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

Журнал «Вода: химия и экология» № 1 (103) за Январь 2017 г.</H3>

Журнал «Вода: химия и экология»


№ 1 (103) за Январь 2017 г.

..

Содержание выпуска:

Стр. 73–79 / Химия воды и водных растворов

Заболотных С.А. аспирант, ФГБУН Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук
Леснов А.Е. доктор химических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук; профессор кафедры экологии, ФГБОУ ВО Пермская государственная сельскохозяйственная академия
Денисова С.А. кандидат химических наук, доцент кафедры аналитической химии, ФГБОУ ВО Пермский государственный национальный исследовательский университет

ГЕЛЬ-ЭКСТРАКЦИЯ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ ДИАНТИПИРИЛАЛКАНАМИ В ВОДНЫХ РАССЛАИВАЮЩИХСЯ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ АЛКИЛБЕНЗОЛСУЛЬФОКИСЛОТЫ

Методом изотермического титрования и сечений изучены фазовые равновесия в системах вода — алкилбензолсульфокислота — хлороводородная кислота и вода — алкилбензолсульфокислота — серная кислота при 25°С. На построенных изотермах растворимости систем обнаружены области двухфазного жидкого равновесия. Определены концентрационные границы существования областей расслаивания. Изучено влияние дополнительных комплексообразующих реагентов: антипирина, диантипирилметана, диантипирилбутана и диантипирилгептана на фазовые равновесия систем. Установлены концентрационные параметры систем, пригодные для применения в экстракции. На примере межфазного распределения ряда ионов металлов, извлекающихся по различным механизмам, в отсутствие и в присутствие диантипирилалканов исследованы экстракционные возможности систем. Показана возможность применения алкилбензолсульфокислоты в качестве компонента экстракционных систем нетрадиционного типа, расслаивающихся без органического растворителя при введении неорганического высаливателя. Преимуществом предлагаемых систем является отсутствие токсичных и пожароопасных компонентов.

Ключевые слова: алкилбензолсульфокислота, водные расслаивающиеся системы, гель-экстракция поверхностно-активными веществами, диантипирилалканы


Стр. 80–86 / Short communications

Ивичева К.Н. аспирант, Вологодское отделение ФГБНУ «Государственный научно-исследовательский институт озёрного и речного рыбного хозяйства» им. Л.С. Берга

ЗООБЕНТОС РЕКИ ВОЛОГДЫ

Впервые на примере р. Вологды подробно изучены сообщества зообентоса водотоков Вологодской обл. В р. Вологде выделяется три участка с разным гидрологическим режимом: речная часть, водохранилище и практически стоячий водоем от плотины до устья. На последнем участке р. Вологда протекает через областной центр и принимает в себя все его стоки. Всего в составе донных сообществ р. Вологды отмечено 177 видов и таксонов надвидового ранга, их количество уменьшается вниз по течению. Средние показатели численности и биомассы демонстрируют слабую зависимость от антропогенной нагрузки. Их сезонные колебания на створах с разной степенью вмешательства человека показывают противоположные зависимости. Структура сообществ изменяется вниз по течению реки — увеличивается доля в общей численности и биомассе олигохет, остальные таксоны постепенно выпадают, сообщества становятся монодоминантными. Трофическая структура сообществ также преображается -уменьшаются доли хищников, детритофагов и фильтраторов, роль грунтозаглатывателей возрастает. В верховьях вода в р. Вологде характеризуется как «очень чистая», олигосапробная, ниже города по течению — как «очень грязная», полисапробная, значение индекса Шеннона уменьшается.

