Изучение состояния внутренних водоемов урбанизированных территорий. Результаты гидрологических и гидрохимических исследований. Определение качества воды и факторов, влияющих на экологическое состояние водной среды. Оценка токсичности природных вод.
Аннотация к работе
Урбанизированные образования характеризуются интенсивным воздействием на окружающую среду не только в пределах селитебной территории, но и далеко за ее пределами, приводящим к нарушению экологического равновесия и возникновению ситуаций разной степени напряженности. Давно уже назрела необходимость в разработке серьезной комплексной программы стабилизации и улучшения состояния малых водотоков дельты Волги, в рамках которой возможно возрождение рыбных запасов, снижение антропогенной нагрузки, решение проблемы обеспечения питьевой водой - того, что в целом и является экологической безопасностью. Этим обстоятельством обусловлена актуальность геоэкологической оценки внутригородских водоемов с использованием современных ГИС технологий и разработки эффективных мероприятий по предупреждению и предотвращению поступления загрязняющих веществ в аквальные комплексы. Определение качества воды и факторов, влияющих на экологическое состояние водной среды; Теоретическая и методологическая основа исследований базируется на идеях и трудах ведущих ученых в области географии, геоэкологии, гидрологии и природопользования: Е.К.В результате проведенного входе выполнения диссертационного проекта анализа использующихся методологических приемов мониторинга было определено, что оптимальным способом оценки состояния внутригородских водных систем является синтез гидрохимических и гидробиологических методов исследования, наиболее объективно отражающих экологическую ситуацию. Мониторинговое обследование с использованием гармоничного сочетания методов биотестирования и гидрохимического анализа позволило определить основные параметры и природу загрязнения природных вод внутригородских водоемов. Таким образом, для получения объективной и оперативной оценки качества как сточных, так и природных вод, включая питьевые, с помощью методов биотестирования рекомендуется использовать комплексный подход, т.е. применить одновременно несколько методов с тест-организмами из различных групп гидробионтов. Основным принципом практического лабораторного биотестирования природных вод, явилось применение одновременно трех тест-организмов, представляющих разные трофические группы: водоросли (Scenedesmus quadricauda), дающие начало большинству пищевых цепей в водоеме; ракообразные (Daphnia magna Straus), один из основных фильтраторов и седиментаторов в пресных водоемах и представители ихтиофауны (Poecillia reticulata Peters). Исследования по функциональному состоянию (поведению) тест-объектов (ракообразные - Daphnia magna Straus, водоросли - Scenedesmus quadricauda, рыбы - Poecillia reticulata Peters) позволяют ранжировать воды по классам состояний (норма, риск, кризис, бедствие) и по существу дают интегральную оценку их качества, а также определяют возможность использования воды для питьевых и других, связанных с биотой целей.Интенсивный процесс урбанизации обусловил целый ряд экологических проблем, связанных с резким ухудшением качества вод аквальных комплексов городской среды. Эффективность решения задач рационального природопользования урбанизированных территорий в условиях техногенеза во многом зависит от полноты и достоверности используемой для этих целей информации о состоянии водных объектов. Особенность загрязнения городских водоемов состоит в том, что в городе на относительно небольшой территории сосредоточено значительное количество различных источников загрязнения (промышленные предприятия, транспорт, бытовые отходы), обуславливающие интенсивность и неоднородность состава загрязнений природных вод. Процессы урбанизации приводят к изменению гидрологического режима городских водоемов и водотоков, влияют на водный баланс, изменяют гидрохимический режим за счет сброса сточных вод: промышленных, хозяйственно-бытовых, ливневых, стоков со строительных площадок. Проведенный гидрохимический анализ показал, что содержание загрязняющих веществ в воде городских водоемов значительно превышает фоновые значения, в результате чего водная среда становится непригодной для обитания живых организмов.
План
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Вывод
Интенсивный процесс урбанизации обусловил целый ряд экологических проблем, связанных с резким ухудшением качества вод аквальных комплексов городской среды.
Эффективность решения задач рационального природопользования урбанизированных территорий в условиях техногенеза во многом зависит от полноты и достоверности используемой для этих целей информации о состоянии водных объектов.
1. Особенность загрязнения городских водоемов состоит в том, что в городе на относительно небольшой территории сосредоточено значительное количество различных источников загрязнения (промышленные предприятия, транспорт, бытовые отходы), обуславливающие интенсивность и неоднородность состава загрязнений природных вод.
Процессы урбанизации приводят к изменению гидрологического режима городских водоемов и водотоков, влияют на водный баланс, изменяют гидрохимический режим за счет сброса сточных вод: промышленных, хозяйственно-бытовых, ливневых, стоков со строительных площадок. Все это вызывает необходимость объективной оценки его современного состояния.
Проведенный гидрохимический анализ показал, что содержание загрязняющих веществ в воде городских водоемов значительно превышает фоновые значения, в результате чего водная среда становится непригодной для обитания живых организмов. Высокую токсичность среды подтверждают и результаты проведенного параллельно биотестирования.
