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

Журнал «Вода: химия и экология» № 07 (97) за Июль 2016 г.</H3>

Журнал «Вода: химия и экология»


№ 07 (97) за Июль 2016 г.

<<  ..  >>

Содержание выпуска:

Стр. 64-71 / Аналитические методы и системы контроля качества воды

Жаковская З.А. кандидат биологических наук, заведующая отделом натурных эколого-химическихисследований, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Русских Я.В. кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-сследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Пилип А.Г. научный сотрудник, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Зигель В.В. кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Еременко А.В. кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук
Курочкин И.Н. доктор химических наук, профессор, директор, ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук.

Применение тиол-чувствительных сенсоров для определения общей нейротоксичности цианобактериальной биомассы оз. Сестрорецкий Разлив

Вредоносные цианобактериальные «цветения» отнесены ВОЗ к одной из глобальных экологических проблем, которые могут представлять угрозу для здоровья людей и животных. В связи с этим, актуальной задачей является выявление биологических эффектов, вызываемых цианобактериями. Одним из таких эффектов является выделение цианобактериями нейротоксинов.
Биохимические методы, основанные на определении ингибирующего действия нейротоксинов, на сегодняшний день являются наиболее эффективным и экспрессным средством их обнаружения. Наиболее часто в различных биосенсорных устройствах для высокочувствительного и селективного контроля токсичности в экологических исследованиях используют ферменты типа холинэстераз.
Целью настоящей работы является определение нейротоксичности проб биомассы фитопланктона оз. Сестрорецкий Разлив (г. Санкт-Петербург) с помощью биосенсорных устройств с применением планарных тиол-чувствительных сенсоров.
В результате работы показано, что применение планарных сенсоров с медиаторным слоем диоксида марганца позволяет проводить анализ природных проб на общую нейротоксичность. Выявлена потенциальная нейротоксичность цианобактерий, обитающих в природных водах оз. Сестрорецкий Разлив. Показано, что в течение значительного периода летнего сезона существует потенциальная опасность отравления природной воды рекреационной зоны нейротоксинами, выделяемыми при «цветении» сине-зеленых водорослей.

Ключевые слова: анатоксин-а(s), биосенсоры, тиол-чувствительные сенсоры, цианобактериальные нейротоксины


Стр. 72-80 / Химия воды и водных растворов

Линников О.Д. к.х.н., ведущий науч. сотрудник, Институт химии твёрдого тела УрО РАН
Родина И.В. инженер 1-й кат., ФГБУН Институт химии твёрдого тела УрО РАН
Тютюнник О.А. кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук
Еселевич Д.А. научный сотрудник, ФГБУН Институт химии твёрдого тела Уральского отделения Российской академии наук
Соколова Л.Л. инженер 1 категории, ФГБУН Институт химии твёрдого тела Уральского отделения Российской академии наук
Суриков В.Т. инженер 1 категории, ФГБУН Институт химии твёрдого тела Уральского отделения Российской академии наук

Механизм сорбции ионов меди фильтрующим материалом МФУ

Изучены сорбционные свойства нового минерального фильтрующего материала МФУ по отношению к ионам меди. Исследования проводились на модельном растворе сульфата меди (II), содержащем дополнительно 400 мг/л сульфата натрия. Показано, что сорбционные свойства МФУ обусловлены одновременным действием двух факторов. Первый из них связан с повышением рН очищаемого раствора при вводе в него МФУ, что приводит к осаждению из раствора ионов меди в виде соответствующего гидроксида. Второй заключается в способности МФУ удалять из раствора ионы меди по механизму мономолекулярной адсорбции, описываемому уравнением Ленгмюра. Установлено, что с повышением рН раствора от 3 до 6,7 адсорбция ионов меди на поверхности МФУ возрастает, а при рН ≤3 отсутствует (диапазон рН >6,7 не был исследован).
Сопоставление полученных значений ёмкости монослоя МФУ по отношению к ионам меди показывает, что она достаточно велика и превосходит по своей величине аналогичные значения для некоторых других минеральных сорбентов. Это позволяет заключить, что даже при низкой концентрации ионов меди в растворе (ниже концентрации, соответствующей растворимости гидроксида меди), когда действие первого фактора (подщелачивания раствора при вводе в него МФУ) будет слабо выражено, данный сорбент сможет эффективно очищать загрязнённые растворы от ионов меди.