Ключевые слова: антропогенная нагрузка, биоиндикация, Вологодская область, зообентос, река Вологда


Стр. 87–92 / Short communications

Казмирук В.Д. кандидат географических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук
Казмирук Т.Н. кандидат технических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук

МИКРОПЛАСТИК В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ: МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Микропластик — новая угроза экологическому благополучию водных экосистем и здоровью человека на всех уровнях от молекулярного до популяционного. В настоящее время методы его определения и идентификации находятся в стадии становления и апробации. В статье на основе собственного опыта и анализа работ других авторов, выполнено обобщение современных методов исследования микропластика в донных отложениях морских и континентальных водных объектов. Рассмотрены методы отбора проб и особенности их анализа с целью установления обилия, типа, размера, формы, цвета, стадии деградации, химического состава и возможных источников поступления микропластика. Приведенный спектр современных подходов позволяет подобрать оптимальный метод мониторинга и исследования микропластика в донных отложениях для конкретных природных и финансовых условий.

Ключевые слова: донные отложения, методы определения, микропластик


Стр. 26-33 / Гидробиология

Калюжная О.В. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Ицкович В.Б. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук
Купчинский А.Б. кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории ихтиологии, ФГБУН Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЦИАНОБАКТЕРИЙ, ФОРМИРУЮЩИХ СЛИЗИСТЫЕ ОБРАСТАНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ЭНДЕМИЧНОЙ ГУБКИ LUBOMIRSKIA BAICALENSIS

В последние годы в оз. Байкал повсеместно наблюдались различные поражения и болезни эндемичных губок, такие как обесцвечивание тканей, появление микробных плёнок и некротических участков на поверхности губки. Одними из распространенных поражений ветвистой губки Lubomirskia baicalensis являлись слизистые обрастания красновато-коричневого цвета, полностью или частично покрывающих тело губки. С помощью секвенирования последовательностей генов 16S рРНК установлено, что слизистые плёнки на поверхности губок сформированы цианобактериями порядка Оscillatoriales: представителями родов Tychonema, Phormidium и Leptolyngbya. Отмечено, что 44 из 86 идентифицированных последовательностей принадлежали роду Tychonema. Высказано предположение, что в оз. Байкал причинами цианобактериальных обрастаний губок могут являться изменения экологических условий в местах обитания губок, в частности, эвтрофикация прибрежных районов озера и изменение температурного режима.

Ключевые слова: Leptolyngbya, Lubomirskia baicalensis, Phormidium, Tychonema, нитчатые цианобактерии, озеро Байкал, слизистые обрастания, эндемичные губки


Стр. 11-18 / Вопросы экологии

Поляк Ю.М. кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Шигаева Т.Д. кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Кудрявцева В.А. кандидат химических наук, заведующая лабораторией, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Конаков В.Г. профессор Института химии, ВГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный университет

ВЛИЯНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ПОДВИЖНОСТЬ И ТОКСИЧНОСТЬ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ ФИНСКОГО ЗАЛИВА БАЛТИЙСКОГО МОРЯ

Высокая антропогенная нагрузка на прибрежную зону Финского залива приводит к накоплению в донных отложениях тяжелых металлов и повышенному содержанию их подвижных, биодоступных форм. Максимальное содержание подвижных форм металлов (до 6,8 мкг/г) выявлено на станциях наблюдения, расположенных в непосредственной близости от крупных морских портов (Приморск, Лужская губа, Ломоносов). Подвижность металлов в значительной степени зависит от гранулометрического состава донных отложений. Установлена достоверная связь между подвижными формами меди и цинка и содержанием глинистых фракций. Медь и свинец — металлы, которые вносят основной вклад в загрязнение залива, оказывают токсическое действие на ферментативную активность донных отложений. Длительное антропогенное воздействие способствует адаптации микробного сообщества к действию тяжелых металлов.

