Біотестування морської води та донних відкладів північно-західної частини Чорного моря

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ПІВДЕННИХ МОРІВ ім. О.О. КОВАЛЕВСЬКОГО

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

БІОТЕСТУВАННЯ МОРСЬКОЇ ВОДИ ТА ДОННИХ ВІДКЛАДІВ ПІВНІЧНО-ЗАХІДНОЇ ЧАСТИНИ ЧОРНОГО МОРЯ

Петросян Анна Георгіївна

Севастополь - 1998

Анотації

Петросян А.Г. Біотестування морської води і донних відкладів північно-західної частини Чорного моря. - Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.17 - гідробіологія. - Інститут біології південних морів ім. О.О.Ковалевського НАН України, Севастополь, 1998.

Запропоновані методи оцінки токсичності природної морської води, донних відкладів та окремих забруднюючих речовин з використанням тест-об'єктів - лабораторних культур морських планктонних водоростей, інфузорій і наупліальних стадій ракоподібних. Проведена атестація методів біотестування в Одеській затоці та прилеглих акваторіях моря з метою виявлення найбільш великих джерел забруднення.

Ключові слова: біотестування, токсичність, тест-об'єкт, морська вода, донні відклади.

токсичний чорний море вода

Петросян А.Г. Биотестирование морской воды и донных отложений северо-западной части Черного моря. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.17 - гидробиология. - Институт биологии южных морей им. А.О.Ковалевского НАН Украины, Севастополь, 1998.

Предложены методы оценки токсичности природной морской воды, донных отложений и отдельных загрязняющих веществ с использованием тест-объектов - лабораторных культур морских планктонных водорослей, инфузорий и науплиальных стадий ракообразных. Проведена апробация методов биотестирования в Одесском заливе и прилегающих акваториях моря с целью выявления наиболее крупных источников загрязнения.

Ключевые слова: биотестирование, токсичность, тест-объект, морская вода, донные осадки.

Petrosyan A.G. Biotesting of marine water and bottom sediments of the North-Western part of the Black Sea. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of biological sciences on a speciality 03.00.17 - hydrobiology. - Institute of Biology of Southern Seas named by A.O. Kovalevskiy, National Academy of Sciences of Ukraine, Sevastopol, 1998.

The new methods of toxicity assessment of water, bottom sediments and individual substances using test-objects - laboratory cultures of the marine plankton algae, infusoria and nauplii of the Crustaceans. Approbation of these methods of biotesting in the Odessa Bay and adjoined aquatories of the sea with the purpose to find the largest sources of pollution.

Key words: biotesting, toxicity, test-object, marine water, bottom sediments.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність проблеми. Головною метою вивчення і контролю забруднених водних екосистем є оцінка існуючої та потенційної небезпеки тих змін, що відбуваються під впливом токсичних факторів та представляють загрозу життю на Землі в широкому розумінні цього слова (Брагінський, 1995).

Питання про необхідність уніфікації біологічних методів оцінки якості води було поставлено більше 10 років тому (Унифицированные методы, 1983), але ще й сьогодні воно далеко від вирішення. Незважаючи на це, біоіндикація і біотестування широко використовуються у моніторингу забруднення гідросфери (Бурдин, 1982; Дятлов и др., 1994; Malins, 1989; Stebbing et al., 1980).

Між концентрацією забруднюючих речовин у водоймах та їхньою токсичністю для гідробіонтів немає однозначного зв`язку. Виявити потенційну небезпеку для живих організмів забруднюючих речовин, що розчинені у воді чи адсорбовані у донних відкладах можна тільки з використанням спеціальних біологічних методів. У поєднанні з методами аналітичної хімії, методи біотестування дозволяють якісно і кількісно оцінити ефекти, які виникають у забрудненій екосистемі.

Принциповою відміною біотестування від інших біологічних методів оцінки якості водного середовища є використання чутливих лабораторних культур тест-об`єктів різного систематичного та трофічного рівнів. До того ж, з усіх біологічних методів оцінки якості навколишнього середовища саме біотестування найлегше піддається стандартизації. Кількість національних, регіональних та міжнародних стандартних методів біотестування неухильно зростає. Наказом Міністра охорони навколишнього природного середовища та ядерної безпеки України затверджена ціла низка керівних нормативних документів з біотестування морських та прісних вод (КНД 211.1.4.047-95, КНД 211.1.4.055-97, КНД 211.1.4.054-97).

