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

Журнал «Вода: химия и экология» № 3 (105) за Март 2017 г.</H3>

Журнал «Вода: химия и экология»


№ 3 (105) за Март 2017 г.

<<  ..  >>

Содержание выпуска:

Стр. 70–82 / Химия воды и водных растворов

Метелькова Л.О. кандидат химических наук, старший научный сотрудник отдела натурных эколого-химических исследований, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Жаковская З.А. кандидат биологических наук, заведующая отделом натурных эколого-химическихисследований, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Мамонтова В.Н. научный сотрудник отдела натурных эколого-химических исследований, ФГБУН Санкт-Петербургский научно исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук
Кухарева Г.И. старший научный сотрудник отдела натурных эколого-химических исследований, ФГБУН Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности Российской академии наук

ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ ОЛОВА В ВОДЕ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ФИНСКОГО ЗАЛИВА И Р. НЕВЫ

В работе представлены результаты определения в образцах природной воды и донных отложений количественного содержания некоторых оловоорганических соединений — монобутилолова, дибутилолова, трибутилолова и трифенилолова. Пробы были отобраны в период с 2011 по 2014 г. на 48 станциях восточной части Финского залива, Невской губы и реки Невы. Установлено, что суммарное содержание оловоорганических соединений в исследованных образцах воды составляет 10-810 нг/л, в донных отложениях — 20-39100 нг/г (сухого веса). Максимальные значения зарегистрированы в зоне фарватера в Финском заливе и в портовой зоне Санкт-Петербурга. Этот факт указывает на водный транспорт как основной источник поступления оловоорганических соединений в водную среду изучаемого региона. Наблюдаемые концентрации трибутилолова в большинстве исследованных образцов значительно превышают установленные международные нормы. Анализ профилей идентифицированных оловоорганических соединений показал наличие постоянного источника загрязнения акватории соединениями трибутилолова.

Ключевые слова: вода, донные отложения, оловоорганические соединения, река Нева, Финский залив


Стр. 83–88 / Short communications

Литвинов А.С. доктор географических наук, старший научный сотрудник, главный научный сотрудник, лаборатория гидрологии и гидрохимии, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук
Ривьер И.К. доктор биологических наук, старший научный сотрудник, главный научный сотрудник, лаборатория экологии водных беспозвоночных, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук
Законнова А.В. старший научный сотрудник, ФГБУН Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В КРУПНЕЙШИХ ОБЪЕКТАХ ЯРОСЛАВСКОЙ ОБЛАСТИ ПРИ АНТРОПОГЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ И ПОТЕПЛЕНИИ КЛИМАТА

Рассматривается сложившаяся экологическая ситуация в крупных водных объектах Ярославской области в современных условиях. Показано, что в Рыбинском водохранилище произошло увеличение зимнего и снижение весеннего стока. В связи с антропогенным воздействием на водоём на 25% возросла минерализация водной массы, изменился состав зоопланктеров-доминантов. Регистрируется нарушение структуры популяций, отмечены изменения в видовом составе рыб. В начале XXI века значительно ухудшилось состояние экосистемы оз. Неро в сторону увеличения сапробности и снижения качества воды. Изъятие сапропеля представляет одну из самых действенных мер по оздоровлению экологического состояния озера. Установлено, что по большинству трофических критериев оз. Плещеево является мезотрофным с признаками антропогенного эвтрофирования. Без введения серьезных водоохранных мероприятий в озере его реликтовый холодолюбивый комплекс обречён на вымирание.

Ключевые слова: водные экосистемы, загрязнения, зоопланктон, потепление климата, эвтрофирование


Стр. 89–93 / Short communications

Хатмуллина Р.М. кандидат химических наук, начальник отдела хроматографии, ГБУ Управление государственного аналитического контроля Минэкологии РБ
Сафаров А.М. доктор технических наук, Уфимский государственный нефтяной технический университет
Сафарова В.И. доктор химических наук, профессор, начальник ГБУ Управление государ-ственного аналитического контроля Минэкологии РБ
Мухаматдинова А.P. кандидат технических наук, начальник отдела контроля воды, ГБУ РБ Управление государственного аналитического контроля

ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА Р. БЕЛУЮ

Проведена оценка антропогенного воздействия сточных вод промышленных предприятий Республики Башкортостан на р. Белую. Критерием выбора веществ при проведении расчетов являлась частота их встречаемости (не менее чем в 70 % случаев) в сточных водах. Приоритетность компонентов определялась также присутствием их в сточной воде данного предприятия в значительных концентрациях (например, превышающих нормативные значения). Полученные результаты позволили сравнить между собой влияние различных источников загрязнения на р. Белую.

