Химические загрязнители экотопов рек Ульяновской области с разным уровнем антропогенной нагрузки
ART 85487
Авторы:
О.
М. Голенева, Е.
М. Романова
О.
М. Голенева, Е.
М. Романова Библиографическое описание статьи для цитирования:
Голенева
О.
М.,
Романова
Е.
М. Химические загрязнители экотопов рек Ульяновской области с разным уровнем антропогенной нагрузки // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2015. – Т. 13. – С.
2431–2435. – URL:
http://e-koncept.ru/2015/85487.htm.
Аннотация. В ходе нашей работы были проведены исследования по содержанию загрязняющих веществ в разных экотопах Ульяновской области. Нами было установлено, что в целом экотопы реки Сельдь и реки Урень загрязнены и тяжелыми металлами, и органическими веществами, однако экосистема реки Сельдь по комплексу показателей относится к категории «грязных», а экосистема реки Урень – к категории «умеренно загрязненных».
Текст статьи
Голенева Ольга Михайловна, кандидат биологических наук, старший преподаватель ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина», г. Ульяновскklimina83@mail.ru
Романова Елена Михайловна, доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имениП.А. Столыпина», г.Ульяновскvvremr@yandex.ru
Химические загрязнители экотопов рек Ульяновской области
с разным уровнем антропогенной нагрузки
Аннотация.В ходе нашей работы были проведены исследований по содержанию загрязняющих веществ в разных экотопах Ульяновской области. Нами было установлено, что в целом экотопы реки Сельдь и реки Урень загрязнены и тяжелыми металлами,и органическими веществами, однако экосистема реки Сельдь по комплексу показателей относится к категории «грязных», а экосистема реки Урень –к категории «умереннозагрязненных».Ключевые слова: водоем, загрязняющие вещества, экотоп, тяжелые металлы, органические вещества.
Введение.Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют поразному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды)[48]. Цель работы: обследовать водоемы в разных агроклиматических зонах Ульяновской области для выявления степени загрязнения.Задачи: дать количественную оценку, по содержанию загрязняющего вещества в разных экотопах, и определить степень их влияния на водную экосистемуМатериалы и методы исследования. Исследования проводили в период с марта по ноябрь на реке Сельдь (Сельда) и реке Урень Ульяновской области. В ходе исследований проводился химический анализ проб воды из экотопов №3 и №4 реки Сельдь, расположенных в черте городаУльяновска (№4) и на входе реки в город (№3), и реки Урень №1 и №2, №1 располагался на входе в поселок Чердаклинского района, №2 –в черте поселка. Исследовалось содержание тяжелых металлов и нефтепродуктов, так как эти показатели в настоящее время считаются одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод (табл.1).
Таблица 1.Содержание загрязняющих веществ в воде (мг/дм3)
Наименование водного объектаЗагрязняющие веществаБПК5
Азот нитритныйСвинецМедьКадмийЖелезо общееНикельЛетучие фенолыХромЦинк
НефтепродуктыХПК
Критерии ПДК, мг/дм320,020,030,0010,0010,10,10,0010,020,010,0515р. УреньЭкотоп №1 на входе в р.п.1,29
0,0650,00110,0020,180,130,002
0,0230,00490,04
14,2
Экотоп №2 в пределах р.п.1,61
0,1000,00230,00360,070,2100,0020,0260,00270,04
18,6
р. Сельдь1,77
0,190,00110,00590,090,2410,0020,0380,00660,0414,7Экотоп №3 на входе в городЭкотоп №4 в черте города2,41
0,150,00270,00510,060,3000,0030,0330,00440,06
18,1
Результаты исследований. Тяжелые металлы относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединений тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Медь
один из важнейших микроэлементов. Физиологическая активность меди связана главным образом с включением ее в состав активных центровокислительновосстановительных ферментов. В природных водах наиболее часто встречаются соединения Cu(II). При наличии в водной среде лигандов, наряду с равновесием диссоциации гидроксида, необходимо учитывать образование различных комплексных форм, находящихся в равновесии с акваионами металла [6].Основным источником поступления меди в природные воды являются сточные воды предприятий химической, металлургической промышленности, шахтные воды, альдегидные реагенты, используемые для уничтожения водорослей. [2].По результатам наших исследований, содержание медив пробах воды рек Урень и Сельдь составило в экотопе №1 реки Урень –0,0011 мг/дм3, №2 0,0023 мг/дм3 , в экотопе №3 реки Сельдь в пробах, взятых на входе реки в город, –0,0011мг/дм3, в экотопе №4 в пробах, взятых в черте города 0,0027 мг/дм3, что соответствует нормам ПДКв0,1 мг/дм3в воде водоемов санитарнобытового водопользования (лимитирующий признак вредности –общесанитарный) и значительно превышает ПДКвр(0,001мг/дм3) для водоемов рыбохозяйственного пользования. На реке Урень в биотопе №1, на входе реки в поселок, содержание меди составило 1,1 ПДК. В биотопе №2, в черте поселка, уровень меди составил 2,3 ПДК. На реке Сельдь в биотопе №3 уровень меди составил 1,1 ПДК. В биотопе №4, в городскойчерте –2,7 ПДК (табл.1, рис.1).
Рис. 1. Содержание меди в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Железо.Главными источниками соединений железа в поверхностных водах являются процессы химического выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворением. В процессе взаимодействия с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами образуется сложный комплекс соединений железа, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками [1].Являясь биологически активным элементом, железо в определенной степени влияет на интенсивность развития фитопланктона и качественный состав микрофлоры в водоеме. Концентрация железа подвержена заметным сезонным колебаниям. Обычно в водоемах с высокой биологической продуктивностью в период летней и зимней стагнации заметно увеличение концентрации железа в придонных слоях воды. Осенневесеннее перемешивание водных масс (гомотермия) сопровождается окислением Fe(II) в Fе(III) и выпадением последнего в виде Fe(OH)3[3]. Содержание железа в воде выше 12 мг Fe /дм3значительно ухудшает органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус, и делает воду малопригодной для использования. ПДКвжелеза составляет 0,3 мг Fe/дм3(лимитирующий показатель вредности органолептический), ПДКврдля железа –0,1 мг/дм3[7]. По результатам наших исследований содержание общего железа в пробах воды из экотопов рек Сельдь и Урень составило: в экотопе №1 реки Урень –0,06мг/дм3, №2 –0,07мг/дм3. В экотопах №3 и №4 реки Сельдь –0,09мг/дм3 и 0,18 мг/дм3соответственно (табл.1, рис.2).
