Экологические индикаторы качества сточных вод очистных сооружений - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Специальность 03.02.08 - экология (биология) Диссертация выполнена на кафедре водных и наземных экосистем Института фундаментальной биологии и биотехнологии ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» и филиале ФГУ «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Сибирскому Федеральному Округу» - ЦЛАТИ по Красноярскому краю.Для оценки уровня загрязненности сточной воды токсичными веществами в России, Украине, Чехословакии, США, Германии, Польше наряду с количественным химическим анализом используется биотестирование, которое следует рассматривать как проведение комплексного анализа сточной воды. В данной работе было выбрано два оформленных выпуска сточных вод очистных сооружений, поступающих в бассейн р. Выбор выпусков очистных сооружений объясняется их специфичностью по загрязняющим веществам и эффектом их действия на водные объекты, различной ответной реакцией тест-организмов, и немало важный момент - доступность их параллельного исследования по химическим и биологическим показателям. Провести сравнительный анализ информативности химических и биологических индикаторов в оценке качества сточных вод очистных сооружений. Предложенная система интегральной оценки качества сточных вод по химическим (индекс загрязнения вод, коэффициент комплексности загрязнения вод, химическое потребление кислорода, биохимическое потребление кислорода) и биологическим (токсические эффекты по тест-объектам Chlorella vulgaris и Ceriodaphnia affinis) индикаторам позволяет оперативно и адекватно выявить уровень экологической опасности воздействия выпуска сточных вод на водную экосистему.По опубликованным научным материалам проанализирована и обобщена роль биотестирования (как инструмента регистрации токсичности) в оценке качества вод.При определении острого токсического действия вычисляется среднее значение оптической плотности тест-культуры водоросли Chlorellavulgaris и рассчитывается относительное (в %) изменение величины оптической плотности для каждого разведения по сравнению с контролем. Показатель токсичности воды - достоверное снижение или увеличение величины оптической плотности культуры водоросли, выращиваемой в течение 22 часов на тестируемой воде по сравнению с ее ростом на контрольной среде, приготовленной на дистиллированной воде. Критерием токсичности воды является снижение средней величины оптической плотности по сравнению с контрольным вариантом на 20% и более в случае подавления (приводится со знаком " ") роста тест-культуры или ее повышение на 30% и более (стимуляция ростовых процессов приводится со знаком "-"). Красноярска по тест-объекту Chlorellavulgaris были взяты 7 вариантов разбавлений: 1 вариант - проба без разбавления; 2 вариант - разбавлена в 2 раза; 3 вариант - в 4 раза; 4 вариант - в 10 раз; 5 вариант - в 20 раз; 6 вариант - в 100 раз; 7 вариант - в 200 раз. В экспериментах с рачком Ceriodaphniaaffinis (ФР.1.39.2007.03221) острые (48 час.) и хронические (7 сут.) токсические эффекты оценивались по двум показателям - выживаемость и темп отрождения молоди в пересчете на одну исходную самку; критерий токсичности - 50% порог гибели рачков в острых экспериментах, 20% гибель рачков и достоверное отличие опытных значений темпа отрождения молоди от контрольных в хронических вариантах экспериментов.У большинства проб (2007 год - 83 % проб, 2008 год - 75 % проб, 2009 год - 75 % проб) при оценке токсичности проявилась определенная закономерность в реакциях водоросли: при анализе проб сточной воды без разбавления отмечалась стимуляция роста тест-объекта, но острое токсическое действие не проявлялось (отклонение оптической плотности в опыте от контроля в среднем-18 % при пороге токсичности-30 %, т.е. порог не достигнут). Отклонение оптической плотности биотеста в опыте от контроля в среднем составляло: 2-кратное разбавление-(-69 %); 4-кратное разбавление - (-58 %);10-кратное разбавление - (-41 %);20-кратноеразбавление - (-19%), острое токсическое действие анализируемого образца сточных вод на биотест отсутствует, так как не достигнут порог токсичности (-30%); 100-кратное разбавление - (-12%); 200-кратное разбавление - (-8%). Проявился эффект инверсной токсичности - это изменение обычного порядка, т.е. по мере разбавления пробы токсичность должна снижаться, а в сточных водах ОСС в натуральной пробе не проявляется токсический эффект, а в пробе, разбавленной в два, четыре и десять раз фиксируется острое токсическое действие анализируемой сточной воды на тест-объект Chlorellavulgaris, проявляющееся в стимуляции роста водоросли. Эти сточные воды относились к III классу качества вод - умеренно загрязненные; по степени токсичности воды - слаботоксичные. 3.2.2 Оценка токсичности сточных вод по биотесту Chlorellavulgaris.По динамике оптических характеристик зеленой водоросли Chlorellavulgaris сточные воды ЛОС оказывали острое токсическое действие на протяжении всего периода исследований, стимулируя темп роста тест-куль