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

Журнал «Вода: химия и экология» № 06 (96) за Июнь 2016 г.</H3>

Журнал «Вода: химия и экология»


№ 06 (96) за Июнь 2016 г.

<<  ..  >>

Содержание выпуска:

Стр. 32-38 / Технологии промышленной и бытовой очистки вод

Быкова С.Н. научный сотрудник лаборатории экспериментальной экологии Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Оценка процесса самоочищения стока с отстойника очистных сооружений с использованием микроперифитонных сообществ

Вопрос о повышении качества очистки бытовых сточных вод актуален со времен образования первых станций биоочистки. Процесс очистки проводится поэтапно. На заключительной стадии происходит самоочищение стоков с прудов-отстойников. Эффективность этого процесса зависит от многих факторов, в том числе, и от состояния самих стоков.
В данной работе, на основе анализа структуры микроперифитонных сообществ, была проведена оценка качеству процесса самоочищения вначале стока и в конце - при двух разных состояниях стока: после очищения от иловых взвесей и растительности и безовсякого очищения. В качестве субстрата для формирования сообществ использовались предметные стекла.
Исследование показало, что после механической чистки стока увеличилась скорость течения водотока, и процесс самоочищения воды шел медленнее, ввиду отсутствия организмов, способных максимально перерабатывать органические вещества. Функцию очищения воды, в начале стока, выполняли низшие водоросли, представленные низким количеством таксонов, но высокой численностью клеток. К концу стока в сообществах микроперифитона встречались организмы, указывающие на полисапробные условия.
Отсутствие очистки стока стало причиной вторичного загрязнения очищенных сточных вод и повышения их токсичности в начале стока, о чем свидетельствовало появление в микроперифитоне организмов-индикаторов из отдела Cyanophyta. К концу стока качество воды улучшилось, но активное развитие зеленых водорослей свидетельствовало о присутствии в воде азотистых веществ.
При низкой эффективности процесса самоочищения в обоих случаях, к концу стока обнаружилось повышение числа таксонов и численности β- мезосапробных организмов в сообществах микроперифитона. Сточная вода при попадании в открытый водоем не представляла экологической опасности.
Для повышения результативности процесса самоочищения рекомендуется применять либо умеренную очистку стока, оставляя какую-то часть сообществ гидробионтов, либо полностью очищенный сток заселять искусственными альгоценозами.

Ключевые слова: микроперифитонные сообщества, самоочищение


Стр. 39-47 / Научно-аналитические обзоры

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)

Использование геометрической модели для изучения гидрологического режима устьевых областей малых рек-притоков водохранилищ

Устьевая область реки ‒ это ключевая зона взаимодействия речных вод и водной массы водохранилища. Здесь создаются особые гидрологические и гидробиологические условия, формирующие специфические переходные зоны между смежными экологическими системами. Применение простой геометрической модели эстуария малой реки позволяет получить первоначальную информацию о гидрологическом режиме этого сложного экологического объекта. Водный баланс, водообмен, скорость стокового и плотностного течений определялись стандартными гидрологическими методами. В результате расчета составляющих водного баланса выявлено, что наполнение эстуариев происходит в период с апреля по июнь. В остальные месяцы года отток воды из эстуариев прерывается кратковременным их наполнением за счет осенних дождевых паводков или происходит постепенное осушение эстуария. Наименьше время водообмена эстуариев рек наблюдается в апреле в период наполнения водохранилищ. В апреле при наполнении водохранилищ, совпадающем с половодьем на реках, речные воды при средних расходах заполняют эстуарии малых рек на 31–100 %. В летне-осенний период заполнение речными водами не велико и изменяется от 0,4 до 7,5% при средних многолетних расходах рек. В целом сезонное изменение заполнения эстуариев речными водами повторяет гидрограф стока рек.

Ключевые слова: водный баланс, водообмен, геометрическая модель, течение, эстуарий


Стр. 46-55 / Гидробиология

Кулаков Д.В. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева Российской академии наук, Санкт-Петербургское отделение
Верещагина Е.А. младший научный сотрудник, ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет
Макушенко М.Е. научный сотрудник, ФГБУН Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева Российской академии наук, Санкт-Петербургское отделение
Лунева Е.В. главный специалист, Филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом» «Дирекция строящейся Балтийской атомной станции»

Зоопланктон и гидрохимические условия трансграничной реки Неман в период строительства Балтийской АЭС

В 2012–2014 гг. проведены исследования на р. Неман (проектируемом водоеме-охладителе Балтийской АЭС) с целью оценки качества вод реки по гидрохимическим показателям и состоянию зоопланктона. Станции отбора проб размещались от верховий реки до дельты.
По величине рН воды р. Неман на всем ее протяжении преобладала щелочная реакция среды, величина минерализации изменялась в пределах от 116 до 522 мг/дм3, величина показателя ХПК варьировала от <5 до 95,8 мгО> Исследованный водоток характеризовался эвтрофно-гиперэвтрофными условиями, соответствовал β-мезосапробной зоне. Основным источником органического загрязнения речных вод служил сток с сельскохозяйственных территорий и поступление бытовых и промышленных стоков в районах расположения населенных пунктов. Строительство БтАЭС не оказывало влияния на водоток, но после ввода АЭС в эксплуатацию основным фактором техногенного воздействия на зоопланктон будет являться механическое травмирование и гибель гидробионтов в воде, забираемой в системы охлаждения.