Рис.2. Содержание общего железа в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Цинк попадает в природные воды в результате протекающих в природе процессов разрушения и растворения горных пород и минералов (сфалерит, цинкит, госларит, смитсонит, каламин), а также со сточными водами рудообогатительных фабрик и гальванических цехов, производств пергаментной бумаги, минеральных красок, вискозного волокна и др. [8].В воде цинк существует главным образом в ионной форме или в форме минеральных и органических комплексов. Иногда встречается в нерастворимых формах: в виде гидроксида, карбоната, сульфида и др. В речных водах концентрация цинка обычно колеблется от 3 до 120 мкг/дм3[7]. Предельно допустимая концентрация цинка (ПДКв) 1 мг/дм3(лимитирующий показатель вредности —органолептический), ПДКврZn2+
0,01 мг/дм3(лимитирующий признак вредности —токсикологический) (Сборник сан.гиг. нормативов…, 1991). Во всех экотопах рек Сельдь и Урень содержание цинка не превышало ПДКви ПДКвр. Наибольшее содержание цинка было выявлено в экотопах №3 и №4 реки Сельдь, где его концентрация составляла 0,0066 мг/дм3и 0,0044 мг/дм3. В экотопах №1 и №2 реки Урень содержание цинка составляло 0,0049 мг/дм3 и 0,0027 мг/дм3 соответственно (табл.1, рис.3).
Рис. 3. Содержание цинка в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Свинец.По результатам проведенных исследований, содержание свинца превышало ПДКв(0,03 мг/дм3) во всех исследованных экотопах. В экотопе №1 превышение составило 2,2 ПДКв, в экотопе №2 –3,3 ПДКв, в экотопе №3 –6,3 ПДКв, в экотопе №4 5 ПДКв(рис. 4). Согласно полученным результатам, содержание свинца в экотопах реки Сельдь было выше по сравнению с экотопами реки Урень.Для водоемов хозяйственнопитьевого назначения предельно допустимая концентрация свинца в воде составляет 0,3 мг/дм3, а для водоемов рыбохозяйственного водопользования 0,01 мг/дм3. Реки Сельдь и Урень относятся к категории рыбохозяйственных.Естественными факторами поступления свинца в воду являются процессы растворения эндогенных (галенит) и экзогенных (англезит, церуссит и др.) минералов [6]. Существенный вклад в содержание свинца в водных экосистемах вносят антропогенные источники поступления: ливневые стоки с городских территорий, промышленные сточные воды, особенно химического производства. Значительное повышение содержания свинца в поверхностных водах связано со сжиганием углей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе [4].
Рис.4. Содержание свинца в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Основными источниками поступления свинца в реку Сельдь и реку Урень являются городские ливневые и канализационные стоки, автотранспорт и сточные воды предприятий машиностроения [3].Кадмий. Содержание кадмия в воде исследуемых экотопов было следующим: в экотопе №1 –0,0021±0,0002 мг/дм3, в экотопе №2 –0,0036±0,0003 мг/дм3, в экотопе №3 –0,0059±0,0002 мг/дм3, в экотопе №4 –0,0051±0,0002 мг/дм3. В экотопах реки Сельдь содержание кадмия в воде многократно превышало ПДКв(0,001 мг/дм3) (рис. 5). Наиболее высокий уровень кадмия 5,9 ПДКви 5,1 ПДКвсоответственно был выявлен в экотопах №3 и №4. В экотопах №1 и № 2 реки Урень содержание кадмия составило соответственно 2,1 ПДКви 3,6 ПДКв.
Рис. 5. Содержание кадмия в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Соединения кадмия являются канцерогенными и обладают иммунотоксическими действиями [1]. Хроническая экспозиция кадмия вызывает постепенное истощение металлотинеоновой системы и специфическое повреждение генов. Кадмий также выступает антагонистом селена и цинка, которые оказывают стимулирующее действие на клеточный и гуморальный иммунитет [5]. В природные воды кадмий поступает при выщелачивании полиметаллических и медных руд [5]. Соединения кадмия выносятся в поверхностные воды со сточными водами свинцовоцинковых заводов, рудообогатительныхфабрик, химических предприятий, гальванического производства, а также с шахтными водами. Понижение концентрации растворенных соединений кадмия происходит за счет процессов сорбции, выпадения в осадок гидроксида и карбоната кадмия и потребления их водными организмами. Применительно к Ульяновской области, повышенное содержание кадмия в воде может быть вызвано процессами выщелачивания почв [7]. Свой вклад в загрязнение вод тяжелыми металлами, в том числе и кадмием, в Ульяновске и области вносят городские ливневые и канализационные стоки, отстойники кожевенного комбината, предприятия энергетики. Отмечается, что ливневые стоки правобережной части города и ряда предприятий без очистки отводятся в реку Свияга.Никель ПДКв(0,1 мг/дм3) и ПДКвр(0,01 мг/дм3).Результаты исследования содержания никеля в водотоках показали, что уровень этого элемента превышен во всех экотопах. В экотопе №1 –в 1,2, в экотопе №2 –в 2,3, в экотопе №3 –в 2,4, в экотопе №4 –в 3 раза (рис. 6). В экотопах реки Сельдь превышение выражено значительно сильнее, чем в экотопах реки Урень.
Рис. 6. Содержание никеля в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Свободные ионы никеля обладают мутагенными, канцерогенными и токсическими свойствами [8]. Как и другие тяжелые металлы, он способен реагировать с биологически важными молекулами, включая белки и ДНК. Присутствие никеля в воде обусловлено, прежде всего, составом пород, через которые она проходит. Повышенное содержание обнаруживается в местах месторождений сульфидных медноникелевых руд. В водуникель попадает из почв и из растительных и животных организмов при их распаде. Согласно данным ежегодного государственного мониторинга водных объектов Ульяновской области, источниками поступления никеля в реки Сельдь и Урень являются сточные воды предприятий энергетики, машиностроения, приборостроения и городские ливневые канализационные стоки [5].Хром ПДКвр
0,02 мг/дм3, ПДКв
0,05 мг/дм3.Результаты исследования содержания хрома в пробах воды из экотопов реки Сельдь показали, что уровень хрома составлял 0,038±0,002 мг/дм3и 0,033± 0,002 мг/дм3в экотопах №3 и №4. В реке Урень содержание хрома в воде экотопов №1 и №2 составляло 0,023±0,001 мг/дм3и 0,026±0,002 мг/дм3соответственно, результаты приведены на рис. 7. Уровень хрома во всех экотопах, кроме №1, был повышен (для ПДКвр)в 1,31,9 раза. Превышения ПДКв (0,05 мг/дм3) не наблюдалось.
