Помощь студентам в учебе
Оценка безопасности озер г. Томска и Томского района на основе токсикологических исследований
|
РЕФЕРАТ 9
Введение 12
1. Физико-географическая характеристика исследуемой территории 16
1.1 Географическое и административное положение объекта исследований 16
1.2 Рельеф 18
1.3 Климатические условия 19
1.4 Гидрологические условия 20
1.5. Почва и растительность 23
1.6. Природные ресурсы 24
1.7. Гидрогеологические условия 26
1.8 Тектонические условия 28
2. Особенности антропогенной нагрузки на территории исследований 32
3. Методика исследований 34
3.1 Полевые работы 34
3.2 Лабораторные работы 35
3.3 Камеральные работы 37
4. Метод биотестирования 38
5. Объекты исследования 47
6. Химический состав вод озер 53
6. Токсичность и биоресурсность вод озер 56
7 Безопасность вод озер 64
8. Социальная ответственность 66
8.1 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя) правовые нормы трудового законодательства 69
8.2. Режим труда и отдыха при работе с компьютером 69
8.3. Производственная безопасность 71
8.4. Отклонение показателей микроклимата 72
8.5. Недостаточная освещенность рабочего места 73
8.7 Монотонный режим работы 77
8.8 Электрический ток 77
8.9. Пожарная опасность 79
8.10. Экологическая безопасность 80
9. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Введение 12
1. Физико-географическая характеристика исследуемой территории 16
1.1 Географическое и административное положение объекта исследований 16
1.2 Рельеф 18
1.3 Климатические условия 19
1.4 Гидрологические условия 20
1.5. Почва и растительность 23
1.6. Природные ресурсы 24
1.7. Гидрогеологические условия 26
1.8 Тектонические условия 28
2. Особенности антропогенной нагрузки на территории исследований 32
3. Методика исследований 34
3.1 Полевые работы 34
3.2 Лабораторные работы 35
3.3 Камеральные работы 37
4. Метод биотестирования 38
5. Объекты исследования 47
6. Химический состав вод озер 53
6. Токсичность и биоресурсность вод озер 56
7 Безопасность вод озер 64
8. Социальная ответственность 66
8.1 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя) правовые нормы трудового законодательства 69
8.2. Режим труда и отдыха при работе с компьютером 69
8.3. Производственная безопасность 71
8.4. Отклонение показателей микроклимата 72
8.5. Недостаточная освещенность рабочего места 73
8.7 Монотонный режим работы 77
8.8 Электрический ток 77
8.9. Пожарная опасность 79
8.10. Экологическая безопасность 80
9. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 85
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 118
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность. Водоемы в виде озер являются важным компонентом природной среды и активно используются человеком в различных целях в том числе рекреационных. Роль озера в функционировании урбанизированных территорий очень значима, где они выполняют экосистемную, эстетическую, рекреационную функции, а также служат резерватами биоразнообразия флоры и фауны экосистем городских ландшафтов.
В настоящее время отмечается возрастание масштабов рекреационного спроса на акватерриториальные комплексы и установление степени повреждения водной экосистемы озер и их способности к самовосстановлению весьма важно. В этой связи актуальна оценка безопасности вод водоемов с точки зрения токсичности вод и возможности их использования в рекреационных целях.
Любой водный объект является средой обитания живых организмов и обладая полезностью для человека, имеет свой ресурсный потенциал, обеспечивающий его сохранение и экологическую безопасность для человека и природы. Ресурс водного объекта во многом зависит от качества воды и оказываемой на него антропогенной нагрузки.
Нарушение биологического равновесия в водоёмах создаёт серьезную угрозу естественного функционирования природной среды. Гидробионты, населяющие водоемы, являются индикаторами состояния водной среды и активно реагируют на ее изменение в результате техногенной нагрузки. При загрязнении водоёмов наблюдается нарушение отдельных физиологических функций гидробионтов, изменение их поведения, двигательной и трофической активности, снижение темпа роста, увеличение смертности, изменение численности и биомассы, снижение воспроизводимости, изменение наследственности особей. При этом, гидробионты являются звеньями единой трофической цепи и изменение жизненных функций одного из компонентов приводит к нарушению всей трофической системы. В результате снижается биоресурность водоема и экосистемы соответственно.
Одним из способов оценки потенциала водного объекта является определение токсичности вод, а учитывая степень их токсичности и интенсивность нарушения биологических связей гидробионтов, населяющих водоем, оценить его биоресурсность. Для этих целей используется метод биотестирования.
Биотестирование (англ. bioassay) — процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. Биотестирование воды представляет собой комплекс экспериментальных мероприятий, направленных на оценивание того, насколько вредоносными для живых организмов являются поступающие в водоем стоки [1].