Ключевые слова: антропогенная нагрузка, загрязняющие вещества, нефтепродукты, поверхностные воды, сточные воды


Стр. 3–8 / Вопросы экологии

Великанов H.Л. доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии транспортных процессов и сервиса, ФГАОУ ВПО Балтийский федеральный университет им. И. Канта
Наумов В.А. доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой водных ресурсов и водопользования, ФГБОУ ВО Калининградский государственный технический университет

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЗВЕШЕННЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ В ВОДОТОКАХ

Актуальность работы обусловлена тем, что вместе с естественным поверхностным стоком и антропогенными сточными водами в водотоки попадает большое количество взвешенных примесей. Рассеиванию и осаждению взвесей в водотоках посвящено большое количество работ. Однако, практически, во всех перечисленных трудах рассматриваются терригенные (минеральные) взвешенные вещества. Тогда как исследования показывают, что количество взвешенных органических веществ в водотоках может не только не уступать количеству минеральных взвесей, но и превосходить их.
Целью работы является физическое и математическое моделирование процесса горизонтального распространения органических взвешенных частиц с учетом их возможного осаждения на дно. Использован численный метод решения задачи в среде Mathcad с помощью операторов Given-Pdesolve.
В результате расчетов выявлено, что при распространении взвешенной примеси в водотоке погрешность расчета массового расхода на расстоянии 50 км не превышает 0,1 %. Но таким образом можно рассчитывать распространение только тонкодисперсной примеси (в рассматриваемом случае с размером менее 0,03 мм). Фракции больших размеров постепенно осаждаются на дно водотока. Расход взвешенных наносов уменьшается.
Плотность органических веществ много меньше плотности песка, поэтому нельзя пользоваться стандартными таблицами зависимости гидравлической крупности от размера частиц. С помощью этих данных можно оценить загрязнение водотока органическими стоками.

Ключевые слова: водоток, гидродинамическое сопротивление, органические примеси, осаждение частиц


Стр. 9–14 / Вопросы экологии

Абдуев М.А. доктор географических наук, заведующий кафедрой общей географии, Азербайджанский государственный педагогический университет, Институт географии Национальной академии наук Азербайджана

СТОК СУЛЬФАТОВ С ОСНОВНЫМИ РЕКАМИ АЗЕРБАЙДЖАНА

Расчет стока сульфатов выполнен по данным наблюдений, проведенных в период 1960-2014 гг. Установлено, что наиболее высокий сток сульфатов характерен для р. Куры— 38% всего стока сульфатов рек Азербайджана. Выявлено, что всего по республике на незагрязненных участках рек более чем в 68% проб воды концентрация сульфатов не превышала 150 мг/дм3 и лишь в 32% проб она превышала 150 мг/дм3. Получена обратная зависимость концентрации сульфатов от расхода воды. Характер и теснота связи между сульфатами и расходами воды отличаются сильной изменчивостью; обычно концентрации сульфат-ионов имеют тенденцию к незначительному убыванию с ростом расходов. Выявлена прямая зависимость между стоком сульфатов и водным стоком реки.