Ключевые слова: антропогенное загрязнение, Балтийская АЭС, гидрохимические условия, зоопланктон, оценка качества воды, река Неман


Стр. 58-63 / Материалы для водоподготовки

Санжанова С.С. кандидат технических наук, младший научный сотрудник, ФГБУН Геологический институт Сибирского отделения Российской академии наук;
Зонхоева Э.Л. кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, ФГБУН Геологический институт Сибирского отделения Российской академии наук;

Очистка рудничных вод природными сорбентами

Исследован ряд местных природных материалов и отходов производств в качестве сорбентов при очистке рудничной воды от ионов тяжелых металлов в статических и динамических условиях. Во всех проведенных экспериментах отмечено наиболее полное удаление из рудничной воды ионов свинца, наименее – ионов кадмия. Установлено, что в статических условиях для удаления ионов цинка наиболее эффективно применение вспученного вермикулита по сравнению с морденитовым туфом, глиной, каменным углем, золой. Высокотоксичные ионы кадмия удаляются лишь наполовину с помощью вспученного вермикулита, каменного угля и золы. Максимальное извлечение ионов меди достигается при применении каменного угля, золы, вспученного вермикулита. В динамическом режиме наиболее полное удаление из рудничной воды достигается по ионам свинца. Применение для очистки рудничной воды известняка и каменного угля нецелесообразно ввиду их низкой химической устойчивости и несоответствия каменного угля по механической прочности. Предполагается, что очистка рудничной воды от ионов металлов природными сорбентами происходит не только по сорбционному механизму, но и за счет осаждения в форме гидроксидов и основных солей металлов.

Ключевые слова: металлы, очистка рудничных вод, сорбенты


Стр. 64-69 / Аналитические методы и системы контроля качества воды

Кучай Л.А. научный сотрудник, лаборатория гидрологии и гидрохимии, Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН
Соколова Е.Н. младший научный сотрудник, лаборатория гидрологии и гидрохимии, Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН

Алгоритм и структура программы метода расчета интенсивности фотосинтеза фитопланктона в толще воды Рыбинского водохранилища

Представлены алгоритм и структура компьютерной программы, реализующей метод расчета вертикального распределения фотосинтеза фитопланктона в толще воды Главного плеса Рыбинского вдхр. Собственно метод – это пять уравнений, представляющих собой соотношения между характеристиками, определяющими процесс фотосинтеза фитопланктона в водоеме. Предполагается, что интенсивность фотосинтеза на выбранных горизонтах зависит от двух переменных – величины максимальной интенсивности фотосинтеза в поверхностном слое воды и энергии солнечной радиации на этих горизонтах. Каждая из этих переменных, в свою очередь, представлена функциональной зависимостью: максимальная интенсивность фотосинтеза – как линейная функция содержания хлорофилла a, энергия солнечной радиации на выбранном горизонте – как экспоненциальная функция глубины и прозрачности воды. Использованы данные наблюдений энергии солнечной радиации, приходящей на поверхность водоема, прозрачности воды, температуры поверхностного слоя воды и содержания хлорофилла а в этом слое, а также некоторые морфометрические характеристики водоема. Программа используется для оценки первичной продукции фитопланктона в Институте биологии внутренних вод РАН уже в течение 10 лет.

Ключевые слова: алгоритм, водохранилище, модель, структура программы, фотосинтез


Стр. 70-77 / Химия воды и водных растворов

Шайхиев И.Г, доктор технических наук, заведующий кафедрой инженерной экологии, ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»
Степанова С.В. кандидат технических наук, доцент кафедры инженерной экологии, докторант факультета экологической, технологической и информационной безопасности, ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»
Шайхиева К.И. студент, кафедра инженерной экологии, ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»
Хасаншина Э.М. кандидат технических наук, доцент кафедры химической технологии органических материалов, ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

УДАЛЕНИЕ ИОНОВ CO2+, CU2+ И NI2+ ИЗ МОДЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСТРАКТА ИЗ СТРУЧКОВ PISUM SATIVUM

Для увеличения степени удаления ионов тяжелых металлов из модельных растворов в последнее время применяют экстракты из растительной биомассы и отходов, содержащих химические соединения, образующих с ионами металлов нерастворимые в воде металлорганические комплексы. Проведенными исследованиями показана возможность удаления ионов двухвалентных металлов (Co, Cu и Ni) из модельных растворов с концентрацией 10 мг/дм3 с использованием экстракта из высушенных и измельченных оболочек стручков гороха. Определено, что наибольшая степень удаления достигается по ионам меди (63 %). Извлечение ионов тяжелых металлов происходит за счет образования нерастворимых в воде комплексов металлов с аминокислотами, входящих в состав экстракта и выделяемых из биомассы стручков Pisum sativum.