Ключевые слова: гранулометрический состав, донные отложения, металлы, подвижные формы, ферментативная активность


Стр. 3-10 / Вопросы экологии

Котовщиков А.В. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук
Долматова Л.А. кандидат химических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук
Сутченкова О.С. младший научный сотрудник, ФГБУН Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук

ИЗМЕНЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СРЕДНЕГО РУСЛОВОГО ВОДОХРАНИЛИЩА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЧЕРЕЗ 60 ЛЕТ ЕГО СУЩЕСТВОВАНИЯ

По результатам натурной съемки в сентябре 2013 г. выполнена оценка экологического состояния среднего руслового таежного Кара-Чумышского водохранилища хозяйственно-питьевого назначения (бассейн Верхней Оби) по гидрохимическим показателям и фитопланктону. Концентрации минеральных форм азота и фосфора в поверхностном слое воды не превышали пределов, характерных для достаточно чистых вод. Особенностью водоема в течение всего периода его существования (более 60 лет) является повышенное содержание легкоокисляемых органических веществ. В настоящее время значения перманганатной окисляемости и БПК5 достигают разряда сильно загрязненных вод. Уровень развития фитопланктона на большей части акватории соответствует диапазону эвтрофных вод: содержание хлорофилла а — 22,2-26,1 мг/м3. Биомасса в нижней части составила 3,9 г/м3, по численности доминировали цианопрокариоты: Microcystis pulverea (H.C.Wood) Forti и Aphanizomenon fl os-aquae (L.) Ralfs. С первых лет эксплуатации в водохранилище наблюдаются периоды «цветения» воды. В нижней части водоема имеется температурная стратификация вод — в придонном слое (14-15 м) отмечается минимальное содержание хлорофилла а, кислорода и окисляемости, а также максимальные концентрации биогенных веществ Валовая первичная продукция фитопланктона в приплотинной части водоема составила 3,0 гО2/м2·сут., что в 1,7 раза выше, чем в этот же период года 50 лет назад, и соответствует эвтрофным водам.

Ключевые слова: биогенные вещества, качество воды, органические вещества, первичная продукция, фитопланктон


Стр. 19-25 / Мониторинг водных объектов

Мохова О.Н. научный сотрудник Северного филиала ФГБНУ «Полярный научно-исследовательский институт морскогорыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича»
Климовский Н.В. научный сотрудник Северного филиала ФГБНУ «Полярный научно-исследовательский институтморского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича»
Мельник Р.А. научный сотрудник Северного филиала ФГБНУ «Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича»
Новоселов А.П. доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Северного филиала ФГБНУ «Полярный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н.М. Книповича»; главный научный сотрудник ФГБУН Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Российской академии наук

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ НЕФТЯНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ В ВОДАХ БЕЛОГО МОРЯ

В Белом море в последние годы заметно возросла разнообразная хозяйственная деятельность, включая работы, связанные с транспортировкой углеводородного сырья, что не исключает возникновения аварийных ситуаций. В этой связи, оценка состояния фонового загрязнения его акватории и прибрежной зоны является достаточно актуальной. Полученные результаты имеют как научную новизну (современная пространственная и временная динамика распределения поллютанта), так и практическую значимость (состояние и динамика факторов геохимического мониторинга). В статье представлены результаты исследований, проведенных в Белом море в различные сезоны 2011-2015 гг., при сборе и обработке материалов использованы общепринятые методы. Представлены данные по содержанию в воде нефтепродуктов, а также карты-схемы распределения углеводородов в поверхностном и придонном слоях воды. Определены наиболее загрязненные районы, в которых показаны тенденции изменений содержания нефтяных углеводородов за последние годы. Рассчитана повторяемость сверхнормативного содержания нефтяных углеводородов в Белом море в течение последних пяти лет. Установлено, что наибольшая амплитуда колебаний загрязнителя отмечена в Кандалакшском заливе, составляя от 0 до 1,5 и от 0 до 3,0 ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения в весенне-летний и осенний периоды соответственно. Сверхнормативные концентрации наблюдались чаще всего в районах наиболее интенсивной хозяйственной деятельности, включая устьевые области рек, и в целом по морю составили в весенне-летний период 11 %, в осенний — 14 %. Анализ пространственного распределения углеводородов позволил выявить основные источники его поступления в морские воды. В Двинском и Онежском заливах это речной сток, в Кандалакшском заливе — морской порт Витино, используемый для экспортных перевозок нефти и нефтепродуктов. Выявлено, что на протяжении пяти последних лет загрязненность морских вод углеводородами находится на сравнительно низком уровне. Рекомендовано продолжение проведения геохимического мониторинга вод как составляющей части комплексного экологического мониторинга Белого моря.