Ключевые слова: Азербайджан, показатель стока сульфатов, расход воды, речные воды, сток сульфатов


Стр. 15–26 / Мониторинг водных объектов

Фащевская Т.Б. кандидат географических наук, доцент, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук
Мотовилов Ю.Г. кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ АЗОТНОГО ЦИКЛА НА РЕЧНОМ ВОДОСБОРЕ. Часть I. Источники поступления азота и процессы азотного цикла

Азотсодержащие соединения отличаются большим разнообразием и циклическим перемещением в окружающей среде, а также весьма широким распространением из-за большого спектра их природных и антропогенных источников. Избыточное содержание соединений азота на водосборе и в водном объекте ухудшает качество воды и приводит к неблагоприятным экологическим последствиям. Моделирование является важным инструментом исследования процесса формирования качества речных вод в пределах водосборного бассейна. Комплексная пространственно-распределенная физико-математическая модель формирования стока и качества вод в речных бассейнах ECOMAG учитывает пространственную неоднородность структуры водосборного бассейна, гидрометеорологических условий и антропогенных воздействий. С целью моделирования азотного цикла осуществляется переработка алгоритмов и усовершенствование геохимического блока модели ECOMAG. Для этого устанавливается соответствие алгоритмов и математических формул азотной подмодели ECOMAG современным представлениям о круговороте азота и процессах его преобразования. Данная работа является первой частью исследования, в котором представлен обзор основных источников, процессов миграции и биохимической трансформации азота на водосборе реки. Основными источниками и процессами поступления азота на речной водосбор являются: азотфиксация; влажные выпадения, сухие осаждения из атмосферы; минеральные и органические удобрения; продукты жизнедеятельности и остатки растений, животных и микроорганизмов; разные виды сточных вод. Основными процессами миграции и трансформации азота на водосборе реки являются: аммонификация и иммобилизация, нитрификация и денитрификация, растительное поглощение, инфильтрация сквозь толщу почвогрунтов в подземные воды, выделение в атмосферу газообразных соединений азота. Приведены качественные и количественные характеристики источников и процессов, значительно различающихся в зависимости от локальных физико-географических условий и особенностей ведения хозяйственной деятельности. Рассмотренные схемы поступления азота на поверхность речного водосбора и процессов азотного цикла в компонентах геосистемы речного бассейна будут использованы при математическом описании азотного блока модели формирования качества речных вод ECOMAG-N.

Ключевые слова: геосистема речного бассейна, моделирование качества воды, процессы азотного цикла, соединения азота


Стр. 27–33 / Технологии промышленной и бытовой очистки вод

Лаптева Е.А. кандидат технических наук, доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика и системы теплоснабжения, ФГБОУ ВПО Казанский государственный энергетический университет
Шагиева Г.К. аспирант кафедры «Технология воды и топлива», ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»
Лаптев А.Г. доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой технологии воды и топлива, Казанский государственный энергетический университет

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ РАСТВОРЕННЫХ ГАЗОВ НА ТАРЕЛКЕ С ЗАКРУЧЕННЫМ ДИСПЕРСНО-КОЛЬЦЕВЫМ ПОТОКОМ

В работе рассмотрена задача по очистке воды от коррозионно-активных газов на промышленных предприятиях и ТЭС, а также показан один из вариантов ее решения. Представлена математическая модель и даны результаты расчета эффективности вихревого трубчатого контактного устройства. Для этого использована ячеечная модель структуры потоков и модель диффузионного пограничного слоя. Параметры модели находятся с применением гидравлического сопротивления контактного устройства. Показаны результаты расчетов объемных коэффициентов массоотдачи в трубке с ленточным завихрителем и сравнение с опытными данными. Даны расчетные и экспериментальные данные по эффективности десорбции кислорода из воды в восходящем осевом и закрученном потоках при скорости газа от 10 до 40 м/с. Сделаны выводы о влиянии режимных и конструктивных параметров на процесс деаэрации кислорода.

Ключевые слова: вихревое контактное устройство, массообмен, очистка воды, пограничный слой, ячеечная модель


Стр. 34–39 / Гидробиология

Метелева Н.Ю. кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

ПИГМЕНТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕТНЕГО ЭПИФИТОНА ВОДОХРАНИЛИЩ ВЕРХНЕЙ ВОЛГИ

Проанализирован пигментный состав эпифитона водохранилищ Верхней Волги по данным 2005, 2010, 2013-2015 гг. Показано, что содержание хлорофилла а эпифитона представлено широким диапазоном величин, характеризующих неоднородность распределения эпифитона в литорали водоемов. По содержанию хлорофилла а дается оценка развития эпифитона. Установлено, что концентрации хлорофилла а эпифитона увеличиваются от менее продуктивных по уровню трофии водоемов Угличское, Рыбинское к более продуктивному Иваньковскому. Интенсивность обрастания макрофитов Рыбинского водохранилища понижается от 2010 к 2015 г., что связано с климатическими характеристиками лет наблюдения.