Рис. 7. Содержание хрома в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Хром является необходимым элементом в метаболизме высших растений и животных. В очень больших дозах такие соединения, как хроматы и бихроматы, являются токсичными [7]. В поверхностные воды соединения трехи шестивалентного хрома попадают в результате выщелачивания из пород (хромит, крокоит, уваровит и др.). Понижение содержания ионов хрома может наблюдаться в результате потребления их водными организмами и процессов адсорбции [3]. Таким образом, исследование содержания тяжелых металлов в воде рек Урень и Сельдь выявило, что в целом содержание таких элементов как свинец, кадмий, медь, никель и хром, превышало ПДК. Наблюдалась явная тенденция увеличения содержания тяжелых металлов в городских экотопах, по сравнению с пригородными, что связано с влиянием антропогенных источников загрязнения, локализованных преимущественно в черте города. Летучие фенолы.ПДК по летучим фенолам составляет 0,001 мг/дм3. В экотопах реки Урень №1 и №2 ситуация существенно отличалась: в экотопе №1 содержание летучих фенолов было в пределах нормы, а в экотопе №2 составляло 2,0 ПДК. В экотопах реки Сельдь содержание летучих фенолов везде превышало ПДК. В экотопе №3 содержание летучих фенолов было на уровне 2 ПДК, а в экотопе №4 –3 ПДК (табл.1, рис.8).
Рис.8. Содержание летучих фенолов в воде экотопов рек Сельдь и Урень
В поверхностных водах фенолы могут находиться в растворенном состоянии в виде фенолятов, фенолятионов и свободных фенолов. Фенолы в водах могут вступать в реакции конденсации и полимеризации, образуя сложные гумусоподобные и другие довольно устойчивые соединения. В условиях природных водоемов процессы адсорбции фенолов донными отложениями и взвесями играют незначительную роль [2].
Превышение естественного фона может служить указанием на загрязнение водоемов. В загрязненных фенолами природных водах содержание их может достигатьдесятков и даже сотен мкг/дм3. Спуск в водоемы и водотоки фенольных вод резко ухудшает их общее санитарное состояние, оказывая влияние на живые организмы не только своей токсичностью, но и значительным изменением режима биогенных элементов и растворенных газов (кислорода, углекислого газа) [1].Азот нитритный. ПДК –0,02 мг/дм3для объектов хозяйственнопитьевого назначения. Повышение концентрации азота нитритного обычно указывает на свежее загрязнение. Нитриты представляют собой промежуточную ступень в цепи бактериальных процессов окисления аммония до нитратов (нитрификация —только в аэробных условиях) и, напротив, восстановления нитратов до азота и аммиака (денитрификация —при недостатке кислорода). Сезонные колебания содержания нитритов характеризуются отсутствием их зимой и появлением весной. Наибольшая концентрация наблюдается в конце лета. Осенью концентрация нитритов уменьшается [4].В экотопах рек Урень и Сельдь азота нитритного обнаружено не было (табл. 1).БПК5. Степень загрязнения воды органическими соединениями определяют как количество кислорода, необходимое для их окисления микроорганизмами в аэробных условиях. Биохимическое окисление различных веществ происходит с различной скоростью. [5]. В поверхностных водах величины БПК5изменяются обычно в пределах 0,54 мг O2/дм3и подвержены сезонным и суточным колебаниям.Сезонные изменения зависят в основном от изменения температуры и от исходной концентрации растворенного кислорода. Влияние температуры сказывается через ее воздействие на скорость процесса потребления, которая увеличивается в 23 раза при повышении температуры на 10oC. [7].Суточные колебания величин БПК5также зависят от исходной концентрации растворенного кислорода, которая может в течение суток изменяться на 2,5 мг/дм3в зависимости от соотношения интенсивности процессов его продуцирования и потребления. Весьма значительны изменения величин БПК5в зависимости от степени загрязненности водоемов [6]. Проведенный химический анализ по интегральному показателю качества воды –БПК5, показал, что загрязнение воды в экотопах рек Урень и Сельдь было выше в экосистеме реки Сельдь. В экотопе №1 БПК5составил 1,29 мг O2/дм3, в экотопе №2 –1,61 мг O2/дм3. В экотопе №3 содержание БПК51,77 мг O2/дм3, а в экотопе №4 –2,41 мг O2/дм3. В экотопе №4 реки Сельдь в черте города БПК5 составил 1,2 ПДК, а в экотопах реки Урень –0,7 ПДК (рис.9).
Рис. 9. Содержание БПК5в воде экотопов рек Сельдь и Урень
По показателю БПК5 городской экотоп реки Сельдь относится к категории «грязных», а экотопы реки Урень классифицируются как «умеренно загрязненные».Нефтепродукты.ПДК для рыбохозяйственных водоемов –0,05 мг/дм3, для водоемов общесанитарного пользования –0,3 мг/дм3.На следующем этапе проводились химические исследования воды экотопов №1 №4 на содержание нефтепродуктов. Было установлено, что содержание нефтепродуктов в городском экотопе реки Сельдь составило 1,2 ПДК. В остальных экотопах содержание не превышало ПДК (табл. 1, рис.10).
Рис. 10. Содержание нефтепродуктов в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих поверхностные воды. Нефть и продукты ее переработки представляют собой чрезвычайно сложную, непостоянную и разнообразную смесь веществ (низкои высокомолекулярные предельные, непредельные алифатические, нафтеновые, ароматические углеводороды, кислородные, азотистые, сернистые соединения, а также ненасыщенные гетероциклические соединения типа смол, асфальтенов, ангидридов, асфальтеновых кислот) [48].
Большие количества нефтепродуктов поступают в поверхностные воды при перевозке нефти водным путем, со сточными водами предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности, с хозяйственнобытовыми водами. Некоторые количества углеводородов поступают в воду в результате прижизненных выделений растительными и животными организмами, а также их посмертного разложения [6].
