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

Журнал «Вода: химия и экология» № 8 (110) за Август 2017 г.</H3>

Журнал «Вода: химия и экология»


№ 8 (110) за Август 2017 г.

<<  ..  >>

Содержание выпуска:

Стр. 3-10 / Вопросы экологии

Кондратьева Л.М. доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник, ФГБУН Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук
Уткина А.С. магистрант, лаборатория гидрологии и гидрогеологии, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук

Особенности формирования качества воды на трансграничном участке реки Амур в период исторического наводнения 2013 года

Представлены результаты комплексной оценки изменения качества воды в реке Амур на трансграничном участке в период катастрофического наводнения 2013 года с использованием интегральных индексов и корреляционного анализа. Во время паводка установлено ухудшение качества воды у правого берега в зоне влияния стока р. Сунгари, бассейн которой расположен на территории Китая, за счет повышенного содержания взвешенных веществ. В послепаводковый период качество воды в реке Амур ниже устья р. Сунгари изменялось со 2 класса – чистые воды до 3 класса – умеренно загрязненные. По расчетным данным на створах выше и ниже устья р. Сунгари в паводковый и послепаводковый период 2013 г. значения интегрального индекса экологического состояния водного объекта соответствовали 4 классу – относительное экологическое благополучие. Определяющими показателями качества воды выступали ионы железа, марганца и взвешенные вещества.

Ключевые слова: качество воды, наводнение, река Амур


Стр. 11-18 / Вопросы экологии

Столбов В.А. аспирант биологического факультета, Тюменский государственный университет
Прокин А.А. кандидат биологических наук, ведущий биолог биологического учебно-научного центра «Веневитиново», Воронежский государственный университет, научный сотрудник, Институт биологии внутренних вод РАН (ИБВВ РАН)
Алешина О.А. кандидат биологических наук, доцент Института биологии, ФГАОУ ВО Тюменский государственный университет
Аллаяров Д.А. инженер Института химии, ФГАОУ ВО Тюменский государственный университет

К изучению гидрохимического состава, зоопланктона и макрозообентоса некоторых пойменных озер типичной тундры Гыданского полуострова

Физико-химические и гидробиологические особенности водоемов тундровой зоны Сибири изучены недостаточно. В отличие от Ямала, гидрохимические и гидробиологические особенности озер Гыданского полуострова практически не изучены.
В 2015 г. были исследованы два пойменных озера подзоны типичной тундры Гыданского п-ова. Цель работы - изучение физико-химических и гидробиологических особенностей пойменных водоемов типичной тундры Гыданского п-ова. Вода в озерах относилась к пресным маломинерализованным водам хлоридного класса кальциевой группы. В глубоком, не промерзающем озере воды характеризовалось более высокой цветностью, электропроводностью, химическим и биологическим потреблением кислорода и содержанием большинства ионов. Зоопланктон и макрозообентос непромерзающего озера отличались большими биомассами, чем в промерзающем озере. В первом озере отмечен суббайкальский эндемик – Micruropus wohlii wohlii (Dybowsky, 1874), ранее известный из бассейна Енисея.

Ключевые слова: Micruropus wohlii wohlii, Гыданский полуостров, зоопланктон, макрозообентос, тундра


Стр. 19-26 / Мониторинг водных объектов

Шурганова Г.В. доктор биологических наук, профессор кафедры экологии, Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского (Национальный исследовательский университет)
Гаврилко Д.Е. магистрант Института биологии и биомедицины, ФГБОУ ВПО Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского
Зазнобина Н.И. кандидат биологических наук, ассистент кафедры экологии Института биологии и биомедицины, ФГАОУ ВО Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Характеристика сезонных изменений видовой структуры зоопланктонных сообществ зарослей высшей водной растительности (на примере малых водотоков г. Нижний Новгород)

Высшая водная растительность является важным средообразующим компонентом водных экосистем, обуславливающим структуру биоценозов. При этом зоопланктон зарослей макрофитов водотоков изучен крайне слабо. Впервые были проведены сезонные исследования зоопланктона разнотипных зарослей высшей водной растительности малых водотоков г. Нижнего Новгорода. Выявлено, что наибольшее видовое богатство, видовое разнообразие и количественное развитие зоопланктона характерно для погруженных растений и растений с плавающими листьями. Биотопы растений со сходной жизненной формой обладают сходной видовой структурой зоопланктона. Скорость течения водотоков обуславливает различия видовой структуры зоопланктона в зарослях одного вида растений. Установлено, что смена доминирующего вида растений обуславливает смену видовой структуры зоопланктона. Заросли высшей водной растительности выступают ведущим фактором в формировании и поддержании зоопланктоценозов малых водотоков.