Ключевые слова: Иваньковское, Рыбинское водохранилища, Угличское, хлорофилл, эпифитон


Стр. 40–45 / Гидробиология

Никонова Л.Л. ведущий инженер, ФГБУН Институт морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского Российской академии наук
Малахова Л.В. кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, ФГБУН Институт морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского Российской академии наук
Нехорошев М.В. кандидат химических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского Российской академии наук
Рябушко В.И. доктор биологических наук, заведующий отделом, ФГБУН Институт морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского Российской академии наук

ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ В ГОНАДАХ И ПОЛОВЫХ ПРОДУКТАХ ДВУСТВОРЧАТОГО МОЛЛЮСКА МИДИИ MYTILUS GALLOPROVINCIALIS LAM. 1819, КУЛЬТИВИРУЕМОГО У БЕРЕГОВ КРЫМА (ЧЕРНОЕ МОРЕ)

Исследование загрязненности морской среды хлорорганическими ксенобиотиками актуально в связи с их способностью к биоаккумуляции и токсическим воздействием на морские организмы разных трофических уровней. В органах таких организмов-фильтраторов, как двустворчатые моллюски, хлорорганические соединения концентрируются в количестве, значительно превышающем содержание поллютантов в среде обитания. Цель работы заключалась в изучении перераспределения таких хлорорганических пестицидов, как ДДТ (1,1,1-трихлор-2,2-ди(п-хлорфенил)этан) и его метаболитов ДДЭ (1,1-ди(п-хлорфенил)-2,2-дихлорэтен) и ДДД (1,1-ди(п-хлорфенил)-2,2-дихлорэтан), и полихлорбифенилов (ПХБ) в гонадах мидий Mytilus galloprovincialis Lam.; 1819, собранных с коллекторов мидийно-устричной фермы в акватории г. Севастополя, до нереста, после нереста, а также в выметанных яйцеклетках и сперматозоидах. Содержание конгенеров полихлорбифенилов, ДДТ и его метаболитов определяли на газовом хроматографе с детектором электронного захвата и капиллярной колонкой. Во всех пробах мидий обнаружены пять конгенеров ПХБ и ДДТ и его метаболиты ДДЭ и ДДД. Концентрация ПХБ в пробах в среднем более чем в 70 раз превышала содержание ДДТ и его метаболитов и составляла в образцах 97–100 % от суммы хлорорганических соединений (ХОС). Наибольшие концентрации определены для высокохлорированных ПХБ 101, 138 и 153. Уровень биоаккумуляции ХОС в гонадах мидий зависел как от их концентрации в воде, так и от физиологического состояния мидий, а именно от содержания в них липидов. Вымет половых продуктов уменьшал содержание ХОС в гонадах мидий вследствие передачи ХОС в яйцеклетки и сперматозоиды и с ними — в морскую среду. Сумма концентраций ХОС не превысила санитарно-эпидемиологических норм Российской Федерации по морепродуктам.

Ключевые слова: гонады, ДДТ, конгенеры ПХБ, мидия Mytilus galloprovincialis, половые продукты


Стр. 46–55 / Научно-аналитические обзоры

Дзюба А.В. кандидат географических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт водных проблем Российской академии наук
Логинов В.В. академик НАН Беларуси, доктор географических наук, профессор, главный научный сотрудник, ГНУ Институт природопользования НАН Беларуси