Ключевые слова: адсорбция, ионы меди(II), очистка воды, сорбция, уравнение Ленгмюра


Стр. 81-85 / Short communications

Папина Т.С. начальник химико-аналитического центра, доктор химических наук, Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул
Носкова Т.В. соискатель, инженер, ФГБУН Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук
Лабузова О.М. аспирант, ФГБУН Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук
Ильина Е.Г. кандидат химически наук, доцент кафедры физической и неорганической химии, ФГБОУ ВПО Алтайский государственный университет

Содержание загрязняющих веществ в воде Бердского залива Новосибирского водохранилища в различные периоды года

Новосибирское водохранилище является крупнейшим искусственным водоемом юга Западной Сибири, используемым для питьевого водоснабжения. Поэтому исследование качества его вод является актуальной задачей. В связи с тем, что сброс воды в нижней бьеф водохранилища, в котором расположены городские водозаборы, производится через донные водосбросы, целью работы стало изучение распределения приоритетных загрязняющих веществ (алюминий, нефтепродукты, летучие фенолы) в водной толще для последующей оценки качества исходной воды, поступающей на водозаборы. Для этого отбор проб проводили с разных глубин в различные гидрологические периоды с октября 2013 г. по август 2014 г. Анализ отобранных проб природной воды проводили флуориметрическим методом на приборе «Флюорат-02-3М». Содержание нефтепродуктов в водах Бердского залива не превышает 0,009 мг/дм3 и не имеет зависимости от гидрологического периода и глубины водоема. Напротив, содержание летучих фенолов и алюминия изменяется в зависимости от глубины и гидрологического периода. В целом концентрации нефтепродуктов и летучих фенолов в исходной воде не превышают установленных норм. Опасение вызывает содержание алюминия, превышающее ПДКр.х. в 4 раза, которое дополнительно может содействовать увеличению концентрации алюминия в питьевой воде вследствие использования в процессе водоподготовки алюмосодержащих реагентов.

Ключевые слова: алюминий, летучие фенолы, нефтепродукты, Новосибирское водохранилище


Стр. 86-93 / Short communications

Арефьева О.Д. кандидат педагогических наук, доцент кафедры химических и ресурсосберегающих технологий, ФГБОУ ВПО Дальневосточный федеральный университет
Грущакова Н.В. аспирант базовой кафедры химических и ресурсосберегающих технологий Школы естественных наук, ФГАОУ ВПО Дальневосточный федеральный университет

Оценка влияния техногенных вод на почву в промышленных зонах ликвидированных предприятий угледобычи Приморского края

Приморский край является одним из старейших угледобывающих регионов России, но в настоящее время практически все угольные предприятия Приморского края закрыты. Под воздействием техногенеза произошла трансформация природных ландшафтов. В местах просадок поверхности вблизи терриконов происходит просачивание шахтных вод к поверхности, что приводит к загрязнению природных вод и почв. В данной работе исследовано влияние техногенных вод на состав почвенных растворов в промышленных зонах ликвидированных предприятий угледобычи Приморского края. Гидрохимические исследования, проведенные в 2012-2013 гг., показали, что техногенные воды Угловского и Ханкайского буроугольных бассейнов имеют повышенную перманганатную окисляемость, цветность и мутность. Статистическая обработка результатов исследований показала, что техногенные воды трансформируют химический состав водных вытяжек почв. Установлены высокие коэффициенты корреляции между химическим составом техногенных вод и водных вытяжек почв Угловского буроугольного бассейна: рН (r=-0,74) и перманганатная окисляемость (r=0,81) техногенных вод связаны с содержанием нитрит-ионов в водных вытяжках. Возрастание щелочности (r=0,87) и концентрации хлорид-ионов (r=0,84) может привести к накоплению соединений кремния в почвенных растворах Ханкайского буроугольного бассейна.

