийаммоний фосфат, сточные воды, удаление


Стр. 73-76 / Short communications

Газаев М.А. доктор химических наук, профессор, директор, Кабардино-Балкарский высокогорный Государственный природный заповедник
Атабиева Ф.А. кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Кабардино-Балкарского государственного высокогорного природного заповедника
Кучменова И.И. младший научный сотрудник Кабардино-Балкарского государственного высокогорного природного заповедника
Жинжакова Л.З. старший научный сотрудник, Кабардино-Балкарский высокогорный Государственный природный заповедник

Особенности формирования химического состава воды ледниковой реки Черек-Безенгийский

В статье представлены результаты проведенных в 2013 г. исследований по изучению химического состава воды малой ледниковой реки Черек-Безенгийский в различные фазы водного режима. Водосбор р. Черек-Безенгийский характеризуется высотной поясностью, в связи с чем в статье приводится зависимость концентрации главных ионов от высоты водосбора и температуры воды по длине реки. Влияние температуры на концентрацию ионов в наибольшей степени проявляется для гидрокарбонатов и кальция. С увеличением температуры воды на 3°С в период летнего половодья концентрация гидрокарбонатов и кальция увеличивается более чем в два раза (30 – 65 и 10 – 27 мг/л, соответственно).
Кроме того, в статье приведен продольный профиль р. Черек-Безегнийский и зависимость суммы ионов от длины реки. Выявлено, что сумма ионов в зимний период до высоты 1450 м почти не изменяется, а с дальнейшим падением высоты величина суммы ионов в воде р. Черек-Безенгийский увеличивается вдвое (118 – 208 мг/л). Можно сказать, что в период летнего половодья, также до высоты 1450 м, величина суммы ионов изменяется не значительно. Зависимость величины суммы ионов с дальнейшим падением высоты для летнего половодья не так ярко выражена, как для зимней межени.

Ключевые слова: река Черек-Безенгийский, химический состав ледниковой реки.


Стр. 78-84 / Short communications

Петросян В.А. аспирант кафедры экологической химии, факультет фармакологии и химии, Ереванский государственный университет, ведущий специалист, Центр мониторинга воздействия на окружающую среду (Министерство охраны природы республики Армения)
Пирумян Г.П. доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой Экологическая химия, химический факультет, Ереванский государственный университет

Влияние содержания сульфат и нитрат ионов на миграцию железа в системе вода-донные отложения реки Раздан

Металлы являются важными компонентами для биотической и абиотической среды природных вод. Различные физико-химические, биологические и морфологические факторы влияют на поведение металлов, отчего во многом зависит биологическое разнообразие данной части обитания, поскольку организмы адаптированы к определенным физико-химическим условиям данной части экосистемы.
Объектом исследования является река Раздан - левый приток реки Аракс. Река Раздан является одной из стратегически важных рек Армении. Интерес к ней связан с возможным открытием железодобывающего месторождения.
Для оценки влияния сульфат- и нитрат- ионов на миграцию железа в системе вода-донные отложения были изучены гидрохимические данные исследований реки Раздан за 2012 и 2013 гг. В целом было взято 66 проб воды и донных отложений из шести точек отбора реки Раздан.
С помощью изучения линейной зависимости соотношения содержания железа в воде и донных отложениях и содержаний сульфат- и нитрат- ионов (с помощью соответствующих коэффициентов корреляции) можно оценить влияние сульфат- и нитрат- ионов на миграцию железа в системе вода-донные отложения. Концентрация железа в некоторых случаях превышала предельно допустимую концентрацию (ПДК). Сульфат- и нитрат- ионы оказывают аналогичный эффект на миграцию железа.
В Армении главным источникам загрязнения природных вод является горная промышленность. Оценка поведения металлов после попадaния в природную водную среду является важной проблемой. Вышеописанный метод может упрощать оценку кумулятивного воздействия анионов на процесс миграции железа в системе вода-донные отложения, которая требуется при оценке воздействия на окружающую среду (ОВОС).