Наявність стандартних методів біотестування розширює можливості їх практичного застосування, що вже відображено у нормативних документах. Так, наприклад, Постанова КМ України від 11 вересня 1996 року № 1100 передбачає, що при розробці гранично допустимих скидів (ГДС) обов`язково мають бути ураховані результати біотестування. З 1 січня 1999 року буде введений у дію Міжвідомчий нормативний документ “Методика оцінки екологічної якості поверхневих вод за відповідними категоріями”, у якому чітко позначена сфера використання результатів біотестування.

Все це зобов`язує дослідників розробляти нові, ще більш чутливі та оперативні методи оцінки токсичності води та донних відкладів, а також окремих забруднюючих речовин та їх сумішей, які скидаются у водойми.

Мета та завдання дослідження. Метою дисертації була розробка та апробація методів біотестування води, донних відкладів і окремих забруднюючих речовин в умовах північно-західної частини Чорного моря. У відповідності з метою дослідження були поставлені такі завдання:

- розробити методи біотестування морського середовища стосовно до умов північно-західної частини Чорного моря;

- встановити діапазон коливань солоності, який можуть витримувати лабораторні тест-об`єкти тривалий час;

- оцінити якість морської води в Одеській затоці та прилеглих ділянках моря з метою виявлення найбільш крупних джерел забруднення;

- визначити токсичність морських донних відкладів у акваторіях з неоднаковою мірою антропогенних навантажень;

- провести експертну оцінку забруднюючих речовин (сипучих вантажів, миючих засобів) для оцінки можливих наслідків їх надходження у морське середовище.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше за допомогою комплекса методів і тест-об`єктів була проведена оцінка токсичності природної морської води, стічних вод різного походження, які скидаються у північно-західну частину Чорного моря, окремих забруднюючих речовин, донних відкладів у забруднених морських акваторіях, а також деяких сипучих вантажів, що перевозяться у великих обсягах.

Встановлені сезонні і просторові коливання рівня токсичності природної морської води і донних відкладів у Одеській затоці та прилеглих ділянках моря. На підставі експериментальних спостережень запропонована шкала визначення токсичности середовищ, які підлягають біотестуванню. Вперше за результатами біотестування встановлені “гарячі точки”, у яких токсичність зберігалась протягом тривалого часу.

Практичне значення отриманих результатів. Підсумком досліджень здобувача є розроблені для морських вод з солоністю, яка змінюється, і апробовані з залученням великого фактичного матеріала методи біотестування морської води і водних екстрактів донних відкладів, у тому числі й методи оцінки токсичності на лабораторних культурах Phaeodactylum tricornutum Bochlin та Artemia salina L. Ці методи включені до керівного нормативного документу КНД 211.1.4.047-95 “Бiотестування морської води та стiчної, яка вiдводиться в море”, затверджений наказом Мінприроди України № 46 від 30 травня 1995 р.

Запропонований автором комплекс методів для оцінки токсичності води, стічних вод різного походження, окремих забруднюючих речовин та донних відкладів, які представляють потенційну небезпеку для моря, а також дані про інтегральну токсичність води та донних відкладів використовуються Держінспекцією охорони Чорного моря у спостереженнях за якістю морського середовища.

Особистий внесок автора. Дисертаційна робота є самостійним науковим дослідженням, у якому автором була розроблена методологія дослідження, проведені лабораторні експерименти, аналіз, узагальнення отриманих даних та їх співставлення з літературними джерелами.

Апробація роботи. Основні положення дисертації доповідалися і обговорювалися на I-му та II-му з`їздах товариства гідроекологів України, науково-практичних конференціях “Екологічні проблеми Одеського регіону та їх вирішення” (Одеса, 1995), “Вода і здоров`я” (Одеса, 1998), на підсумкових сесіях ОФ ІнБПМ НАН України та Українського наукового центру екології моря.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 15 робіт.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 179 сторінках друкованого тексту і складається з вступу, огляду літератури, 6 розділів власних досліджень, закінчення та висновків. Перелік використаної літератури включає 210 джерел. Робота містить 12 таблиць та 32 рисунки.

1. зміст роботи

Біологічні методи контролю якості морського cередовища. Огляд літератури

Докладно висвітлені методи та підходи до оцінки токсичності морської води, донних відкладів та окремих забруднюючих речовин з використанням планктонних водоростей, ракоподібних та найпростіших. Приводяться літературні дані щодо критеріїв вибору тест-об`єктів і тест-функцій для біотестування морського середовища.

Об`єкти та методи біотестування морської води, донних відкладів і окремих забруднюючих речовин.

Приведені основні прийоми і методи лабораторного утримання культур морських планктонних водоростей і інфузорій, отримання та використання синхронізованих наупліусів артемії на ранніх стадіях розвитку. Розроблені умови, процедура біотестування і показники токсичності для проведення експериментальної оцінки морських природних вод, стічних вод прісноводного походження, які скидаються в море, забруднених донних відкладів та окремих забруднюючих речовин. Запропонована шкала визначення токсичності середовищ, які підлягають біотестуванню (табл. 1).