К ВОПРОСУ О ДОСТОВЕРНОСТИ ОЦЕНОК КЛИМАТИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ РЕСУРСОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Рассмотрены объективные и субъективные неопределенности оценок влияния современных многолетних вариаций климата на подземный сток и ресурсы подземных вод. Показано, что при оценке климатически обусловленных региональных изменений ресурсов подземных вод и особенно их прогнозе следует учитывать недостаточную достоверность как основных наблюдаемых и расчетных гидрогеологических параметров, так и оценок изменений основных гидрометеорологических характеристик в течение прошедших и ближайших десятилетий. Проведенный анализ свидетельствует, что в настоящее время неоднозначность выводов о влиянии климатических вариаций масштаба десятилетий на режим и ресурсы подземных вод — неизбежное следствие наличия неопределенностей различного генезиса. Рассмотрен вопрос о непосредственном влиянии роста концентрации диоксида углерода в тропосфере на питание подземных вод. Впервые описан механизм естественного флористического демпфирования возможных изменений питания подземных вод вследствие изменения температурно-влажностного режима крупных регионов.

Ключевые слова: изменения климата, неопределенности, подземные воды, ресурсы подземных вод


Стр. 56–61 / Материалы для водоподготовки

Аронбаев Д.М. кандидат химических наук, доцент кафедры органической и неорганической химии, Самаркандский государственный университет
Аронбаев С.Д. доктор химических наук, доцент кафедры органической и неорганической химии, Самаркандский государственный университет

БИОСОРБЦИЯ КРАСИТЕЛЕЙ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ С ПОМОЩЬЮ МАГНИТОМОДИФИЦИРОВАННЫХ ПИВОВАРЕННЫХ ДРОЖЖЕЙ SACCHAROMYCES CEREVISIAE

Показана потенциальная возможность осуществления биосорбции водорастворимых красителей с использованием магнитомодифицированных дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Предложена методика модифицирования дрожжей ферро-жидкостями, содержащими нано- и микрочастицы магнетита. Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии визуализировано взаимодействие наночастиц ферро-жидкости со структурами дрожжевой клетки. С использованием изотерм Ленгмюра проведены расчеты максимальной сорбционной емкости для красителей, относящихся к трифенилметановому, азо- и акридиновому классам. Показано, что значения максимальной сорбционной емкости существенно отличаются для различных типов красителей. В то же время этот показатель значительно выше для красителей трифенилметанового ряда. Отмечается, что магнитоуправляемые биокомпозиционные смарт-материалы в ближайшее время способны получить крупномасштабное применение.

Ключевые слова: биокомпозиционные смарт-материалы, биосорбция, водорастворимые красители, дрожжи Saccharomyces cerevisiae, магнитомодифицирование, максимальная сорбционная емкость


Стр. 62–68 / Аналитические методы и системы контроля качества воды

Кощеева М.В. магистрант химического факультета, Пермский государственный национальный исследовательский университет
Дёгтев М.И. доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой аналитической химии химического факультета, ФГБОУ ВПО Пермский государственный национальный исследовательский университет
Аликина Е.Н. кандидат химических наук, доцент кафедры аналитической химии химического факультета, ФГБОУ ВПО Пермский государственный национальный исследовательский университет

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЕНОЛА В СТОЧНЫХ ВОДАХ МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА

Работа посвящена исследованию возможности определения фенола методом капиллярного электрофореза на приборе «Капель-105М». Актуальность работы связана с необходимостью определения в природных, сточных и питьевых водах фенолов, которые токсичны и могут оказывать пагубное влияние, как на здоровье людей, так и на развитие промыслово-технической базы рыбного хозяйства и аквакультуры. Актуальным является совершенствование и оптимизация инструментальных методов определения фенолов в воде, позволяющих минимизировать пробоподготовку, уменьшить время анализа, повысить точность определения и возможность автоматизации процесса. В ходе работы установлены оптимальные условия идентификации фенола, выявлен наиболее подходящий рабочий электролит и обнаружено, что определению фенола не мешают катионы, анионы и органические вещества, часто встречающиеся в сточных водах Пермского края. Отработанный способ определения фенола проверен на модельных растворах и реальных образцах сточных вод предприятий Пермского края. Выявлена сходимость результатов с другими методами определения фенола.

Ключевые слова: буферный раствор, капиллярный электрофорез, сточные воды, фенол