Ключевые слова: видовая структура, зоопланктон, макрофиты, малые водотоки


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

Кирдей Т.А. кандидат биологических наук, доцент кафедры селекции, экологии и землеустройства, ФГБОУ ВО Ивановская государственная сельскохозяйственная академия имени Д.К.Беляева

Перспективы использования гуминовых веществ в фиторемедиации сточных вод

Фиторемедиация – перспективная технология очистки сточных вод от тяжелых металлов – наиболее опасных загрязнителей окружающей среды. Особенности действия гуминовых веществ на эффективность фиторемедиации практически не исследованы. В связи с этим, в модельном эксперименте изучали влияние гуминового препарата из торфа на накопление свинца, меди и кадмия растениями пшеницы. Опытные растения выращивали на растворе Хогланда с добавлением 500, 1000, 2000 мкМ/л Pb(NO3)2, 25, 50, 100 мкМ/л CuSO4, 10, 25, 50 мкМ/л CdSO4 с гуматом или без гумата (0,005 %). Установлено повышение накопления свинца в 5-10 раз и меди на 39-42 % побегами растений в фазу выхода в трубку под влиянием гумата. Гуминовые вещества увеличивают фиторемедиационную способность растений не только путем усиления поглощения ионов металлов, но и за счет снижения их токсичности и увеличения массы растений. Накопление тяжелых металлов в корневой системе растений свидетельствует о возможности использования растений-исключателей ионов в фиторемедиационных технологиях.

Ключевые слова: гуминовые вещества, пшеница, сточные воды, тяжелые металлы, фиторемедиация


Стр. 34-38 / Технологии промышленной и бытовой очистки вод

Харламова Т.А. доктор технических наук, профессор кафедры теоретической и прикладной химии, ГОУ ВО Московский государственный областной университет
Медведева И.В. кандидат биологических наук, доцент, руководитель направления медико-биологических исследований ООО ИНТЕРСЭН-плюс.
Маслова О.В. кандидат технических наук, доцент кафедры химии и физики, ФГБОУ ВО Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова
Алафердов А.Ф. кандидат технических наук, доцент кафедры общей и неорганической химии, ФГАОУ ВО Национальный исследовательский технологический университет МИСиС
Бедретдинова Э.А. аспирант кафедры теоретической и прикладной химии, ГОУ ВО Московский государственный областной университет

Биоразнообразие активного ила при биологической очистке сточных вод смешанного состава

В г. Кинешме Ивановской области после реконструкции введены в эксплуатацию очистные сооружения канализации, обслуживающие Северо-Западный район (ОСК-1). В период запуска ОСК-1 в пробах сточной воды было аналитически зафиксировано присутствие трудноразлагаемых потенциально опасных веществ, в частности, СПАВ и нефтепродуктов. Их концентрация в некоторые месяцы достигала значений, критичных для биоценоза активного ила. Поэтому одной из ключевых проблем пускового периода ОСК-1 была приживаемость активного ила. В результате модернизации аэрационной системы, внедрения ряда дополнительных сооружений, добавления биопрепарата в помощь к активному илу качество очистки сточных вод существенно улучшилось, что было подтверждено микроскопированием. В статье приведены результаты прироста продуктивных микроорганизмов - фильтраторов после модернизации очистных сооружений. Изложен материал мониторинга видового состава активного ила до и после проведенных мероприятий и его сравнение с эталонным продуктивным илом.