Таблиця 1. Шкала визначення токсичності тестуємого середовища для водоростей та ракоподібних

Апробовані методи перевірки чутливості культур морських лабораторних тест-об`єктів з використанням стандартного токсиканта біхромату калія. Дані про чутливість лабораторних тест-об`єктів до біхромату калія приведені у табл. 2.

Як показники чутливості тест-об`єктів запропоновано використовувати поріг чутливості метода біотестування, а також медіанну ефективну (EC₅₀^24ч) чи медіанну летальну концентрацію стандартного токсиканта біхромату калія.

Експериментально встановлена періодичність перевірок культур водоростей (Ph. tricornutum) та інфузорій (Euplotes patella lemani Dragesco).

Приведені дані про підвищення чутливості артемії під час переходу зі стадії ортонаупліусу до стадії метанапліусу, а також про різний діапазон чутливості двох рас артемії (сивашської та куяльницької) до стандартного токсиканту.

Таблиця 2. Чутливість лабораторних тест-об`єктів до біхромату калія

Фактор солоності в біотестуванні стічних вод, які скидаються в море

Експериментально встановлені значення солоності, які дозволяють отримувати стійкі культури на протязі 60-ти та більше діб у стандартних умовах. В діапазоні солоності, який є характерним для розпрісненої північно-західної частини Чорного моря, культури планктонних водоростей Ph. tricornutum зберігають життєдіяльність і високий коефіцієнт ділення у діапазоні 14-16. При біотестуванні солоноватоводних вод у діапазоні солоності 5-8 є доцільною аклімація водоростей на середовищах з відповідною солоністю.

Слід враховувати, що при значеннях солоності нижче 5 культури Ph. tricornutum зберігають життєздатність протягом обмеженного часу (біля 16 діб) і, за визначенням В.В. Хлебовича (1974), таке середовище для культур Ph. tricornutum можна вважати “зоною тимчасової адаптації”.

Лабораторні культури інфузорії E. patella lemani успішно аклімуються до діапазону солоності 5-20, однак максимальні значення коефіцієнтів ділення відповідають солоності 5-10.

Солоносний оптимум для нормального розвитку A. salina на стадіях ортонаупліуса і метанаупліуса протягом 72 годин не зменшується нижче 10. Проблема солоносних адаптацій для A. salina не є суттєвою, бо цей об`єкт не підтримується тривалий час у культурі, а при необхідності наупліуси можна легко отримати з яєць.

Експериментальна оцінка якості вод Одеської затоки та прилеглих ділянок моря.

Приведені результати досліджень токсичності вод Одеської затоки в 1993-1996 рр., які проведені з метою виявлення найбільш неблагополучних ділянок акваторії. Токсичність води оцінювали в балах за шкалою токсичності.

Дослідження першого етапу, які були проведені у квітні-вересні 1993 р., показали наявність значних коливань показників росту у тест-культурах водоростей навіть у межах однієї станції у пробах, що були відібрані з різних горизонтів (поверхневого і придонного). Однак аналіз якості природної води, що був виражений у балах токсичності, показав наявність загальних ознак, які можуть охарактеризувати акваторію в цілому (табл. 3). Так, проби води, які були відібрані у акваторії затоки в квітні, спричиняли стимулюючу дію на ростові показники культур водоростей, тоді як у червні більшість проб були нетоксичними, а в серпні усі проби за шкалою токсичності були віднесені до категорії нетоксичних або слаботоксичних.

Таблиця 3. Токсичність води Одеської затоки в квітні-вересні 1993 р. (в чисельнику - поверхневий горизонт, в знаменнику - придонний горизонт, кількість станцій в % від загальної їх кількості)

Підсумки шести весінньо-осінніх зйомок, дозволили виявити “гарячі точки” - ділянки акваторії, які знаходяться під постійним пресом забруднення, де природна морська вода може бути охарактеризована як токсична за даними біотестування і на яких концентрації полютантів вище за фонові, чи вони знаходяться у небезпечних сполученнях, що викликає біологічні ефекти забруднення. За період спостережень (квітень-вересень 1993 р.) абсолютно благополучних ділянок в акваторії Одеської затоки не було.