Ключевые слова: донные отложения, железо, линейная корреляция, сульфат- и нитрат- ионы


Стр. 85-92 / Short communications

Григорьев С.А. доктор технических наук, доцент, профессор, Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Пушкарева И.В. инженер-исследователь НИЦ «Курчатовский институт», аспирант Национального исследовательского университета «МЭИ»
Пушкарев А.С. инженер-исследователь НИЦ «Курчатовский институт», аспирант Национального исследовательского университета «МЭИ»
Бессарабов Д.Г. кандидат технических наук, директор Южно-Африканского Центра водородной инфраструктуры при Северо-Западном Университете

Электрохимическая обработка воды в системе с твердым полимерным электролитом

Рассмотрены текущее состояние исследований в области электрохимического получения озона в системе с твердым полимерным электролитом (ТПЭ) и его особенности. Данный метод позволяет генерировать растворенный в воде озон (до 20% об.) в смеси с кислородом и предназначен для подготовки воды для использования в различных технологических процессах. Преимуществом озона является то, что он представляет собой, безусловно, самый экологически чистый окислитель, фунгицид, дезодоратор и дезинфектант. Он эффективно нейтрализует органические и неорганические соединения, микроорганизмы и вирусы без образования хлорорганических соединений. В работе описаны схема электрохимического генератора озона, применяемые электродные и каталитические материалы, приводятся достигнутые на сегодняшний день характеристики. Рассмотрена возможность использования электрохимических систем с ТПЭ для непосредственного окисления загрязнений, содержащихся в воде.

Ключевые слова: производство озона; протонно-обменная мембрана; электрохимическое окисление


Стр. 3-8 / Вопросы экологии

Кочарян А.Г. кандидат геолого-минералогических наук, доцент, руководитель группы гидрогеохимических и медико-экологических исследований, Институт водных проблем РАН (ИВП РАН)
Лебедева И.П. кандидат географических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук

Использование природоохранного нормирования в системе управления качеством вод речных бассейнов

Ключевую роль в решении задач управления качеством вод играет экосистемное нормирование содержания химических веществ в природных водах, которое должно обеспечить сохранение целостности водных экосистем. При выборе таких нормативов чаще всего используется подход, основанный на прямых количественных оценках параметров качества воды, базирующийся на концепции предельно допустимых концентраций отдельных загрязняющих веществ. Основным недостатком такого подхода является невозможность оценки суммарного влияния всех факторов антропогенного воздействия на водную экосистему. Другой подход предполагает, что состояние экосистемы обусловлено воздействием всех факторов антропогенеза. В основе этого подхода лежит представление не о пороговости в изменении состояния водных организмов, а об их устойчивости к внешним воздействиям в целом. Предложена методология определения величины нормативно допустимого воздействия антропогенного загрязнения на водные объекты, основанная на изучении связи параметров, характеризующих качество воды и состояние водных экосистем.
Актуальность работы заключается, прежде всего, в том, что широко распространенное и длительное использование первого подхода к оценке экосистемного нормирования не привело к существенному улучшению качества воды в водных объектах и к сохранению стабильности водных экосистем. Цель работы – представить возможности использования второго подхода, который базируется на применении данных Государственного гидрохимического и гидробиологического мониторинга, методика проведения которого хорошо отработана.

Ключевые слова: уравнения регрессии, целевые показатели качества воды, экосистемное нормирование


Стр. 9-13 /

Платонова Т.П. кандидат химических наук, доцент, ГАУ ДПО Амурский областной институт развития образования
Пакусина А.П. доктор химических наук, профессор, ФГБОУ ВО Дальневосточный государственный аграрный университет
Лобарев С.А. аспирант, ФГБОУ ВО Дальневосточный государственный аграрный университет

Оценка качества воды малой реки агроландшафта Зейско-Буреинской равнины по гидрохимическим показателям

В статье рассмотрены закономерности распределения концентрации биогенных элементов, органического вещества, микроэлементов в водах малой реки Дим с каскадом водохранилищ, протекающей по Зейско-Буреинской равнине. Дана характеристика химических параметров эвтрофирования в водохранилище малой реки. Высокое содержание в воде соединений цинка, меди, кремния, марганца и общего железа является региональной особенностью и обусловлено климатическими, почвенными условиями. Содержание органического вещества, соединений азота и ортофосфатов увеличивается за счет прямого и косвенного антропогенного воздействия. Перманганатная окисляемость воды в реке изменяется не линейно. Наиболее грязная вода из-за содержания органического вещества в верхнем течении реки, где находятся водохранилища. Выжигание травы в пойме реки Дим, сельскохозяйственное освоение её водосборных площадей приводят к значительному увеличению стока биогенных элементов из почвенных горизонтов в реку, однако определяющее негативное влияние оказывает зарегулирование реки Дим в верхнем течении и строительство водохранилищ, что нарушает равновесие в водной экосистеме.

Ключевые слова: Амурская область, биогенные вещества, качество вод, малая река, органическое вещество, эвтрофирование