Ключевые слова: ионы металлов, стручки гороха, удаление, экстракт


Стр. 78-82 / Short communications

Брезгунов В.С. кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук

Распределение тяжелых металлов в донных отложениях Каспийского моря

Содержание тяжелых металлов в донных отложениях является важным показателем геохимического и экологического состояния Каспийского моря. На основе анализа имеющихся в печати и интернете данных выделены четыре полигона в Каспийском море, в которых имеются репрезентативные данные о содержании тяжелых металлов в донных отложениях (Северный Каспий, Средний Каспий – площадка Ялама-Самур, Южный Каспий - Апшеронский блок, Южный Каспий - акватория, прилегающая к Иранскому побережью). Сопоставление средних и максимальных концентраций тяжелых металлов в донных отложениях четырех полигонов позволяет сделать вывод, что уровень загрязнения донных отложений глубинных областей Среднего и Южного Каспия существенно превышает соответствующий уровень транзитных зон, через которые происходит вынос антропогенных загрязняющих веществ с водосборных территорий. Наиболее опасными с точки зрения вторичного загрязнения водных масс моря следует считать донные отложения в областях свала глубин, прилегающих к транзитным зонам, где максимально содержание тяжелых металлов и наиболее вероятны изменения окислительно-восстановительных условий в придонном слое.

Ключевые слова: донные отложения, Каспийское море, тяжелые металлы


Стр. 83-93 / Short communications

Мартемьянов В.И. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук.
Маврин А.С. научный сотрудник, ФГБУН Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Пределы изменений содержания катионов в родниках, артезианской воде и малых реках Ярославской области

Методом пламенной спектрофотометрии выявлены пределы изменений содержания натрия, калия, кальция, магния в воде ряда родников, артезианских скважин и малых рек Ярославской области. Показано, что диапазоны содержания катионов в изученных источниках воды существенно перекрываются. Различия проявляются в величине диапазонов и значениях их нижних и верхних границ. Величина нижних границ диапазонов определяется степенью разбавления речной воды паводками. Уровни ионов в различных участках одной реки в один и тот же период времени различаются между собой. В значительной степени это обусловлено поступлением воды разной минерализации из притоков и бытовых стоков. Содержание различных ионов в воде проточной части рек и устьевых зонах подпора со стороны Рыбинского водохранилища различается и обуславливает градиенты концентрации в зоне перемешивания вод. По литературным данным в таких зонах наблюдается наиболее высокая продуктивность и биоразнообразие.

Ключевые слова: артезианская вода, калий, кальций, магний, малые реки, натрий, родники


Стр. 3-8 / Вопросы экологии

Чувычкин А.Л. аспирант кафедры экологии и земельных ресурсов, ассистент кафедры экологии и земельных ресурсов ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», ведущий инженер отдела аналитических исследований ФБУ ЦЛАТИ по Воронежской области
Яблонских Л.А. доктор биологических наук, профессор кафедры экологии и земельных ресурсов ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»
Девятова Т.А. доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой экологии и земельных ресурсов ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»

Изменение характеристик качества поверхностных вод реки Дон в пределах Воронежского городского округа и Ближнего Подворонежья

Для определения наиболее загрязнённых участков реки Дон и выявления основных предприятий – загрязнителей, представляющих собой экологическую угрозу, приведен анализ гидрохимического состава воды в пределах городского округа город Воронеж и его пригородной зоны. Наблюдения за состоянием водных объектов, качественными и количественными показателями поверхностных (природных) и сточных вод указывают на ухудшение качества воды при приближении к административному центру. Установлено, что на формирование химического состава воды и снижение ее качества значительное влияние оказывает увеличение антропогенной нагрузки, связанной с развитием инфраструктуры города - миллионника Воронежа за последние пять лет. В результате регулярного отбора проб и аналитического исследования каждой из них с использованием методик ПНД Ф (природоохранных нормативных документов федеративного уровня), выяснилось, что антропогенное влияние сопровождается повсеместным превышением предельно допустимых концентраций (ПДК) для водоемов рыбохозяйственного назначения по большинству катионов и анионов в границах городской черты и на локальных участках реки Дон в Ближнем Подворонежье.