Ключевые слова: ликвидированные угольные предприятия, почвенный раствор, техногенные воды, химический состав


Стр. 3-8 / Вопросы экологии

Трифонова И.С. доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник, ФГБУН Институт озероведения Российской академии наук
Афанасьева А.Л. научный сотрудник, ФГБУН Институт озероведения Российской академии наук
Русанов А.Г. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт озероведения Российской академии наук

Трофическое состояние озер разных ландшафтов Карельского перешейка в современных условиях

По данным комплексных исследований 2012-2014 гг. проведена оценка трофического состояния 40 озер Карельского перешейка, расположенных в различных ландшафтных районах. Трофическое состояние оценивали по содержанию биогенных элементов, органического вещества и хлорофилла «а». Сравнительный анализ показал, что озера Привуоксинской низины и Приморского района, подверженные наибольшему антропогенному прессу, имеют в целом более высокий трофический статус, чем озера остальных районов. Озера северной части перешейка подвержены наименьшей трансформации, но и здесь многие озера уже мезотрофные или даже слабоэвтрофные. Многофакторный анализ методом главных компонент подтвердил, что основными факторами формирования озерных экосистем Карельского перешейка являются эвтрофирование и гумификация.

Ключевые слова: Карельский перешеек, ландшафты, озера, трофический статус, эвтрофирование


Стр. 9-17 / Вопросы экологии

Долматова Л.А. кандидат химических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук

Особенности гидрохимического режима озера Красиловское (бассейн Верхней Оби)

Изучен химический состав воды и экологическое состояние правобережного надпойменного оз. Красиловское в бассейне Верхней Оби в различные сезоны 2013–2014 гг. Показано, что тип воды по составу ионов и минерализация за 60–летний период не изменились. Вода продолжает оставаться гидрокарбонатно-кальциевой, иногда в отдельные годы – гидрокарбонатно-натриевой. Минерализация воды по сумме ионов была и есть <0,10 г/дм3. При этом качество воды озера ухудшилось, его трофический статус изменился от мезотрофного до эвтрофного. Весной и летом в воде озера наблюдали хемостратификацию (послойное распределение концентрации основных ионов, биогенных и органических веществ по глубине).

Ключевые слова: биогенные, качество воды, минерализация, озеро Красиловское, органические вещества, уровень трофности


Стр. 16-22 / Мониторинг водных объектов

Звягинцев А.Ю. доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, ФГБУН Институт биологи моря им. А.В. Жирмунского Российской академии наук
Истомина А.А. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук
Бельчева Н.Н. кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, ФГБУН Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук
Дзюбенко Е.В. студентка, ФГБОУ ВПО Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет
Епур И.В. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук

Оценка степени загрязнения морских акваторий в заливе Петра Великого (Японское море) по содержанию метаболитов полициклических ароматических углеводородов в желчи дальневосточной красноперки Tribolodon brandtii

Работа посвящена определению содержания метаболитов полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в желчи дальневосточной красноперки Tribolodon brandtii, выловленной в различных акваториях зал. Петра Великого (Японское море). Для этой цели использован метод флуоресцентной спектрометрии с заданными парами длин волн, который позволяет определять метаболиты ПАУ в морских организмах и является простым и экономически выгодным. Показано, что содержание метаболитов ПАУ в желчи рыбы из акваторий станций Моргородок (Амурский зал.) и бух. Золотой Рог значимо (в 2-19 раз) выше по сравнению с желчью рыб из прибрежных вод северо-восточной части Амурского зал. Результаты также показали, что использованный метод отражает реально существующую картину загрязнения в исследованных акваториях.

Ключевые слова: биомониторинг, желчь рыбы, полициклические ароматические углеводороды, флуоресцентная спектрометрия


Стр. 23-29 / Технологии промышленной и бытовой очистки вод

Десятов А.В. доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева
Ландырев А.М. аспирант кафедры Промышленной экологии ФГБОУ ВПО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева» (Российская Федерация)
Колесников А.В. кандидат технических наук, научный сотрудник, ФГОУ ВПО Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Методы повышения удельной производительности микрофильтрационных элементов на основе микропористых мембран при очистке сточных вод

Проведено экспериментальное исследование характеристик микрофильтрационных элементов на основе микропористых мембран с цилиндрической порой диаметром 1 мкм при очистке сточных вод, соответствующих по своему составу сточным водам нефтеперерабатывающих заводов после флотационной очистки. Конечная цель очистки воды - обессоливание на обратноосмотических мембранах и последующее использование в оборотной системе промышленного предприятия. Показано, что для повышения удельной производительности микропористых мембран могут быть исследованы режимы различных технологических параметров. Наиболее существенное влияние на удельную производительность микрофильтрационных элементов при очистке воды рассматриваемого в настоящей работе состава оказывает величина расхода потока концентрата. Для исследованных условий наиболее эффективным оказался режим гидравлической промывки в течение 5 секунд с интервалом в 2 минуты.