Неблагоприятное воздействие нефтепродуктов сказывается различными способами на организм человека, животный мир, водную растительность, физическое, химическое и биологическое состояние водоема. Входящие в состав нефтепродуктов низкомолекулярные алифатические, особенно ароматические углеводороды оказывают токсическое воздействие на организм. Нефтепродукты обволакивают оперение птиц, поверхность тела и органы других гидробионтов, вызывая заболевания и гибель. В присутствии нефтепродуктов вода приобретает специфический вкус и запах, изменяется ее цвет, рН среды, ухудшается газообмен с атмосферой [2]. ХПК.Присутствующие в воде органические соединения могут претерпевать не только аэробное биохимическое окисление в результате жизнедеятельности бактерий, используемое при определении БПК. При наличии в пробе воды сильных окислителей и соответствующих условий протекают химические реакции окисления органических веществ, причем характеристикой процесса химического окисления, а также мерой содержания в пробе органических веществ является потребление в реакции кислорода, химически связанного в окислителях. Показатель, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ по количеству израсходованного на окисление химически связанного кислорода, называется химическим потреблением кислорода (ХПК). Являясь интегральным (суммарным) показателем, ХПК в настоящее время считается одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод. Этот показатель в том или ином варианте используется повсеместно при контроле качества природных вод, исследовании сточных вод и др. Результаты определенияокисляемости выражаются в мг потребленного кислорода на 1 л воды (мг О/дм3) [4].Однако не все органические вещества в равной степени участвуют в реакции химического окисления. Всегда существует разница между теоретически возможным и практически достигаемым значениями ХПК. Теоретическим значением ХПК (ХПКтеор) называют количество кислорода (или окислителя в пересчете на кислород) в мг/дм3, необходимое для полного окисления содержащихся в пробе органических веществ, т.е. всех способных окисляться элементов из состава органического соединения. При таком окислении углерод теоретически количественно окисляется до CO2, а сера и фосфор (если они присутствуют в соединении) –до SO3и P2O5. Азот превращается в аммонийную соль; кислород, входивший в состав окисляемых органических молекул, является «строительным материалом» для образующихся продуктов окисления, а водород переходит в структуру воды или аммонийной соли [7].Практически используемые методы определения ХПК дают результаты, близкие к ХПКтеор, но всегда отклоняющиеся в ту или иную сторону. При наличии трудно окисляющихся органических веществ их окисление за время реакции проходит неполностью, и это приводит к занижению результата. В то же время, при наличии в пробе неорганических восстановителей, также потребляющих кислород на собственное окисление, результат получается завышенный. Совместное действие обоих факторов и вызывает отклонение реального ХПК от ХПКтеор[5].Таким образом, окисляемость, или ХПК, характеризует общее количество содержащихся в воде восстановителей (органических и неорганических), реагирующих с сильными окислителями. В качестве таких окислителей обычно используют бихромати перманганатанионы, и соответственно называются основные методы определения ХПК –бихроматный и перманганатный [48].По результатам проведенных исследований, содержание ХПК, показывающее количество кислорода, потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ под действием окислителей (ГОСТ 1740372), превышало норматив в трех экотопах. Норматив ХПК для водоемов и водотоков в местах хозяйственнопитьевого водопользования не более 15 мг О2/дм3. В экотопе №1 реки Урень ХПК не превышал ПДК и составлял 14,2 мг/дм3. В экотопе №2 реки Урень ХПК не превышал норматив и составлял 14,7 мг/дм3. В экотопах реки Сельдь в черте города ХПК составил 18,1 мг/дм3, что превышало ПДК в 1,2 раза. За городской чертой ХПК превышал норматив в 1,2 раза и составлял 18,6 мг/дм3(рис. 11).
Рис.11.Содержание химического потребления кислорода в воде
экотопов рек Сельдь и Урень
По результатам наших исследований обобщая материал, было выявлено, что в целом экотопы реки Сельдь и реки Урень загрязнены и тяжелыми металлами, и органическими веществами, однако экосистема реки Сельдь по комплексу показателей относится к категории «грязных», а экосистема реки Урень –к категории «умереннозагрязненных». Следовательно, загрязнение водной среды обитания можно рассматривать как мощный фактор отбора, формирующий количество водных объектов и их видового разнообразия в этой измененной среде.
Ссылки на источники1.Климина О.М. Биоресурсы класса Hirudineaв зоне Среднего Поволжья, экологическая значимость и перспективы использования / Е.М. Романова, О.М. Климина // журнал «Известия Самарского научного центра РАН» Т 12. №1. –Самара, 2010. –С. 208211.2.Климина О.М. Пиявки как индикаторы загрязнения водных экосистем в Ульяновской области. / Е.М. Романова, О.М. Климина // Матлы междунар. научн.практ. конф. «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения», 2628 мая г. Ульяновск –Т. III. –Актуальные вопросы ветеринарной медицины, биологии и экологии. –Ульяновск: ГСХА, 2009.С.8084.3.Климина О.М. Распространение различных видов пиявок на территории Ульяновской области. /Е.М. Романова, О.М. Климина, Л.А. Козлова, М. Картовая // Матлы междунар. научн.практ. конф. «Актуальные вопросы аграрной науки и образования», посвященной 65летию Ульяновской ГСХА 2022 мая 2008. –Т. 3. Актуальные вопросы ветеринарной медицины, биологии и экологии. –Ульяновск, 2008. С.174179.4.Климина О.М. Роль пиявок (класса Hirudinea) в исследуемых водоемах Ульяновской области / Е.М. Романова, О.М. Климина // Матлы региональной студенч. научн. конференции «История и культура Поволжского села: традиции и современность» г. Ульяновск, 2930 октября 2009 С.161163.5.Климина О.М. Роль пиявок в биологическом механизме аккумуляции токсикантов / Е.М. Романова, О.М. Климина // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. №2 (9) –сентябрьноябрь Ульяновск: ФГОУ ВПО «УГСХА», 2009. С. 8588.6.Голенева О.М., Денисенко Д.А. Содержание тяжелых металлов в тканях пиявок, обитающих в среде с различной степенью антропогенной нагрузки / О.М. Голенева, Д.А. Денисенко.// Матлы Всероссийская студенческой научной конференции «В мире научных открытий» ФГБОУ ВПО УГСХА 2012 март. –C.118124.7.Голенева О.М., Романова Е.М., Шадыева Л.А. Влияние поллютантов на популяционные характеристики гирудофауны в Ульяновской области. / IVМеждународной научнопрактической конференции «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» 2224 ноября 2012 года –Ульяновск, 2012. –С. 1721758.Голенева О.М., Денисенко Д. Содержание тяжелых металлов в тканях пиявок, обитающих в среде с различной степенью антропогенной нагрузки. Материалы всероссийской студенческой научной конференции «В мире научных открытий» / Ульяновск, ГСХА им. П.А. Столыпина, 2012, т.II–С. 118123
Романова Елена Михайловна, доктор биологических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имениП.А. Столыпина», г.Ульяновскvvremr@yandex.ru
Химические загрязнители экотопов рек Ульяновской области
с разным уровнем антропогенной нагрузки
Аннотация.В ходе нашей работы были проведены исследований по содержанию загрязняющих веществ в разных экотопах Ульяновской области. Нами было установлено, что в целом экотопы реки Сельдь и реки Урень загрязнены и тяжелыми металлами,и органическими веществами, однако экосистема реки Сельдь по комплексу показателей относится к категории «грязных», а экосистема реки Урень –к категории «умереннозагрязненных».Ключевые слова: водоем, загрязняющие вещества, экотоп, тяжелые металлы, органические вещества.