“Гарячі точки” та прилеглі до них ділянки акваторії були включені у зйомку другого етапу, яка була проведена 1-3.06.1994 р. До класу слаботоксичних за шкалою токсичності для водоростей віднесені придонні горизонти води в районі Одеського порту (Нафтогавань, зовнішний рейд порту), місце випуску стічних вод з СБО “Північна” та прилеглі до неї акваторії. Токсичними за шкалою токсичності були проби води, які відібрані у морі в придонному горизонті в районі Аркадійського аварійного зливового колектора (показники росту водоростей складали 59,2 % від от контролю). Відносним благополуччям на момент дослідження відрізнявся район випуску і розсіювання стічних вод з СБО “Південна”. Ділянки акваторій, які були віднесені до трьох класів за шкалою токсичності: слаботоксичному, нетоксичному і такому, який викликає стимуляцію ділення водоростей, в період спостережень розподілялися в Одеській затоці та прилеглих акваторіях плямисто і не були приурочені до відповідного горизонту чи району.

Полігонні роботи, які були проведені у липні 1994 р., дозволили одночасно оцінити токсичність води у замкнених гаванях та на зовнішньому рейді Одеського порту (полігон “Порт”) порівняно з відносно чистою акваторією в районі біостанції Одеського держуніверситету (полігон “Одеська затока”) і з віддаленим від берегових джерел забруднення полігоном “Одеська банка”. Проби води з полігону "Одеська банка" викликали перевищення ростових показників в культурах порівняно з контролем. Полігон “Порт” характеризувався більшим діапазоном коливань показників росту в культурах водоростей, що дозволило зробити висновок про плямистий характер розподілу вод з токсичними властивостями в замкнених гаванях Одеського порту.

Станція очистки баластних вод (СОБВ), розташована на території Одеського порту, віднесена до точечних джерел забруднення та й на протязі багатьох років помітно впливала на забруднення Нафтогавані і Одеської затоки нафтовими вуглеводнями (Дятлов, Петросян, 1994). Дослідження з оцінки якості очистки стічних вод СОБВ були проведені у квітні 1993 р., коли СОБВ працювала ще з мінімальним навантаженням. Концентрація нафтових вуглеводнів в стічних водах СОБВ складала 0,19-1,0 мг/л. Критерієм токсичності стічних вод СОБВ була величина мінімальної кратности розбавлення, яка необхідна для того, аби проба, яка підлягає тестуванню не викликала вірогідних відхилень від контрольних показників у тест-об`єктів.

Планктонні водорості Ph. tricornutum виявилися найбільш чутливим тест-об`єктом до нафтового забруднення. З метою усунення токсичної дії води з резервуара-накопичувача на водорості, її треба було розбавити чистою морською водою у 31 раз (рис. 1). Десятикратного розбавлення проби з резервуара - накопичувача виявилося досить для того, щоб ростові показники культур інфузорій Е. patella не відрізнялися від контролю (рис. 1).

Рис. 1. Динаміка

Зростання чисельності Ph.tricornutum в залежності від кратності розбавлення стічних вод СОБВ, які містять нафту.

Рис. 2. Динаміка

Зростання чисельності E. patella в залежності від кратності розбавлення стічних вод СОБВ, які містять нафту.

Смертність наупліусів A. salina не перевищувала контрольних значень при розведенні проби з резервуара-накопичувача у шість разів.

Біотестування морської води в районі скиду стічних вод з СОБВ показало, що відхилення від контролю (у бік збільшення показників росту) спостерігали тільки для лабораторних культур планктонних водоростей. Властивості води, які стимулювали поділи клітин, зникали при її розбавленні у 4 рази. Ефект стимуляції показників росту у тест-об`єктів в пробах з резервуару-накопичувача, а також відсутність гострої токсичності в районі морського скиду стічних вод СОБВ не може служити критерієм небезпеки нафтового забруднення в цілому для замкнених акваторій, до яких постійно скидаються стічні води, які містять нафту.

Біотестування прісноводних стічних вод, які скидаються в море.

Основний потік забруднюючих речовин антропогенного походження надходить у море із прісноводним стоком. На жаль, досі не знайдений та й навряд чи реально існує у природі універсальний тест-об`єкт чи тест-функція, які одночасно можна використовувати як для прісних, так і для морських вод.

В зв`язку з цим, на нашу думку, точкові прісноводні берегові джерела морського забруднення необхідно контролювати за показником “токсичність” з використанням прісноводних стандартних тест-об`єктів (Daphnia magna Straus, Ceriodaphnia affinis Lilljeborg) ще до їх надходження до морського середовища. І тільки після надходження стічних вод до моря, тобто після їх розбавлення, доцільно проводити оцінку токсичності води з використанням морських тест-об`єктів (Ph. tricornutum, A. salina).