Ключевые слова: концентрат, микропористая мембрана, микрофильтрация, промывка


Стр. 30-39 / Научно-аналитические обзоры

Белоусова А.П. доктор географических наук, профессор, главный научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук
Руденко Е.Э. инженер, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук
Миняева Ю.В. младший научный сотрудник ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук

Унифицированная методика среднемасштабной оценки защищенности подземных вод от загрязнения

В статье рассмотрена среднемасштабная (1:200000) оценка защищенности и уязвимости подземных вод от загрязнения чернобыльскими радионуклидами на территории Калужской области, пострадавшей от аварии на Чернобыльской атомной станции (ЧАЭС). Методика включает построение комплекта карт: базовой карты - защитной зоны, объединяющей почвенную карту, карту литологического строения зоны аэрации и карту глубин залегания грунтовых вод; карт защищенности подземных вод от загрязнения Sr90 и Cs137 с использованием количественного метода оценки; карты уязвимости грунтовых вод от загрязнения Cs137 на срок сразу после аварии на ЧАЭС и на 30 лет после аварии (один период полураспада радионуклидов).
На основе многолетнего опыта предложен унифицированный метод оценки защищенности подземных вод от загрязнения радионуклидами и другими загрязняющими веществами. Унификация методики оценки защищенности подземных вод сведена к упрощению расчетной процедуры по предложенному математическому выражению, базирующейся на выделении некоторого ядра, которое в расчетах не изменяется и некоторой изменяющейся величины, с которой производятся вычисления в зависимости от решаемой задачи. Рассмотрены три варианта расчетов: при изменении параметра сорбции загрязняющих веществ, изменении инфильтрационного питания и при одновременном изменении этих двух параметров.
Рассмотрена методика среднемасштабной оценки защищенности подземных вод от загрязнений для различных сценариев изменения климата. Унифицированный метод позволил провести оценку защищенности подземных вод от загрязнения в условиях изменяющегося климата для территории Тульской области с развитой промышленностью, сельским хозяйством и частично пострадавшим от аварии на Чернобыльской АЭС. При оценке защищенности возможный процесс изменения климата учитывался по следующим сценариям: - 1й сценарий: современные климатические условия учитывались через W = 100 мм/год (что в среднем составляет 20% от среднегодовых атмосферных осадков на изучаемой территории); - 2й сценарий: условия иссушения климата учитывались через W = 60 мм/год;- 3й сценарий: условия увлажнения климата учитывались через W = 200 мм/год.

Ключевые слова: защитная зона, защищенность подземных вод от загрязнения, период полураспада, подземные воды, радионуклиды, сорбция, уязвимость подземных вод к загрязнению


Стр. 40-48 / Гидробиология

Неверова Н.В научный сотрудник, ФГБУН Институт экологических проблем Севера Уральского отделения Российской академии наук
Чупаков А.В.
Ершова А.А.
Лебедев А.А
Морева О.Ю.

Биогеохимические исследования в экологическом мониторинге для оценки состояния экосистемы в условиях сложных средовых градиентов (на примере макробентоса устьевой области р. Северной Двины)

Приведены результаты исследования содержания ряда тяжелых металлов (ТМ) в воде, донных отложениях и тканях крупных двустворчатых моллюсков, собранных в устьевой области р. Северной Двины в 2009-2014 гг. в сезоны наибольшей фильтрационной активности моллюсков.
Цель работы - проверка возможности использования макробентосных организмов для оценки состояния экосистемы со сложным гидродинамическим режимом и одновременным антропогенным прессом. Проведена оценка экологического состояния устьевой части р. Северной Двины по загрязнению тяжелыми металлами с использованием метода биогеохимической диагностики состояния донных беспозвоночных. Результаты проведенного исследования позволяют сделать заключение о том, что измерения концентрации металлов в тканях двустворчатых моллюсков количественно не отражают фактический уровень содержания ТМ в окружающей среде, но содержат информацию о наличии загрязнения в конкретной точке экосистемы. Для полной картины экологического состояния экосистемы необходим многофакторный анализ содержания и формы нахождения ТМ в абиотических частях экосистемы, в сочетании с данными по их накоплению в биологических объектах, а также наблюдение за биологическими маркерами. С использованием метода биогеохимической диагностики состояния донных беспозвоночных дана оценка вод исследуемого участка Северной Двины как незагрязненных и слабозагрязнённых тяжелыми металлами