Введение.Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют поразному, в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств воды за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды)[48]. Цель работы: обследовать водоемы в разных агроклиматических зонах Ульяновской области для выявления степени загрязнения.Задачи: дать количественную оценку, по содержанию загрязняющего вещества в разных экотопах, и определить степень их влияния на водную экосистемуМатериалы и методы исследования. Исследования проводили в период с марта по ноябрь на реке Сельдь (Сельда) и реке Урень Ульяновской области. В ходе исследований проводился химический анализ проб воды из экотопов №3 и №4 реки Сельдь, расположенных в черте городаУльяновска (№4) и на входе реки в город (№3), и реки Урень №1 и №2, №1 располагался на входе в поселок Чердаклинского района, №2 –в черте поселка. Исследовалось содержание тяжелых металлов и нефтепродуктов, так как эти показатели в настоящее время считаются одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод (табл.1).
Таблица 1.Содержание загрязняющих веществ в воде (мг/дм3)
Наименование водного объектаЗагрязняющие веществаБПК5
Азот нитритныйСвинецМедьКадмийЖелезо общееНикельЛетучие фенолыХромЦинк
НефтепродуктыХПК
Критерии ПДК, мг/дм320,020,030,0010,0010,10,10,0010,020,010,0515р. УреньЭкотоп №1 на входе в р.п.1,29
0,0650,00110,0020,180,130,002
0,0230,00490,04
14,2
Экотоп №2 в пределах р.п.1,61
0,1000,00230,00360,070,2100,0020,0260,00270,04
18,6
р. Сельдь1,77
0,190,00110,00590,090,2410,0020,0380,00660,0414,7Экотоп №3 на входе в городЭкотоп №4 в черте города2,41
0,150,00270,00510,060,3000,0030,0330,00440,06
18,1
Результаты исследований. Тяжелые металлы относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединений тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Медь
один из важнейших микроэлементов. Физиологическая активность меди связана главным образом с включением ее в состав активных центровокислительновосстановительных ферментов. В природных водах наиболее часто встречаются соединения Cu(II). При наличии в водной среде лигандов, наряду с равновесием диссоциации гидроксида, необходимо учитывать образование различных комплексных форм, находящихся в равновесии с акваионами металла [6].Основным источником поступления меди в природные воды являются сточные воды предприятий химической, металлургической промышленности, шахтные воды, альдегидные реагенты, используемые для уничтожения водорослей. [2].По результатам наших исследований, содержание медив пробах воды рек Урень и Сельдь составило в экотопе №1 реки Урень –0,0011 мг/дм3, №2 0,0023 мг/дм3 , в экотопе №3 реки Сельдь в пробах, взятых на входе реки в город, –0,0011мг/дм3, в экотопе №4 в пробах, взятых в черте города 0,0027 мг/дм3, что соответствует нормам ПДКв0,1 мг/дм3в воде водоемов санитарнобытового водопользования (лимитирующий признак вредности –общесанитарный) и значительно превышает ПДКвр(0,001мг/дм3) для водоемов рыбохозяйственного пользования. На реке Урень в биотопе №1, на входе реки в поселок, содержание меди составило 1,1 ПДК. В биотопе №2, в черте поселка, уровень меди составил 2,3 ПДК. На реке Сельдь в биотопе №3 уровень меди составил 1,1 ПДК. В биотопе №4, в городскойчерте –2,7 ПДК (табл.1, рис.1).
Рис. 1. Содержание меди в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Железо.Главными источниками соединений железа в поверхностных водах являются процессы химического выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворением. В процессе взаимодействия с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами образуется сложный комплекс соединений железа, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками [1].Являясь биологически активным элементом, железо в определенной степени влияет на интенсивность развития фитопланктона и качественный состав микрофлоры в водоеме. Концентрация железа подвержена заметным сезонным колебаниям. Обычно в водоемах с высокой биологической продуктивностью в период летней и зимней стагнации заметно увеличение концентрации железа в придонных слоях воды. Осенневесеннее перемешивание водных масс (гомотермия) сопровождается окислением Fe(II) в Fе(III) и выпадением последнего в виде Fe(OH)3[3]. Содержание железа в воде выше 12 мг Fe /дм3значительно ухудшает органолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус, и делает воду малопригодной для использования. ПДКвжелеза составляет 0,3 мг Fe/дм3(лимитирующий показатель вредности органолептический), ПДКврдля железа –0,1 мг/дм3[7]. По результатам наших исследований содержание общего железа в пробах воды из экотопов рек Сельдь и Урень составило: в экотопе №1 реки Урень –0,06мг/дм3, №2 –0,07мг/дм3. В экотопах №3 и №4 реки Сельдь –0,09мг/дм3 и 0,18 мг/дм3соответственно (табл.1, рис.2).