Ключевые слова: аэротенки, биологическая очистка, биоразнообразие активного ила, микроорганизмы-фильтраторы, сточные воды


Стр. 39-47 / Научно-аналитические обзоры

Бульон В.В. доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник, ФГБУН Зоологический институт Российской академии наук

Хлорофилл a как показатель биомассы фитопланктона

Спутниковый мониторинг больших акваторий – один из наиболее эффективных инструментов контроля за «цветением» воды планктонными водорослями. В качестве индикатора «цветения» широко используется концентрация хлорофилла a, по которой рассчитывается биомасса фитопланктона. При разработке алгоритмов расчета биомассы необходимо знать соотношение между органическим углеродом и хлорофиллом a в клетках фитопланктона (C/Chl). Определение по концентрации хлорофилла aсырой биомассы фитопланктона затруднено из-за того, что соотношение между сырой массой и органическим углеродом изменчиво и зависит от таксономического состава фитопланктона.
В статье представлена масс-балансовая модель биотического потока углерода через фитопланктон, с помощью которой прогнозируется соотношение C/Chl. По литературным данным обсуждается связь между фотосинтетической активностью хлорофилла a, скоростью оборота биомассы и тратами на дыхание водорослей. Эти и другие связи между биотическими параметрами и факторами среды легли в основу модельного алгоритма. Цель моделирования – установить коэффициент пропорциональности между органическим углеродом и хлорофиллом a в биомассе фитопланктона. В работе рассмотрены подходы к определению этого коэффициента. Анализ модели, имитирующей поток углерода через фитопланктон, позволил выяснить среднее значение C/Chl и пределы его варьирования.

Ключевые слова: биомасса, биотический поток углерода, моделирование, фитопланктон, хлорофилл a


Стр. 48-55 / Гидробиология

Быкова С.В. кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт экологии Волжского бассейна Российской академии наук

Инфузории бассейна Камского водохранилища и его сапробиологическая оценка

Актуальность исследования инфузорий в бассейне Камского водохранилища продиктована отсутствием до 2009 г. любых сведений об этой группе, с одной стороны, и важной ролью инфузорий как компонента планктонных сообществ в экосистеме, – с другой. Цель исследования – выявить видовой состав инфузорий, установить уровень их количественного развития (численности и биомассы) в Камском вдхр. и его притоках, характер их распределения по акватории водохранилища (по плесам, зонам, и районам) и оценить сапробиологическое состояние среды исследованных водоемов по инфузориям-индикаторам. В результате с 2009 г. по 2016 г. зарегистрировано порядка 136 видов инфузорий. Установлено, что показатели видового обилия и количественного развития инфузорий в притоках значительно ниже, чем в водохранилище. Распределение инфузорий по акватории водохранилища гетерогенно и проявляется в существенном различии характеристик сообществ по плесам (главному и краевому), незначительном различии по зонам (глубоководной и мелководной) и явном их тренде сверху вниз по акватории. Сапробность воды, оцененная по инфузориям–индикаторам, и в водохранилище, и в притоках в целом соответствует β-α–мезосапробной зоне; в мелководной зоне водохранилища намечена слабовыраженная тенденция к ее увеличению.

Ключевые слова: водохранилище, гетерогенность распределения, инфузории, планктон, сапробность


Стр. 56-63 / Гидробиология

Курина Е.М. кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории экологии малых рек, ФГБУН Институт экологии Волжского бассейна Российской академии наук

Моллюски понто-каспийского и понто-азовского комплексов в водохранилищах Средней и Нижней Волги и их притоках

Распространение некоторых чужеродных видов моллюсков в водные экосистемы приводит к катастрофическим последствиям как для природных экосистем, так и для хозяйственной деятельности человека, что делает вопрос об изменении границ ареала видов одним из самых актуальных. К классу Bivalvia в Куйбышевском и Саратовском водохранилищах относятся 3 чужеродных вида: Dreissena polymorpha polymorpha (Pallas, 1771), D. rostriformis bugensis (Andrusov, 1897) и Adacna colorata (Eichwald, 1829), к классу Gastropoda - 2 вида: Lithoglyphus naticoides (Preiffer, 1828) и Theodoxus astrachanicus (Starobogatov in Starobogatov, Filchakov, Antonova et Pirogov, 1994). Установлено интенсивное расселение моллюска D. r. bugensis на заиленных грунтах глубоководных участков водоемов и L. naticoides – на песчаных биотопах водохранилищ Средней и Нижней Волги. Вместе с тем регистрируется сокращение численности и биомассы D. p. polymorpha в 1,5-3 раза по сравнению с 80 гг. XX века на русловых и пойменных участках водохранилищ и расселение моллюска в реках. Показано, что моллюск D. r. Bugensis образует консорции с определенными видами-вселенцами (ракообразными, пиявками, полихетами, олигохетами), при этом в водоемах отмечена обособленность моллюсков D. polymorpha и L. naticoides, обитающих преимущественно в прибрежье. В работе подробно исследован размерный состав моллюсков-вселенцев, дана сравнительная оценка максимальных размеров тела чужеродных видов в составе донных сообществ водоема-донора и водоема-реципиента. Так, выявлено, что максимальная длина тела моллюска D. r. bugensis в Саратовском водохранилище в 1,6 раза (P=0,004) превышает максимальные размеры тела особей из Днепро-Бугского лимана.