Ключевые слова: Белое море, геохимический мониторинг, нефтяные углеводороды, предельно допустимая концентрация, пространственная и временная динамика


Стр. 34-40 / Гидробиология

Полтаруха О.П. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Учреждение Российской академии наук Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН (ИПЭЭ РАН)

МАТЕРИАЛЫ К ФАУНЕ УСОНОГИХ РАКООБРАЗНЫХ (CIRRIPEDIA THORACICA) КУВЕЙТА

Исследованы ранее неопределенные усоногие раки (Cirripedia Thoracica), собранные на литорали Кувейта и хранящиеся в коллекции Зоологического музея МГУ. В четырех исследованных пробах определены следующие виды: Amphibalanus amphitrite amphitrite (Darwin, 1854), Microeuraphia permitini (Zevina et Litvinova, 1970) и Tetraclita rufotincta Pilsbry, 1916. В статье приводятся рисунки и описания этих видов в сравнении с литературными данными. Полученные результаты расширяют ареал обитания T. rufotincta и подтверждают обитание M. permitini в водах Кувейта.

Ключевые слова: Кувейт, литораль, усоногие ракообразные


Стр. 41–47 / Гидробиология

Краснова Е.С. младший научный сотрудник, ФГБУН Институт экологии Волжского бассейна Российской академии наук
Уманская М.В. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт экологии Волжского бассейна Российской академии наук

РАЗМЕРНАЯ И МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА БАКТЕРИОПЛАНКТОНА ИВАНЬКОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА (ИЮЛЬ 2011 Г.)

Проведено исследование состояния бактериопланктона по всей акватории Иваньковского водохранилища в июле 2011 г. Общая численность бактерий (ОЧБ) изменялась на разных станциях от 2,00 до 7,15 ×106 кл./мл, в среднем для водохранилища она составила 4,15×106 кл./мл. Средний объем клеток составил 0,065±0,006 мкм3. Общая биомасса бактерий изменялась в пределах 107,9-494,2 мг/м3, что соответствует 29,3-125,4 мкг С/л. Наибольшие численность и биомасса бактерий были выявлены на станциях Шошинского плеса. Характерно, что повышенная численность бактерий в Шошинском плесе по сравнению с Волжским и Иваньковским в летний период регистрируется в водохранилище с 1974 г. В составе бактериопланктона водохранилища в июле 2011 г. преобладали одиночные свободноплавающие кокки и коккобациллы (84,1±9,0 % общей численности). Клетки, ассоциированные с детритными частицами, были обнаружены по всему водохранилищу, а их вклад в общую численность был 8,09±1,89 %. Клетки длиной менее 1 мкм составляли 94,5±4,9% ОЧБ. Структура летнего бактериопланктона за период 1991-2011 г. оказалась достаточно стабильной — в его составе преобладали мелкие одиночные свободноплавающие клетки, а доля агрегированного бактериопланктона была невелика, причем большую часть составляли клетки, ассоциированные с детритными частицами. Численность бактериопланктона в июле 2011 г. несколько снизилась по сравнению с 2005 г., не выходя, однако, за пределы многолетних колебаний для летнего периода (1970-2013 гг.).