Рис.2. Содержание общего железа в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Цинк попадает в природные воды в результате протекающих в природе процессов разрушения и растворения горных пород и минералов (сфалерит, цинкит, госларит, смитсонит, каламин), а также со сточными водами рудообогатительных фабрик и гальванических цехов, производств пергаментной бумаги, минеральных красок, вискозного волокна и др. [8].В воде цинк существует главным образом в ионной форме или в форме минеральных и органических комплексов. Иногда встречается в нерастворимых формах: в виде гидроксида, карбоната, сульфида и др. В речных водах концентрация цинка обычно колеблется от 3 до 120 мкг/дм3[7]. Предельно допустимая концентрация цинка (ПДКв) 1 мг/дм3(лимитирующий показатель вредности —органолептический), ПДКврZn2+
0,01 мг/дм3(лимитирующий признак вредности —токсикологический) (Сборник сан.гиг. нормативов…, 1991). Во всех экотопах рек Сельдь и Урень содержание цинка не превышало ПДКви ПДКвр. Наибольшее содержание цинка было выявлено в экотопах №3 и №4 реки Сельдь, где его концентрация составляла 0,0066 мг/дм3и 0,0044 мг/дм3. В экотопах №1 и №2 реки Урень содержание цинка составляло 0,0049 мг/дм3 и 0,0027 мг/дм3 соответственно (табл.1, рис.3).
Рис. 3. Содержание цинка в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Свинец.По результатам проведенных исследований, содержание свинца превышало ПДКв(0,03 мг/дм3) во всех исследованных экотопах. В экотопе №1 превышение составило 2,2 ПДКв, в экотопе №2 –3,3 ПДКв, в экотопе №3 –6,3 ПДКв, в экотопе №4 5 ПДКв(рис. 4). Согласно полученным результатам, содержание свинца в экотопах реки Сельдь было выше по сравнению с экотопами реки Урень.Для водоемов хозяйственнопитьевого назначения предельно допустимая концентрация свинца в воде составляет 0,3 мг/дм3, а для водоемов рыбохозяйственного водопользования 0,01 мг/дм3. Реки Сельдь и Урень относятся к категории рыбохозяйственных.Естественными факторами поступления свинца в воду являются процессы растворения эндогенных (галенит) и экзогенных (англезит, церуссит и др.) минералов [6]. Существенный вклад в содержание свинца в водных экосистемах вносят антропогенные источники поступления: ливневые стоки с городских территорий, промышленные сточные воды, особенно химического производства. Значительное повышение содержания свинца в поверхностных водах связано со сжиганием углей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе [4].
Рис.4. Содержание свинца в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Основными источниками поступления свинца в реку Сельдь и реку Урень являются городские ливневые и канализационные стоки, автотранспорт и сточные воды предприятий машиностроения [3].Кадмий. Содержание кадмия в воде исследуемых экотопов было следующим: в экотопе №1 –0,0021±0,0002 мг/дм3, в экотопе №2 –0,0036±0,0003 мг/дм3, в экотопе №3 –0,0059±0,0002 мг/дм3, в экотопе №4 –0,0051±0,0002 мг/дм3. В экотопах реки Сельдь содержание кадмия в воде многократно превышало ПДКв(0,001 мг/дм3) (рис. 5). Наиболее высокий уровень кадмия 5,9 ПДКви 5,1 ПДКвсоответственно был выявлен в экотопах №3 и №4. В экотопах №1 и № 2 реки Урень содержание кадмия составило соответственно 2,1 ПДКви 3,6 ПДКв.
Рис. 5. Содержание кадмия в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Соединения кадмия являются канцерогенными и обладают иммунотоксическими действиями [1]. Хроническая экспозиция кадмия вызывает постепенное истощение металлотинеоновой системы и специфическое повреждение генов. Кадмий также выступает антагонистом селена и цинка, которые оказывают стимулирующее действие на клеточный и гуморальный иммунитет [5]. В природные воды кадмий поступает при выщелачивании полиметаллических и медных руд [5]. Соединения кадмия выносятся в поверхностные воды со сточными водами свинцовоцинковых заводов, рудообогатительныхфабрик, химических предприятий, гальванического производства, а также с шахтными водами. Понижение концентрации растворенных соединений кадмия происходит за счет процессов сорбции, выпадения в осадок гидроксида и карбоната кадмия и потребления их водными организмами. Применительно к Ульяновской области, повышенное содержание кадмия в воде может быть вызвано процессами выщелачивания почв [7]. Свой вклад в загрязнение вод тяжелыми металлами, в том числе и кадмием, в Ульяновске и области вносят городские ливневые и канализационные стоки, отстойники кожевенного комбината, предприятия энергетики. Отмечается, что ливневые стоки правобережной части города и ряда предприятий без очистки отводятся в реку Свияга.Никель ПДКв(0,1 мг/дм3) и ПДКвр(0,01 мг/дм3).Результаты исследования содержания никеля в водотоках показали, что уровень этого элемента превышен во всех экотопах. В экотопе №1 –в 1,2, в экотопе №2 –в 2,3, в экотопе №3 –в 2,4, в экотопе №4 –в 3 раза (рис. 6). В экотопах реки Сельдь превышение выражено значительно сильнее, чем в экотопах реки Урень.
Рис. 6. Содержание никеля в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Свободные ионы никеля обладают мутагенными, канцерогенными и токсическими свойствами [8]. Как и другие тяжелые металлы, он способен реагировать с биологически важными молекулами, включая белки и ДНК. Присутствие никеля в воде обусловлено, прежде всего, составом пород, через которые она проходит. Повышенное содержание обнаруживается в местах месторождений сульфидных медноникелевых руд. В водуникель попадает из почв и из растительных и животных организмов при их распаде. Согласно данным ежегодного государственного мониторинга водных объектов Ульяновской области, источниками поступления никеля в реки Сельдь и Урень являются сточные воды предприятий энергетики, машиностроения, приборостроения и городские ливневые канализационные стоки [5].Хром ПДКвр
0,02 мг/дм3, ПДКв
0,05 мг/дм3.Результаты исследования содержания хрома в пробах воды из экотопов реки Сельдь показали, что уровень хрома составлял 0,038±0,002 мг/дм3и 0,033± 0,002 мг/дм3в экотопах №3 и №4. В реке Урень содержание хрома в воде экотопов №1 и №2 составляло 0,023±0,001 мг/дм3и 0,026±0,002 мг/дм3соответственно, результаты приведены на рис. 7. Уровень хрома во всех экотопах, кроме №1, был повышен (для ПДКвр)в 1,31,9 раза. Превышения ПДКв (0,05 мг/дм3) не наблюдалось.