Ключевые слова: виды-вселенцы, консорции, Куйбышевское водохранилище, моллюски, Саратовское водохранилище


Стр. 64-71 / Материалы для водоподготовки

Митракова Т.Н. аспирант кафедры химии, ФГБОУ ВПО Курский государственный университет
Лозинская Е.Ф. кандидат химических наук, доцент кафедры химии, ФГБОУ ВПО Курский государственный университет
Миронов С.Ю. кандидат биологических наук, доцент кафедры общей биологии и экологии, ФГБОУ ВО Курский государственный университет

Оценка эффективности применения и экологической опасности природных материалов в сорбционной очистке воды от ионов меди (II)

В предыдущих работах по результатам изучения термодинамики и кинетики процесса установлено, что опока и мергель являются наиболее перспективными сорбентами по отношению к ионам меди (II). Указанные материалы наиболее целесообразно применять на заключительной стадии сорбционной доочистки для загрузки намывных фильтров. По результатам биотестирования водной вытяжки отхода с применением двух тест-объектов из разных систематических групп (одноклеточной зеленой водоросли Chlorella vulgaris Beijer и инфузории Paramecium caudatum) отработанные сорбенты относятся к отходам III класса опасности, поэтому их утилизация возможна в качестве наполнителя вяжущего при производстве сухих строительных смесей. На основании определения ориентировочного водно-миграционного показателя в водной и буферной (рН 4,8) вытяжках показана экологическая безопасность отвержденной строительной смеси для окружающей среды и здоровья человека. Изучаемые строительные материалы не представляют серьёзной опасности для поверхностных и грунтовых вод (ориентировочный водно-миграционный показатель (ОВМПв) 3), а при попадании в почву будут оказывать вредное воздействие средней степени (3-й класс опасности) на окружающую среду (ОВМПб в диапазоне >10–100).

Ключевые слова: медь, природные сорбенты, сточные воды


Стр. 72-79 / Аналитические методы и системы контроля качества воды

Определение 224Ra и 226Ra в питьевых водах

Исследовано содержание природных изотопов радия 224Ra и 226Ra в различных типах природных питьевых вод. Для выделения радия из природных вод разработана усовершенствованная методика анализа, включающая предварительное выделение радия гранулированным диоксидом титана с последующим приготовлением тонкого альфа-спектрометрического источника путем сорбции диском тонкослойного диоксида марганца (MnO2–ТАЦ). Показано, что время сорбции радия на MnO2–ТАЦ должно составлять 1 сут, при этом достигается степень сорбции порядка 75 %; при более длительном контакте пленки MnO2–ТАЦ с раствором степень сорбции увеличивается до 85 %, но качество получаемого альфа-спектра ухудшается за счет диффузии радия внутрь пленки и увеличения толщины источника. Проанализировано 24 пробы минеральных вод, а также 4 пробы воды из родников и 4 пробы воды из скважин в окрестностях г. Екатеринбурга. Результаты анализа показали, что для минеральных вод характерна более высокая активность 226Ra (0,4–125 мБк/л), чем для пресных (0,5–29 мБк/л), при этом ни в одной пробе не был превышен уровень вмешательства (490 мБк/л). Активность 224Ra (наличие этого радионуклида в водах однозначно говорит о присутствии в воде и его материнского радионуклида 228Th) в пресных водах составила от 0,5 до 20 мБк/л, что также меньше уровня вмешательства.