Цей підхід був запопронований автором при проведенні комплексної екологічної зйомки у Одеській затоці на полігоні “Великий Фонтан” у вересні 1996 р. (Александров и др., 1998). Фонова зйомка в морі виконувалася одночасно з відбором проб стічних вод зі скидного колектора СБО “Південна”. Біотестування скидних вод СБО “Південна” було виконано у відповідності до КНД 211.1.4.055-97. Стічна вода під час скиду у море виявилася абсолютно летальною для C. affinis. Тільки трикратне розбавлення стічної води виявилося достатнім для того, щоб проба, яка тестувалася, позбавилася б токсичних властивостей. Необхідно помітити, що СБО "Південна" можна віднести до крупних джерел берегового забруднення Одеської затоки.

За спостереженнями останніх п`яти років, токсичність вод, які скидаються з цього об`єкту, реєструється постійно при мінімальній кратності розбавлення у 2-8 разів.

Оцінка токсичності стічних вод СБО “Південна” в зоні розсіювання в морі була виконана у відповідності до КНД 211.1.4.047-95 з використанням лабораторної культури морських планктонних водоростей Ph. tricornutum. Результати біотестування показали, що в поверхневому горизонті безпосередньо в точці скидання і на прилеглих станціях сформувалася пляма, яка характеризувалася підвищеними показниками росту культур водоростей. Мілководна прибережна зона, навпаки, являла собою обширну ділянку, яка характеризувалася пригніченим станом тест-культур водоростей, що дозволило віднести проби води з такими характеристиками за шкалою токсичності до класів слаботоксичного та токсичного відповідно.

Експериментальна оцінка якості донних відкладів північно-західної частини Чорного моря.

До районів, які витримують значні антропогенні навантаження, у першу чергу, можна віднести акваторії портів, місця проведення днопоглиблювальних і бурових робіт, морські звалища грунтів. Роль донних відкладів в процесах, які пов`язані з формуванням токсикологічної ситуації в цих районах до теперішнього часу вивчена ще недостатньо. Найбільший вплив на гідробіонтів можуть спричиняти водорозчинні сполуки донних відкладів.

Одеський порт. Дослідження токсичності водних екстрактів донних відкладів Одеського порту за матеріалами весняної зйомки 1993 р. були проведені на лабораторних культурах морських планктонних водоростей Ph. tricornutum, наупліусах A. salina, інфузоріях E. patella lemani.

Показано, що водні екстракти донних відкладів Одеського порту мали високу токсичність для усіх використаних тест-об`єктів. У деяких випадках (Старий хвилєлом, Нафтогавань) токсичність водних екстрактів донних відкладів зростала з глибиною залягання проби. Токсична дія проявлялася у пригніченні росту, блокуванні механізмів ділення та загибелі клітин в культурах водоростей та інфузорій, смертності наупліусів артемій при переході з етапу II ортонаупліуса на етап I метанаупліуса. В окремих випадках відмічена стимуляція клітинних поділів в культурах інфузорій (донні відклади Одеського судноремонтного заводу).

Водні екстракти донних відкладів на всіх станціях відбору проб в Одеському порту викликали відхилення від контролю у тест-об`єктів. Цей факт підтверджує також й бентосна зйомка, яка була проведена одночасно з нашими дослідженнями і констатувала пригніченний стан донних угруповань, а у деяких випадках й повну відсутність макрозообентосу.

Нове Одеське звалище грунтів. Дампінг грунтів, що були здобуті при днопоглиблювальних роботах в морських портах, призводить до локальних змін умов існування донних угруповань. Відбувається засипання організмів речовинами, які скидаються, зменшується чисельність і біомаса видів, які є чутливими до засипання грунтів, збільшується вміст завислих речовин у придонних шарах води, змінюється характер субстрату. У донних відкладів з`являється нова властивість - токсичність, яка викликана надходженням і постійною присутністю в донних відкладах забруднюючих речовин різноманітної хімічної природи та походження. З метою оцінки токсичності донних відкладів в районі Нового Одеського звалища грунтів (НОЗГ) була здійснена зйомка у травні 1993 р.

Біотестування донних відкладів НОЗГ, яке було проведено з використанням лабораторної культури Ph. tricornutum, показало, що безпосередньо на звалищі донні відклади були віднесені до класу нетоксичних: їх водні екстракти не викликали відхилень у розвитку культур планктонних водоростей. Максимальний приріст інтегральної біомаси водоростей (220,0 и 171,7% порівняно з контролем) був відмічений на двох станціях, які розташовані на розрізі у напрямку до Іллічівського порту, де у донних відкладах знайдені сліди відсипки матеріалів дампінгу.