Ключевые слова: бентосные организмы, донные отложения, тяжелые металлы


Стр. 49-55 / Гидробиология

Бурдиян Н.В. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского Российской академии наук

Количественные показатели сульфатредуцирующих и тионовых бактерий в прибрежной зоне акватории Севастополя (Чёрное море)

Бактериологический анализ считается наиболее показательным при определении экологического состояния водоемов. Для Чёрного моря особенно актуальны исследования микроорганизмов, восстанавливающих и окисляющих соединения серы, в частности, сульфатредуцирующих бактерий – основных производителей сероводорода, и тионовых бактерий – энергичных окислителей последнего. В данной работе проанализирована динамика численности бактерий цикла серы в морской воде и перифитоне макрообрастаний на мелководном участке стихийного пляжа акватории г. Севастополя. Отбор проб и последующая обработка материала осуществлена на основе стандартных методов гидробиологии и общей микробиологии. Численность сульфатредуцирующих бактерий в морской воде колебалась от 1 до 95 кл./мл, в микроперифитоне макрообрастаний - от 1 до 1,5×103 кл./г. Число тионовых бактерий в воде варьировало от 1 до 9,5×103 кл./мл, соответственно, в микроперифитоне – от 2,5×102 до 2,5×104 кл./г. Сезонные отличия количественного содержания исследуемых групп бактерий не отмечены. Численность тионовых бактерий превышает таковую сульфатредуцирующих (от единиц до тысяч бактериальных клеток), что свидетельствует о процессах окисления сероводорода тионовыми бактериями. Количественные показатели бактерий в перифитоне в несколько раз превышают таковые в морской воде, что подтверждает высокую сорбционную емкость перифитона и его активную роль в процессах самоочищения акватории. Полученные результаты являются основой для дальнейших исследований экологического состояния прибрежных зон акватории Севастополя, подверженных активному рекреационному освоению.

Ключевые слова: перифитон, сульфатредуцирующие бактерии, тионовые бактерии, Черное море, экологическое состояние


Стр. 57-63 / Материалы для водоподготовки

Демахин А.Г. доктор химических наук, профессор, заслуженный химик РФ, старший научный сотрудник ФБУ «Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии»
Акчурин С.В. кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник ООО Национальный инновационно-технологический центр «Экохим»
Кузнецов Н.Н. кандидат химических наук, старший научный сотрудник ФБУ «Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии»
Палагин А.Ю. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ФБУ «Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии»
Курсков С.Н. кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник ФБУ «Государственный научно-исследовательский институт промышленной экологии»

Усовершенствование существующих промышленных способов очистки воды от соединений мышьяка

Одной из самых серьезных проблем в современном мире является проблема обеспечения населения чистой питьевой водой. Особенно остро этот вопрос стоит для стран, имеющих в питьевых водах повышенное содержание соединений мышьяка, поскольку это является причиной развития у человека серьезных заболеваний. В мире на сегодняшний день разработано большое количество способов очистки воды от указанного токсиканта, но все они имеют определенные недостатки, главным из которых является отсутствие решений по переработке образующихся в результате очистки токсичных мышьксодержащих отходов (осадков или промывных вод). В связи с этим целью настоящей работы являлось усовершенствование промышленного способа очистки питьевой воды от соединений мышьяка. В статье представлены результаты разработки способа очистки питьевой воды от мышьяка, основанного на использовании нового «осадителя токсикантов». Было установлено, что способ позволяет эффективно удалять токсикант из вод с различным его содержанием до уровня рекомендуемого Всемирной Организацией Здравоохранения (≤ 10 мкг/л). Кроме того, предложен вариант переработки образующихся отходов с выведением мышьяка в виде малорастворимых соединений и регенерацией «осадителя токсиканта» с возможностью его повторного использования в новом цикле очистки воды. Разработанная схема процесса была реализована на созданной пилотной установке.

Ключевые слова: осадитель токсикантов, очистка питьевой воды, переработка осадителя, соединения мышьяка