Рис. 7. Содержание хрома в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Хром является необходимым элементом в метаболизме высших растений и животных. В очень больших дозах такие соединения, как хроматы и бихроматы, являются токсичными [7]. В поверхностные воды соединения трехи шестивалентного хрома попадают в результате выщелачивания из пород (хромит, крокоит, уваровит и др.). Понижение содержания ионов хрома может наблюдаться в результате потребления их водными организмами и процессов адсорбции [3]. Таким образом, исследование содержания тяжелых металлов в воде рек Урень и Сельдь выявило, что в целом содержание таких элементов как свинец, кадмий, медь, никель и хром, превышало ПДК. Наблюдалась явная тенденция увеличения содержания тяжелых металлов в городских экотопах, по сравнению с пригородными, что связано с влиянием антропогенных источников загрязнения, локализованных преимущественно в черте города. Летучие фенолы.ПДК по летучим фенолам составляет 0,001 мг/дм3. В экотопах реки Урень №1 и №2 ситуация существенно отличалась: в экотопе №1 содержание летучих фенолов было в пределах нормы, а в экотопе №2 составляло 2,0 ПДК. В экотопах реки Сельдь содержание летучих фенолов везде превышало ПДК. В экотопе №3 содержание летучих фенолов было на уровне 2 ПДК, а в экотопе №4 –3 ПДК (табл.1, рис.8).
Рис.8. Содержание летучих фенолов в воде экотопов рек Сельдь и Урень
В поверхностных водах фенолы могут находиться в растворенном состоянии в виде фенолятов, фенолятионов и свободных фенолов. Фенолы в водах могут вступать в реакции конденсации и полимеризации, образуя сложные гумусоподобные и другие довольно устойчивые соединения. В условиях природных водоемов процессы адсорбции фенолов донными отложениями и взвесями играют незначительную роль [2].
Превышение естественного фона может служить указанием на загрязнение водоемов. В загрязненных фенолами природных водах содержание их может достигатьдесятков и даже сотен мкг/дм3. Спуск в водоемы и водотоки фенольных вод резко ухудшает их общее санитарное состояние, оказывая влияние на живые организмы не только своей токсичностью, но и значительным изменением режима биогенных элементов и растворенных газов (кислорода, углекислого газа) [1].Азот нитритный. ПДК –0,02 мг/дм3для объектов хозяйственнопитьевого назначения. Повышение концентрации азота нитритного обычно указывает на свежее загрязнение. Нитриты представляют собой промежуточную ступень в цепи бактериальных процессов окисления аммония до нитратов (нитрификация —только в аэробных условиях) и, напротив, восстановления нитратов до азота и аммиака (денитрификация —при недостатке кислорода). Сезонные колебания содержания нитритов характеризуются отсутствием их зимой и появлением весной. Наибольшая концентрация наблюдается в конце лета. Осенью концентрация нитритов уменьшается [4].В экотопах рек Урень и Сельдь азота нитритного обнаружено не было (табл. 1).БПК5. Степень загрязнения воды органическими соединениями определяют как количество кислорода, необходимое для их окисления микроорганизмами в аэробных условиях. Биохимическое окисление различных веществ происходит с различной скоростью. [5]. В поверхностных водах величины БПК5изменяются обычно в пределах 0,54 мг O2/дм3и подвержены сезонным и суточным колебаниям.Сезонные изменения зависят в основном от изменения температуры и от исходной концентрации растворенного кислорода. Влияние температуры сказывается через ее воздействие на скорость процесса потребления, которая увеличивается в 23 раза при повышении температуры на 10oC. [7].Суточные колебания величин БПК5также зависят от исходной концентрации растворенного кислорода, которая может в течение суток изменяться на 2,5 мг/дм3в зависимости от соотношения интенсивности процессов его продуцирования и потребления. Весьма значительны изменения величин БПК5в зависимости от степени загрязненности водоемов [6]. Проведенный химический анализ по интегральному показателю качества воды –БПК5, показал, что загрязнение воды в экотопах рек Урень и Сельдь было выше в экосистеме реки Сельдь. В экотопе №1 БПК5составил 1,29 мг O2/дм3, в экотопе №2 –1,61 мг O2/дм3. В экотопе №3 содержание БПК51,77 мг O2/дм3, а в экотопе №4 –2,41 мг O2/дм3. В экотопе №4 реки Сельдь в черте города БПК5 составил 1,2 ПДК, а в экотопах реки Урень –0,7 ПДК (рис.9).
Рис. 9. Содержание БПК5в воде экотопов рек Сельдь и Урень
По показателю БПК5 городской экотоп реки Сельдь относится к категории «грязных», а экотопы реки Урень классифицируются как «умеренно загрязненные».Нефтепродукты.ПДК для рыбохозяйственных водоемов –0,05 мг/дм3, для водоемов общесанитарного пользования –0,3 мг/дм3.На следующем этапе проводились химические исследования воды экотопов №1 №4 на содержание нефтепродуктов. Было установлено, что содержание нефтепродуктов в городском экотопе реки Сельдь составило 1,2 ПДК. В остальных экотопах содержание не превышало ПДК (табл. 1, рис.10).
Рис. 10. Содержание нефтепродуктов в воде экотопов рек Сельдь и Урень
Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих поверхностные воды. Нефть и продукты ее переработки представляют собой чрезвычайно сложную, непостоянную и разнообразную смесь веществ (низкои высокомолекулярные предельные, непредельные алифатические, нафтеновые, ароматические углеводороды, кислородные, азотистые, сернистые соединения, а также ненасыщенные гетероциклические соединения типа смол, асфальтенов, ангидридов, асфальтеновых кислот) [48].
Большие количества нефтепродуктов поступают в поверхностные воды при перевозке нефти водным путем, со сточными водами предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности, с хозяйственнобытовыми водами. Некоторые количества углеводородов поступают в воду в результате прижизненных выделений растительными и животными организмами, а также их посмертного разложения [6].