Експеримент з оцінки токсичності водних екстрактів донних відкладів НОЗГ для культур морських інфузорій виявив цілу низку загальних рис у реакції цього тест-об`єкта і культур морських водоростей, тобто у стимуляції поділу їхніх клітин.

На підставі проведенних досліджень був зроблений висновок, що скидання забруднених грунтів не співпадає з межою відведенної для цієї мети ділянки.

Експертна оцінка токсичності забруднюючих речовин методами біотестування.

Боксити і глинозем. Дослідження токсичності бокситів та глинозема, які можуть потрапляти до моря під час транспортування та перевантаження в чорноморських портах має значний інтерес. Добре відомо, що сполуки алюмінію, які входять до складу глинозема мають невелику токсичність, що й обумовлює їх широке використання в процесах очищення питної води, в харчовій та медичній промисловості. При цьому експериментально доведено, що ефекти негативного впливу завислих часток бокситів та глинозему для гідробіонтів виявляються на рівні таких концентрацій, які реально можуть виникати у морі в період перевантаження на локальних ділянках акваторії і на нетривалий час.

Дія завислих часток цих сполук на гідробіонтів має механічний, пошкоджуючий характер. Для водоростей при контакті з завислими частками бокситів і глинозему було характерним злипання клітин і утворення клітинних конгломератів, втрата ними плавучості (рис. 3).

Рис. 3. Вплив глинозему і бокситів на чисельності клітин в культурах Ph.tricornutum (експозиція 24 години)

Боксити і глинозем, які знаходяться у завислому стані, активно поглиналися ракоподібними. В експерименті спостерігали зниження плавучості тест-об`єктів, зміну характера рухів внаслідок наліпання зважених часток на антени і мандибули.

Найбільш чутливими до присутністі у воді зважених часток виявилися планктонні водорості: LC₅₀^48час глинозему і бокситів складали 3,0 і 1,5 г/л відповідно. Для планктонних ракоподібних LC₅₀^48час глинозему і бокситів дорівнювали 8,0 и 6,5 г/л відповідно.

Аквамар. Новий препарат аквамар, активним компонентом якого є поверхнево-активна речовина (ПАР), призначений для усунення нафти зі сточних вод, очищення поверхней та грунтів, які забруднені нафтопродуктами і жирами. Препарат дозволено скидати на станцію біологічної очистки у концентрації 50 мг/л (в перерахунку на концентрацію ПАР - 5 мг/л), де він піддається деструкції до нетоксичних компонентів.

В ході визначення токсичності препарату оцінювали слідуючі параметри: гостру токсичність аквамару для лабораторних тест-об`єктов, залежність токсичності від терміну зберігання розчинів, токсичність при сумісній дії аквамару і дизельного палива.

Свіжоприготований розчин аквамару в концентрації, яка дорівнює ГДК і яку дозволено скидати в канализацію є гостротоксичною сполукою, яка викликає загибель наупліусів артемії і знижує ростові показники в культурах морських планктонних водоростей (рис. 4).

Експериментально доведена наявність синергічного ефекту розчинів аквамару і побутових стічних вод СБО “Південна”, при якому сумарний ефект токсичності для гідробіонтів вище, ніж дія кожного окремого компонента. При семикратному розбавленні стічних вод цей ефект зникав.

Рис. 4. Вплив свіжоприготованих розчинів аквамару на наупліусів A.salina (час 100%-вої загибелі тест-об`єктів) і Рh.tricornutum (інтегральна біомаса клітин після 48-и годинної експозиції).

Показано зниження токсичності аквамару в залежності від терміну зберігання розчинів (рис. 5).

Рис. 5. Інтегральна біомаса клітин в культурах Ph.tricornutum після 48-и годинної експозиції в розчинах аквамару з різними термінами зберігання.

Планктонні водорості у свіжоприготованих розчинах аквамару (400 мг/л) вмирали, але після витримання розчину протягом 6-и діб в тест-культурах відмічено появлення клітин, яки ділилися. Концентрації 5-100 мг/л впливали на культури таким самим чином: зберігання розчинів призводило до зниження їх токсичності, але в жодному з варіантів (за виключенням 5 мг/л) у витриманих розчинах біомаса клітин не досягала контрольних значень. Гостра токсичність розчину аквамару 400 мг/л для ракоподібних зберігалася протягом 9-и діб. Свіжоприготований розчин аквамару 50 мг/л викликав 100 %-ву загибель наупліусов артемії через 1,5 години, після 6-и діб зберігання розчину загибель ракоподібних у ньому складала 50%. При вивченні сумісної дії аквамару (25 мг/л) і дизельного палива (25 мг/л) було встановлено, що суміш, яка була витримана протягом 1,5 годин зберігала токсичні властивості, а після 24-х годинного відстоювання токсичність суміші для ракоподібних і водоростей значно зменшувалася.