Проделанная работа выявила крайне неблагополучную экологическую ситуацию, сложившуюся на территории Астрахани. Проведенная сравнительная характеристика содержания в водной среде всех внутригородских водоемов токсичных веществ выявила тенденцию обострения экологической обстановки во временном аспекте.
2. Проведенные исследования показали, что для природных водных систем важны не только количественные характеристики величин загрязнений, но также и качественные показатели, регистрирующие наличие токсичности вод природных водоемов. Тест-организмы весьма разнообразны, и неодинаково чувствительны к токсическому воздействию. Чувствительность к одному и тому же токсиканту у разных видов неодинакова; одни организмы более чувствительны к одним ядам, другие - к другим. Таким образом, для получения объективной и оперативной оценки качества как сточных, так и природных вод, включая питьевые, с помощью методов биотестирования рекомендуется использовать комплексный подход, т.е. применить одновременно несколько методов с тест-организмами из различных групп гидробионтов.
Результаты лабораторного биотестирования природных вод существенно дополняют и подтверждают данные гидрохимических анализов и дают возможность принимать обоснованные природоохранные решения.
В таких городах как Астрахань, где сосредоточена большая численность населения, промышленные предприятия и транспорт, возникает качественно новая техногенная среда обитания. Она характеризуется целым набором различного рода воздействий: высоким уровнем загрязнений, специфическим тепловым режимом, эффектами взаимодействия примесей, угнетением растительности, загрязнением водных источников. Все это приводит к необходимости проведения неотложных мероприятий по охране и восстановлению природных вод.
3. Комплексная оценка и экологический мониторинг природных вод внутригородских водоемов позволяют установить оптимальные нормы воздействия, необходимые для поддержания равновесного функционирования урбоэкосистем, а также критические пороги, позволяющие принимать своевременные решения для предупреждения кризисных ситуаций и катастроф экологического характера.
Полученные на основе исследований количественные оценки антропогенного воздействия на состояние водных объектов служат определяющим фактором обоснования выбора управленческого решения в системе рационального управления водными ресурсами урбанизированной территории. Использование геоинформационных и имитационных технологий для обработки больших объемов информации способствует повышению оперативности, обоснованности и эффективности управленческих мероприятий по регулированию антропогенного воздействия на водные объекты и восстановлению нарушенной среды обитания.
Результаты контроля состояния городского водоема, необходимо учитывать при проведении экологических экспертиз, взимании платы и штрафов за водные ресурсы и сброс загрязняющих веществ, а также при определении меры ответственности юридических или физических лиц, деятельность которых приводит к ущербу в результате изменения состояния водного объекта.
Для достижения эффективного контроля безопасности необходимо изменить схему взаимодействия систем мониторингового и входного контроля и схему взаимодействия методов внутри этих систем с комплексным использованием методов биологической оценки.
Список литературы
Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией: 1. Жижимова, Г.В. Экологическая оценка состояния внутренних водоемов города Астрахани / Г.В. Жижимова, Е.Г. Локтионова, Н.Х. Леднева // Проблемы региональной экологии. - 2009. - № 2. - С. 99-101.
Статьи, опубликованные в научных сборниках, журналах и материалах конференций: 2. Дедков, Ю.М. Изучение качества воды с использованием обобщенных показателей // Ю.М. Дедков, Е.Г. Локтионова, Г.В. Жижимова, Н.М. Бердеева // Мелиорация малых водотоков, нерестилищ дельты р. Волги и Волго-Ахтубинской поймы: мат-лы Междунар. науч. -практич. конф. (структурный проект "Чистые берега, чистая река"). - Астрахань: Изд-во ООО "ЦНТЭП", 2004. - С. 252-253.
3. Жижимова, Г.В. Определение качества воды водоемов г. Астрахани / Г.В. Жижимова, Е.Г. Локтионова // Эколого-биологические проблемы Бассейна Каспийского моря: мат-лы VII Междунар. науч. конф. (Астрахань, 13-14 октября 2004 г.). - Астрахань: ИД "Астраханский университет", 2004. - С. 130-131.
4. Дедков Ю.М. К вопросу изучения качества воды с использованием обобщенных показателей / Ю.М. Дедков, Е.Г. Локтионова, Г.В. Жижимова, Н.М. Бердеева // Научная мысль Кавказа. - 2005. - № 16, Приложение. - С. 166-171.
5. Жижимова, Г.В. Определение качества воды городских водоемов методом биотестирования / Г.В. Жижимова, Е.Г. Локтионова // Россия и Восток. Обучающее общество и социально-устойчивое развитие Каспийского региона: мат-лы III Междунар. науч. конф. (Астрахань, 21-22 апреля 2005 г.) / сост.: Н.В. Подвойская, Л.Я. Подвойский. - Астрахань: ИД "Астраханский университет", 2005. - Т. 3: Проблемы социально-устойчивого развития Каспийского региона. - С. 418-421.
6. Локтионова Е.Г. Определение качества воды дельты Волги с использованием обобщенных показателей / Е.Г. Локтионова, Г.В. Жижимова, Ю.М. Дедков // Современные аспекты экологии и экологического образования: мат-лы Всерос. науч. конф. (Казань, 19-23 сентября 2005 г.). - Казань, 2005. - С. 452-453.