Ключевые слова: диоксид марганца, питьевая вода, природные радионуклиды, радий, сорбция


Стр. 80-87 / Химия воды и водных растворов



Установлена принципиальная возможность, целесообразность и высокая эффективность флотационного извлечения катионных (хлорид додецилпиридиния) и неионогенных (Твины) поверхностно-активных веществ из их бинарных водных растворов с помощью флотореагентов (парафин, желатин). Введение в растворы ПАВ флотационного носителя – парафина, одновременно выполняющего функции адсорбента и собирателя, в количестве 0,5 мг на 1 мг ПАВ повышает степень флотационного извлечения хлорида додецилпиридиния из индивидуальных (на 20 %) и бинарных (на 8-17 %) растворов с Твинами. Оптимальное количество желатина, необходимое для максимального флотофлокуляционного извлечения Твина и хлорида додецилпиридиния из индивидуального раствора, составляет 0,5 мг на 1 мг Твина, 0,75 мг на 1 мг хлорида додецилпиридиния, а из бинарных растворов 1,5 мг на 1 мг ПАВ. Проведение флотосорбции или флотофлокуляции позволяет наиболее полно (почти на 100 %) извлечь хлорид додецилпиридиния и Твины из их бинарных водных растворов и избежать недостатков, присущих методу пенного фракционирования.


Стр. 80- 87 / Химия воды и водных растворов

Стрельцова Е.А. доктор химических наук, профессор кафедры физической и коллоидной химии химического факультета, Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова
Мазурик А.А. аспирант химического факультета, Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова
Менчук В.В. кандидат химических наук, доцент кафедры физической и коллоидной химии химического факультета, Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова

Флотационное извлечение катионных и неионогенных поверхностно-активных веществ из их бинарных водных растворов

Установлена принципиальная возможность, целесообразность и высокая эффективность флотационного извлечения катионных (хлорид додецилпиридиния) и неионогенных (Твины) поверхностно-активных веществ из их бинарных водных растворов с помощью флотореагентов (парафин, желатин). Введение в растворы ПАВ флотационного носителя – парафина, одновременно выполняющего функции адсорбента и собирателя, в количестве 0,5 мг на 1 мг ПАВ повышает степень флотационного извлечения хлорида додецилпиридиния из индивидуальных (на 20 %) и бинарных (на 8-17 %) растворов с Твинами. Оптимальное количество желатина, необходимое для максимального флотофлокуляционного извлечения Твина и хлорида додецилпиридиния из индивидуального раствора, составляет 0,5 мг на 1 мг Твина, 0,75 мг на 1 мг хлорида додецилпиридиния, а из бинарных растворов 1,5 мг на 1 мг ПАВ. Проведение флотосорбции или флотофлокуляции позволяет наиболее полно (почти на 100 %) извлечь хлорид додецилпиридиния и Твины из их бинарных водных растворов и избежать недостатков, присущих методу пенного фракционирования.

Ключевые слова: парафин, поверхностно-активное вещество, флотация, флотосорбция, флотофлокуляция


Стр. 88-93 / Short communications

Поклонов В.А. кандидат биологических наук, заведующий лабораторией водоподготовки и водоочистки, НОУ ВПО Международный независимый эколого-политологический университет

Токсическое воздействие органических ксенобиотиков на три вида высших водных растений

По данным Российского регистра потенциально опасных химических и биологических веществ, в Российской Федерации производится и применяется порядка 2600 веществ, из них около 1700 соединений имеют утвержденные предельно-допустимые концентрации в различных средах. Более половины из этих веществ — органические соединения. В литературе недостаточно информации о воздействии на водные экосистемы таких веществ как нитробензол, этилбензол, анилин, ксилол, стирол, которые являются ксенбиотиками. Эти соединения являются приоритетными при экологическом и гидробиологическом мониторинге. Поэтому необходимо изучение воздействия органических загрязняющих веществ на растения, в том числе и водные. Для понимания токсического воздействия на водные макрофиты нитробензола, этилбензола, анилина, ксилола, стирола в водных объектах использовались экспериментальные микрокосмы. Дана оценка фитотоксичности пяти видов органических ксенобиотиков при воздействии на три вида макрофитов Ceratophyllum demersum (Роголистник темно-зеленый), Elodea canadensis (Элодея канадская), Chara fragilis (Хара ломкая). Впервые получены данные о фитотоксичности пяти опасных органических ксенобиотиков: нитробензол, этилбензол, анилин, ксилол, стирол. При помощи проведенных опытов получена информация о токсичности, которая может быть внесена в паспорт данных веществ. Изложенные данные проведенных экспериментов подтверждают и расширяют сведения о фиторемедиационном потенциале Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis, которые могут быть использованы на практике для разработки новых экотехнологий с целью снижения опасности комплексного загрязнения водной среды, что входит в число приоритетов современной экологии.

Ключевые слова: водные макрофиты, водные микрокосмы, органические ксенобиотики, предельно допустимая концентрация, фитотоксичность