Висновки

1. Для оцінки якості природних морських вод, стічних вод морського походження, окремих розчинних хімічних сполук, донних відкладів та завислих речовин запропоновані як обов`язкові тест-об`єкти культури морських планктонних водоростей Ph. tricornutum та ранні наупліуси A. salina, а як додаткові - культури морских інфузорій E. patella lemani.

2. Запропонована шкала визначення токсичності морських вод. Багаторічні спостереження за якістю вод Одеської затоки та прилеглих акваторій довели, що морська вода характеризувалася різним ступенем токсичності (від -2 до +3 балів за шкалю токсичності).

3. Запропонований новий підхід до оцінки токсичності прісноводних стоків, які скидаються в море. На першому етапі прісноводний стік підлягає біотестуванню з використанням стандартних прісноводних тест-об`єктів C. affinis чи D. magna. На другому етапі, після розбавлення стока в морському створі, біотестування виконують на морських тест-об`єктах - лабораторних культурах водоростей Ph.tricornutum та ранніх наупліальних стадіях A. salina.

4. У північно-західній частині Чорного моря до “гарячих плям” віднесені гавані Одеського порту, райони скидання стічних вод з СБО “Північна” і “Південна”. Періодично токсичні властивості морської води відмічалися в районі випуску Аркадійського зливового колектора. На полігоні “Одеська затока” (біостанція Одеського держуніверситету) вода, за даними багаторічних спостережень, характеризувалася як нетоксична за шкалою токсичності.

5. Оцінка токсичності стічних вод СОБВ (за станом на квітень 1993 р.) показала, що стічні води, які містять нафту (0,19-0,1 мг/л), викликали відхилення від контролю в показниках росту культур водоростей і інфузорій, загибелі наупліусів артемії. Найбільш чутливою до нафтового забруднення була водорость Ph. tricornutum. Встановлені значення мінімальної кратності розбавлення вод, у яких міститься нафта, для усунення токсичних ефектів для тест-об`єктов.

6. За даними вересневої 1996 р. зйомки, прісноводний стік з берегового джерела забруднення СБО “Південна” був гостротоксичним для тест-об`єкту C. affinis. Токсичні властивості стічної води можна було усунути при трикратному її розбавленні. В точці морського скиду та и зоні розсіювання стічних вод СБО "Південна" відмічена стимуляція клітинних поділів в тест-культурах морських водоростей Ph. tricornutum, що дозволило оконтурити район розповсюдження стічних вод СБО “Південна”.

7. Водні екстракти донних відкладів гаваней Одеського порту характеризувалися гострою токсичністю для тест-об`єктів. В ряді випадків токсичність водних екстрактів донних відкладів в гаванях Одеського порту змінювалась в залежності від глибини їх залягання. В Нафтогавані найбільш токсичними були водні екстракти донних відкладів з горизонту 10-20 см, у Старого хвилєлома - з горизонту 30-50 см, а в акваторії СРЗ - з поверхневого горизонту (0-10 см).

8. Водні екстракти донних відкладів Нового Одеського звалища грунтів були нетоксичними для лабораторних культур Ph. tricornutum. За показниками росту культур водоростей і інфузорій, які значно перевищували контрольні значення, були встановлені місця дампінгу забруднених грунтів за межами НОЗГ.

9. Експертна оцінка токсичності сипучих вантажів - бокситів і глинозему показала, що ефекти негативного впливу завислих часток цих речовин на гідробіонтів носили характер механічного пошкодження і виявлялися на рівні концентрацій, які реально виникають у морі в період перевантаження (0,1-5,0 г/л). При контакті з завислими частками цих речовин для водоростей характерною була втрата плавучості і утворення клітинних конгломератів, для ракоподібних - активне заковтування часток, зміна характеру руху і втрата плавучості.

10. Поверхнево-активна речовина аквамар в концентрації, яка дорівнює ГДК (5 мг/л), мала гостротоксичні властивості для гідробіонтів. В присутності стічних вод СБО “Північна” токсична дія аквамару посилювалася. При сумісній дії аквамару і дизельного пального свіжоприготована суміш зберігала токсичні властивості, при зберіганні протягом 24 годин її токсичність для водоростей і ракоподібних помітно знижувалася.