7. Жижимова, Г.В. Мониторинговые исследования качества воды внутренних водоемов г. Астрахани с использованием Daphnia Magna Straus / Г.В. Жижимова, Е.Г. Локтионова // Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря: мат-лы VIII Междунар. науч. конф. (Астрахань, 12-13 октября 2005 г.). - Астрахань: ИД "Астраханский университет", 2005. - С. 70-72
8. Локтионова Е.Г. Определение качества воды методом биотестирования (на примере городских водоемов г. Астрахани) / Е.Г. Локтионова, Г.В. Жижимова// География и экология регионов России: мат-лы Всерос. науч. конф. (Великий Новгород, 9-10 декабря 2004 г.). - Великий Новгород: Изд-во НОВГУ им. Ярослава Мудрого, 2005. - С. 264-268
9. Локтионова Е.Г. Применение обобщенных показателей для экологического контроля качества природных вод при ЧС различного характера / Е.Г. Локтионова, Г.В. Жижимова, Н.М. Бердеева // Вестник Московского государственного областного университета. Сер. Естественные науки. - Вып. Химия и химическая экология. - М.: Изд-во МГОУ, 2006. - № 1. - С. 84-87.
10. Локтионова Е.Г. Применение различных тест-организмов в мониторинге качества вод (на примере внутренних водоемов г. Астрахани) / Е.Г. Локтионова, Г.В. Жижимова// Вестник Московского государственного областного университета. Сер. Естественные науки. - Вып. Химия и химическая экология. - М.: Изд-во МГОУ, 2006. - № 3. - С. 128-134.
11. Жижимова, Г.В. Токсичность как обобщенный показатель качества во (на примере внутренних водоемов г. Астрахань) / Г.В. Жижимова, Е.Г. Локтионова // Вестник Московского государственного областного университета. Сер. Естественные науки. - Вып. Химия и химическая экология. - М.: Изд-во МГОУ, 2006. - № 1. - С. 80-83.
12. Жижимова, Г.В. Характеристика качества воды городских водоемов г. Астрахани с использованием обобщенных показателей / Г.В. Жижимова, Е.Г. Локтионова, Ю.М. Дедков, Н.М. Бердеева // Великие реки и мировые цивилизации: мат-лы Междунар. науч. конф. к 450-летию со дня основания Астрахани (Астрахань, 7-9 сентября 2006 г.) / сост.: А.П. Романова, С.Н. Якушенков, Л.В. Баева, А.Н. Бармин, П.Л. карабущенко. - Астрахань: ИД "Астраханский университет", 2006. - С. 400-407.
13. Локтионова, Е.Г. Определение качества воды городских водоемов г. Астрахани / Е.Г. Локтионова, Г.В. Жижимова // Современные проблемы экологии и экологической безопасности юга России / сост и ред.: М.Ю. Пучков, Е.Г. Локтионова. - Астрахань: Изд-во: ООО "ЦРЕЭП", 2006. - С. 22-27.
14. Жижимова, Г.В. Современные требования к биотестированию для определения качества природных вод / Г.В. Жижимова // Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления: мат-лы Всерос. науч. -практич. конф. (Астрахань, 3-5 октября 2007 г.) / сост.: Э.И. Бесчетнова, Д.Н. Катунин, В.В. Занозин, А.В. Кузин, А.Н. Мармилов. - Астрахань: ИД "Астраханский университет", 2007. - С. 97-100.
15. Жижимова, Г.В. Гидробиологический мониторинг экологического состояния внутренних водоемов города Астрахань / Г.В. Жижимова, Е.Г. Локтионова // Естественные науки: журнал фундаментальных и прикладных исследований. - Астрахань: ИД "Астраханский университет", 2008. - № 4 (25). - С. 19-23.
16. Локтионова Е.Г. Экологическая характеристика внутренних водоемов г. Астрахани / Е.Г. Локтионова, Г.В. Жижимова, А.Т. Утешева // Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления: мат-лы Всерос. науч. -практич. конф. (Астрахань, 3-5 октября 2007 г.) / сост.: Э.И. Бесчетнова, Д.Н. Катунин, В.В. Занозин, А.В. Кузин, А.Н. Мармилов. - Астрахань: ИД "Астраханский университет", 2008. - С. 226-231.
17. Жижимова, Г.В. Влияние загрязнения на рекреационное использование аквальных комплексов г. Астрахани / Г.В. Жижимова // Туризм и рекреация: инновации и ГИС-технологии: мат-лы II Междунар. науч. -практич. конф. (Астрахань, 14-16 мая 2009 г.) / сост.: И.В. Бузякова, М.М. Иолин. - Астрахань: ИД "Астраханский университет", 2009. - С. 83-84.
18. Жижимова, Г.В. Роль биотестирования в контроле качества вод по обобщенным показателям / Г.В. Жижимова, Е.Г. Локтионова, Ю.М. Дедков // Экоаналитика-2009: мат-лы VII Всерос. конф. по анализу объектов окружающей среды (Йошкар-Ола, 21-27 июня 2009 г.). - Йошкар-Ола, 2009. - С. 132-133.