Неблагоприятное воздействие нефтепродуктов сказывается различными способами на организм человека, животный мир, водную растительность, физическое, химическое и биологическое состояние водоема. Входящие в состав нефтепродуктов низкомолекулярные алифатические, особенно ароматические углеводороды оказывают токсическое воздействие на организм. Нефтепродукты обволакивают оперение птиц, поверхность тела и органы других гидробионтов, вызывая заболевания и гибель. В присутствии нефтепродуктов вода приобретает специфический вкус и запах, изменяется ее цвет, рН среды, ухудшается газообмен с атмосферой [2]. ХПК.Присутствующие в воде органические соединения могут претерпевать не только аэробное биохимическое окисление в результате жизнедеятельности бактерий, используемое при определении БПК. При наличии в пробе воды сильных окислителей и соответствующих условий протекают химические реакции окисления органических веществ, причем характеристикой процесса химического окисления, а также мерой содержания в пробе органических веществ является потребление в реакции кислорода, химически связанного в окислителях. Показатель, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ по количеству израсходованного на окисление химически связанного кислорода, называется химическим потреблением кислорода (ХПК). Являясь интегральным (суммарным) показателем, ХПК в настоящее время считается одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод. Этот показатель в том или ином варианте используется повсеместно при контроле качества природных вод, исследовании сточных вод и др. Результаты определенияокисляемости выражаются в мг потребленного кислорода на 1 л воды (мг О/дм3) [4].Однако не все органические вещества в равной степени участвуют в реакции химического окисления. Всегда существует разница между теоретически возможным и практически достигаемым значениями ХПК. Теоретическим значением ХПК (ХПКтеор) называют количество кислорода (или окислителя в пересчете на кислород) в мг/дм3, необходимое для полного окисления содержащихся в пробе органических веществ, т.е. всех способных окисляться элементов из состава органического соединения. При таком окислении углерод теоретически количественно окисляется до CO2, а сера и фосфор (если они присутствуют в соединении) –до SO3и P2O5. Азот превращается в аммонийную соль; кислород, входивший в состав окисляемых органических молекул, является «строительным материалом» для образующихся продуктов окисления, а водород переходит в структуру воды или аммонийной соли [7].Практически используемые методы определения ХПК дают результаты, близкие к ХПКтеор, но всегда отклоняющиеся в ту или иную сторону. При наличии трудно окисляющихся органических веществ их окисление за время реакции проходит неполностью, и это приводит к занижению результата. В то же время, при наличии в пробе неорганических восстановителей, также потребляющих кислород на собственное окисление, результат получается завышенный. Совместное действие обоих факторов и вызывает отклонение реального ХПК от ХПКтеор[5].Таким образом, окисляемость, или ХПК, характеризует общее количество содержащихся в воде восстановителей (органических и неорганических), реагирующих с сильными окислителями. В качестве таких окислителей обычно используют бихромати перманганатанионы, и соответственно называются основные методы определения ХПК –бихроматный и перманганатный [48].По результатам проведенных исследований, содержание ХПК, показывающее количество кислорода, потребляемое при химическом окислении содержащихся в воде органических и неорганических веществ под действием окислителей (ГОСТ 1740372), превышало норматив в трех экотопах. Норматив ХПК для водоемов и водотоков в местах хозяйственнопитьевого водопользования не более 15 мг О2/дм3. В экотопе №1 реки Урень ХПК не превышал ПДК и составлял 14,2 мг/дм3. В экотопе №2 реки Урень ХПК не превышал норматив и составлял 14,7 мг/дм3. В экотопах реки Сельдь в черте города ХПК составил 18,1 мг/дм3, что превышало ПДК в 1,2 раза. За городской чертой ХПК превышал норматив в 1,2 раза и составлял 18,6 мг/дм3(рис. 11).
Рис.11.Содержание химического потребления кислорода в воде
экотопов рек Сельдь и Урень
По результатам наших исследований обобщая материал, было выявлено, что в целом экотопы реки Сельдь и реки Урень загрязнены и тяжелыми металлами, и органическими веществами, однако экосистема реки Сельдь по комплексу показателей относится к категории «грязных», а экосистема реки Урень –к категории «умереннозагрязненных». Следовательно, загрязнение водной среды обитания можно рассматривать как мощный фактор отбора, формирующий количество водных объектов и их видового разнообразия в этой измененной среде.
Ссылки на источники1.Климина О.М. Биоресурсы класса Hirudineaв зоне Среднего Поволжья, экологическая значимость и перспективы использования / Е.М. Романова, О.М. Климина // журнал «Известия Самарского научного центра РАН» Т 12. №1. –Самара, 2010. –С. 208211.2.Климина О.М. Пиявки как индикаторы загрязнения водных экосистем в Ульяновской области. / Е.М. Романова, О.М. Климина // Матлы междунар. научн.практ. конф. «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения», 2628 мая г. Ульяновск –Т. III. –Актуальные вопросы ветеринарной медицины, биологии и экологии. –Ульяновск: ГСХА, 2009.С.8084.3.Климина О.М. Распространение различных видов пиявок на территории Ульяновской области. /Е.М. Романова, О.М. Климина, Л.А. Козлова, М. Картовая // Матлы междунар. научн.практ. конф. «Актуальные вопросы аграрной науки и образования», посвященной 65летию Ульяновской ГСХА 2022 мая 2008. –Т. 3. Актуальные вопросы ветеринарной медицины, биологии и экологии. –Ульяновск, 2008. С.174179.4.Климина О.М. Роль пиявок (класса Hirudinea) в исследуемых водоемах Ульяновской области / Е.М. Романова, О.М. Климина // Матлы региональной студенч. научн. конференции «История и культура Поволжского села: традиции и современность» г. Ульяновск, 2930 октября 2009 С.161163.5.Климина О.М. Роль пиявок в биологическом механизме аккумуляции токсикантов / Е.М. Романова, О.М. Климина // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. №2 (9) –сентябрьноябрь Ульяновск: ФГОУ ВПО «УГСХА», 2009. С. 8588.6.Голенева О.М., Денисенко Д.А. Содержание тяжелых металлов в тканях пиявок, обитающих в среде с различной степенью антропогенной нагрузки / О.М. Голенева, Д.А. Денисенко.// Матлы Всероссийская студенческой научной конференции «В мире научных открытий» ФГБОУ ВПО УГСХА 2012 март. –C.118124.7.Голенева О.М., Романова Е.М., Шадыева Л.А. Влияние поллютантов на популяционные характеристики гирудофауны в Ульяновской области. / IVМеждународной научнопрактической конференции «Аграрная наука и образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения» 2224 ноября 2012 года –Ульяновск, 2012. –С. 1721758.Голенева О.М., Денисенко Д. Содержание тяжелых металлов в тканях пиявок, обитающих в среде с различной степенью антропогенной нагрузки. Материалы всероссийской студенческой научной конференции «В мире научных открытий» / Ульяновск, ГСХА им. П.А. Столыпина, 2012, т.II–С. 118123