11. Методи біотестування, які були запропоновані для оцінки токсичності морського середовища, були апробовані при проведенні моніторингу в північно-західній частині Чорного моря в районах зі змінною солоністю, при визначенні токсичності стічних вод, водних екстрактів донних відкладів, зважених часток, окремих розчинних у воді хімічних сполук. Методи показали високу чутливість тест-об`єктів до стандартного токсиканта біхромату калія, а також високу збіжність та відтворюваність результатів при проведенні міжлабораторних калибровок.

Публікації по темі дисертації

1. Дятлов С.Е., Петросян А.Г., Ходаков И.В., Доценко Т.В., Эльстер А.М. Экспериментальная оценка качества прибрежных вод и донных отложений методами биотестирования // Исследование экосистемы Черного моря: Сб. научных трудов УкрНЦЭМ. - Вып. 1. - Одесса: Иренполиграф, 1994. - С. 141-148.

2. Петросян А.Г., Дятлов С.Е., Доценко Т.В., Ходаков И.В. Методические рекомендации по морским биологическим тестам // Ред. Гидробиол. ж. НАН Украины. - Киев, 1995. - 56 с. Деп. в ВИНИТИ 22.07.96, № 2480-В96.

3. Крайнюкова А.М., Ульянова I.П., Усенко О.В., Дятлов С.Є., Петросян А.Г. Доценко Т.В, Ходаков I.В., Шадрiна Л.А., Соколова С.О., Гроздов А.О., Кузнецов О.М. Бiотестування морської води та стiчної, яка вiдводиться в море. Методика. КНД 211.1.4.047-95. - Видання офіційне. - К., 1995. - 37 с.

4. Ходаков И.В., Дятлов С.Е., Петросян А.Г. Использование ранних стадий эмбрионального развития черноморской мидии Mytilus galloprovincialis Lam. для биотестирования природных и сточных вод // Гидробиол. журн. - 1996. - Т. 32, № 5. - С. 67-77.

5. Петросян А.Г., Дятлов С.Е., Доценко Т.В. Интегральная оценка качества воды и донных осадков прибрежных районов моря // Мат. научно-практ. конф. “Экологические проблемы Одесского региона и их решение”. - Одесса, 1995. - С.131-135.

6. Дятлов С.Е., Петросян А.Г. Современные методы биотестирования сточных, природных и питьевых вод // Мат. междунар. научно-практ. конф. “Вода и здоровье-98” - Одесса: Астропринт, 1998. - С. 324-329.

7. Александров Б.Г., Воробьева Л.В., Дятлов С.Е., Нестерова Д.А., Петросян А.Г., Полищук Л.Н., Рясинцева Н.И., Синегуб И.А., Теплинская Н.Г., Шурова Н.М. санитарно-экологические аспекты формирования качества морских вод в районе выпуска коллектора станции биологической очистки “южная” // Мат. междунар. научно-практ. конф. “Вода и здоровье-98” - Одесса: Астропринт, 1998. - С. 263-269.

8. Петросян А.Г. Опыт использования одноклеточных планктонных водорослей для биотестирования загрязненных морских донных осадков // Тр. Всес. конф. “Методология экологического нормирования”. - Ч.2. - Харьков: Б.и., 1990. - С. 141.

9. Петросян А.Г. Оценка токсичности донных осадков Одесского порта методами биотестирования // Тр. конф. молодих учених i спецiалiстiв “Актуальнi питання ботанiки i екологiї”. - К., 1993. - С. 94.

10. Дятлов С.Е., Петросян А.Г. Оценка качества морской среды в связи с проблемой строительства и эксплуатации нефтяных терминалов // Тр. I з'їзду гідроекологічного товариства України. - К., 1994. - С. 20.

11. Петросян А.Г., Дятлов С.Е., Доценко Т.В. Биотестирование воды Одесского залива и прилегающих акваторий с использованием лабораторных культур планктонных водорослей // Тр. конф. молодих учених i спецiалiстiв “Актуальнi питання ботанiки i екологiї”. - К., 1993. - С. 95.

12. Петросян А.Г., Дятлов С.Е. Влияние стоков Одесской станции очистки балластных вод на лабораторные культуры гидробионтов // Тр. I з'їзду гідроекологічного товариства України. - К., 1994. - С. 253.

13. Дятлов С.Е., Петросян А.Г. получение и сохранение лабораторных культур тест-организмов, предназначенных для биотестирования морской воды и донных отложений // Збереження біорізноманітності в Україні. - Збірник Національної Конференції. - Київ-Егем, 1997. - С. 31-32.

14. Дятлов С.Е., Петросян А.Г. Биотестирование воды и донных отложений Стенцовско-Жебрияновских плавней // Тр. II з'їзду гідроекологічного товариства України. - Том 2. - К., 1997. - С. 120.

Размещено на Allbest.ru