Ключевые слова: бактериопланктон, Иваньковское водохранилище


Стр. 48-59 / Научно-аналитические обзоры

Дзюба А.В. кандидат географических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук
Эльпинер Л.И. Д.м.н., профессор, главный научный сотрудник Института водных проблем РАН

ДЕГРАДАЦИЯ КРИОЛИТОЗОНЫ И РИСК ГЛОБАЛЬНОЙ ВИРУСНОЙ ИНВАЗИИ

На основе современных криологических, вирусологических, гидрогеологических, климатологических и эколого-медицинских представлений излагается концепция возможной глобальной вирусной инвазии, связанной с процессами таяния многолетней мерзлоты и палеовирусного загрязнения подземных вод. Рассмотрен наиболее вероятный механизм формирования и развития глобальной экологической опасности, инициатором которой могут явиться палеовирусы, десятки и сотни тысяч лет сохраняющиеся в криолитосфере. Показаны пути возможного формирования крайне опасной эпидемической обстановки, зависящие от особенностей использования населением криолитозоны подземных и поверхностных вод для питьевых целей. Обоснована необходимость углубленного развития масштабных междисциплинарных исследований с целью уяснения патогенетической значимости палеовирусов в зоне многолетнемерзлых пород и разработки комплекса природоохранных и противоэпидемических мероприятий.

Ключевые слова: вирусы, изменения климата, криолитозона, подземные воды, экологическая опасность


Стр. 61-66 / Материалы для водоподготовки

Дремичева Е.С. кандитат. технических наук, старший преподаватель кафедры «Технология воды и топлива», ФГБОУ ВПО Казанский государственный энергетический университет

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ СОРБЦИИ ИОНОВ МЕДИ И ЖЕЛЕЗА (III) ИЗ СТОЧНЫХ ВОД ТОРФОМ

Изучена кинетика сорбции ионов меди (II) и железа (III) из модельных растворов торфом, которая показала, что процесс сорбции протекает достаточно быстро и практически заканчивается через 20 минут. На основе обработки экспериментальных кривых поглощения уравнениями диффузионной и химической кинетики установлено, что процесс сорбции идет в диффузионном режиме. Вклад в общую скорость процесса вносит также стадия химического взаимодействия ионов металла с функциональными группами торфа. Эти данные о кинетике сорбции позволяют расширить область представлений о механизме взаимодействия торфа с ионами меди (II) и железа (III). Определена эффективность сорбционного процесса, которая показала возможность использования торфа в качестве сорбента для доочистки сточных вод от ионов меди (II) и железа (III) на промышленных объектах.

Ключевые слова: кинетика процесса, сорбция, торф, тяжелые металлы


Стр. 67–72 / Аналитические методы и системы контроля качества воды

Бабиченко С.М. кандидат физико-математических наук, технический директор, Ocean Visuals AS
Соболев И.А. Ph.D. in Computer and Systems Engineering, ведущий специалист, LDI Innovation OÜ
Винт Л. магистр естественных наук, главный инженер, LDI Innovation OÜ

МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ МОРСКОЙ СРЕДЫ C ПОМОЩЬЮ ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНОГО ЛИФ ЛИДАРА

Своевременное детектирование нефтяных разливов в воде остается актуальной проблемой хозяйственной деятельности на акваториях морей. Обнаружение места и типа загрязнения на ранней стадии, до образования крупного разлива, позволяет более эффективно бороться с загрязнением. Метод гиперспектральной лазерно индуцированной флуоресценции (ЛИФ) характеризуется высокой селективностью и чувствительностью (миллионные доли концентрации) детектирования нефтепродуктов в воде и дает возможность анализа в режиме реального времени. Эти преимущества метода реализованы в судовом гиперспектральном ЛИФ лидаре компании Ocean Visuals AS. Лидар позволяет детектировать нефтяные пленки на поверхности воды, нефтяную эмульсию в водном объеме, погруженную нефть под поверхностью воды. Автоматический режим работы лидара обеспечивает непрерывный долговременный аналитический мониторинг состояния морской среды. В работе приведены результаты операционного использования ЛИФ лидара на борту судна и обсуждается его дальнейшая разработка для авиационного применения.

Ключевые слова: дистанционное зондирование, лидар, нефтяное загрязнение, флуоресценция