Ключевые слова: антропогенное влияние, гидрохимический состав, город Воронеж, загрязняющие вещества, поверхностные воды, река Дон


Стр. 9-21 / Вопросы экологии

Арляпов В.А. кандидат химических наук, доцент кафедры химии естественно-научного факультета, ФГБОУ ВПО Тульский государственный университет
Нечаева И.А. кандидат биологических наук, доцент кафедры биотехнологии, ФГБОУ ВО Тульский государственный университет
Волкова Е.М. кандидат биологических наук, доцент кафедры ботаники и технологии растениеводства, Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого
Скворцова Л.С. студент кафедры химии ФГБОУ ВО Тульский государственный университет

Комплексная экологическая оценка состояния водных объектов Тульской области

Рассматриваются результаты химического и микробиологического анализов состояния поверхностных водных объектов и некоторых родников Тульской обл. Показано, что основными источниками загрязнения водоемов являются сбросы промышленных предприятий и эрозионные смывы с сельскохозяйственных полей, где применялись удобрения. На основании комплексного анализа водных объектов и с учетом «природного фона» проведена дифференциация степени их трансформации.

Ключевые слова: загрязнение воды, микробиологический анализ воды, поверхностные воды, химический анализ воды, экологический контроль.


Стр. 22-25 / Вопросы экологии

Галиулин Р.В. доктор географических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории функциональной экологии, Учреждение Российской академии наук Институт фундаментальных проблем биологии РАН (ИФПБ РАН)
Галиулина Р.А. научный сотрудник лаборатории функциональной экологии, Учреждение Российской академии наук Институт фундаментальных проблем биологии РАН (ИФПБ РАН)
Хоробрых Р.Р. кандидат географических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук

ЗАГРЯЗНЕНИЕ МЫШЬЯКОМ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ ПРИ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКЕ

Охарактеризована геоэкологическая ситуация в г. Челябинске и проведена оценка загрязнения мышьяком его водных экосистем путём анализа содержания данного вещества методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии в дождевой и поверхностной воде, гидрофите и донных отложениях. Актуальность данного исследования обусловлена наличием местных источников мышьяка в виде теплоэнергетических установок, работающих на угле и горящих терриконов угольных шахт. Результаты анализа показали, что содержание мышьяка в дождевой и поверхностной воде было хотя и ниже его предельно допустимой концентрации, установленной для водных объектов хозяйственно-питьевого пользования, но одного порядка, что однозначно указывает на значимый вклад атмосферных осадков в загрязнение данным веществом речной и озёрной воды. При этом содержание мышьяка возрастало по ходу течения р. Миасс в воде в 1,5 раза, тростнике обыкновенном в 1,3 раза, а в донных отложениях в 2,1 раза, что свидетельствует о повышении техногенной нагрузки на речную экосистему.

Ключевые слова: вода, гидрофит, донные отложения, канцерогенный риск, мышьяк, техногенная нагрузка


Стр. 26-31 / Мониторинг водных объектов

Попова Л.Ф. кандидат химических наук, доцент кафедры химии и химической экологии Института естественных наук и технологий, ФГАОУ ВПО Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова
Евдокимова В.П. кандидат химических наук, доцент кафедры химии и химической экологии Института естественных наук и технологий Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова
Бахматова Ю.А. аспирант Института естественных наук и технологий Северного (Арктического) федерального университета им. М.В. Ломоносова
Коробицина Ю.С. аспирант Института естественных наук и технологий, ФГАОУ ВПО Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова
Коробицына Р.Д. магистрант 1 курса направления Биофизика Института естественных наук и технологий Северного (Арктического) федерального университета им. М. В. Ломоносова

ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЛЕНА В ВОДАХ БЕЛОГО И БАРЕНЦЕВА МОРЕЙ

Считают, что селен, являясь биогенным элементом, также служит критерием качества окружающей среды. Данный факт подтверждает, необходимость изучения содержания селена в природных экосистемах, в том числе в морских и океанических водах. Получены экспериментальные данные о содержании селена в поверхностных водах Белого и Баренцева морей, с помощью флуориметрического метода на люминесцентном спектрофотометре «Флюорат 02-2М». Построены и проанализированы профили вертикального распределения данного элемента на стандартных разрезах океанографической сети Белого и Баренцева морей. В водах Белого моря уровень содержания селена можно оценить как средний, а воды Баренцева моря отличаются более высоким уровнем содержания селена. Вертикальное распределение селена на стандартных океанологических разрезах характеризуется значительными изменениями концентрации и имеет свои особенности. Различия в глубоководности, ледовой обстановке, климатических условиях и как следствие активности фитопланктона являются особенностями распределения селена в водах Белого и Баренцева морей.

Ключевые слова: Белое и Баренцево моря, гидрохимия, селен