Задача данных исследований состоит в том, чтобы определить степень вредного воздействия воды на живые организмы. Как правило, для этих целей используются микроорганизмы: рачки, водоросли, одноклеточные и другие тест- объекты. Биотестирование предполагает изучение влияния взятой из водоема пробы воды на жизнедеятельность определенных организмов, культивируемых в лаборатории с целью одномоментного определения токсичности [1].
Данный метод не дает каких-либо длительных прогнозов, в отличие от биоиндикации, так как он всего лишь определяет присутствие токсичности в пробе воды на момент проведения исследования. Однако его точность достаточно высока, так как биотестирование предполагает использование в тестах именно тех тест-объектов, которые живут в данном водоеме, что позволяет сделать исследование максимально достоверным. Таким образом, главные задачи, которые ставит перед собой биотестирование это:
1) определить степень токсичности отдельно взятых компонентов, попадающих в водную среду для скрининга и нормирования;
2) выявить наличие в составе вод вредных веществ для последующего химического исследования;
3) установить источник токсического загрязнения водной среды и оценить их интенсивность;
4) определить степень разведения сточных вод до уровня, при котором они могут считаться безвредными;
5) оценить потенциальную угрозу для водной среды [1].
Цель исследования - оценка безопасности вод водоемов г. Томска и Томского района на основе определения их токсичности и биоресурсности.
Объектом исследования являются воды озер, расположенных в пределах г. Томскаи Томского района, приуроченных к территориям различного назначения - селитебного (озеро Университетское, г. Томск) и сельскохозяйственного (озера Позднеевское, д. Позднеево и озеро Губинское, с. Губино).
Задачи исследования:
1. Изучить физико-географические особенности территории;
2. Обобщить материалы исследований химического состава вод озер и их токсичности;
3. Установить степень токсичности вод озер на основе токсикологических исследований;
4. Оценить биоресурсность вод озер;
5. Оценить безопасность вод исследуемых водоемов и возможность их использования в рекреационных целях.
Методы и подходы. Решение поставленных задач и достижение цели исследования базируется на основе теоретических и прикладных аспектов водной экотоксикологии.
Фактичекский материал. В основу работы положены данные химического состава и степени токсичности вод озер Университетское в г. Томске и озер в д. Позднеево и с. Губино (Томский район), полученные в период с 2021 по 2022 годы Проблемной научно-исследовательской лабораторией гидрогеохимии ТПУ. Водоемы опробованы неоднократно сезонно и в разные годы. Всего исследовано 8 проб воды из озер, 2 пробы снеготалой воды.
Научная новизна.
• Предложен способ оценки биоресурсности вод на основе токсикологических исследований.
• Оценена биоресурсность вод озер, располагающихся на территории различного функционального назначения - селитебная (г. Томск) и сельскохозяйственная (деревни Позднеево и Губино Томского района).
• Показана возможность оценки природного потенциала водоемов к самовосстановлению.
Практическая значимость. Практическая значимость данных исследований заключается в определении степени токсичности вод озер и возможности внедрения этих результатов для оценки ресурса водоемов к самовосстановлению и как следствие, развитие услуг по использованию вод озер и прилегающих к ним территорий в рекреационных и туристских целях.
Исследования проведены в интересах научных мероприятий Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета.
Апробация результатов. Результаты исследований были представлены в трудахХ1Х Международной научно-практической конференции «Возможности развития краеведения и туризма Сибирского региона и сопредельных территорий» в 2022 г. (г. Томск) и отмечены Дипломом в номинации «Сила воды в туризме»; Международного научного симпозиума имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» в 2023 г. (г. Томск).
В настоящее время отмечается возрастание масштабов рекреационного спроса на акватерриториальные комплексы и установление степени повреждения водной экосистемы озер и их способности к самовосстановлению весьма важно. В этой связи актуальна оценка безопасности вод водоемов с точки зрения токсичности вод и возможности их использования в рекреационных целях.
Любой водный объект является средой обитания живых организмов и обладая полезностью для человека, имеет свой ресурсный потенциал, обеспечивающий его сохранение и экологическую безопасность для человека и природы. Ресурс водного объекта во многом зависит от качества воды и оказываемой на него антропогенной нагрузки.
Нарушение биологического равновесия в водоёмах создаёт серьезную угрозу естественного функционирования природной среды. Гидробионты, населяющие водоемы, являются индикаторами состояния водной среды и активно реагируют на ее изменение в результате техногенной нагрузки. При загрязнении водоёмов наблюдается нарушение отдельных физиологических функций гидробионтов, изменение их поведения, двигательной и трофической активности, снижение темпа роста, увеличение смертности, изменение численности и биомассы, снижение воспроизводимости, изменение наследственности особей. При этом, гидробионты являются звеньями единой трофической цепи и изменение жизненных функций одного из компонентов приводит к нарушению всей трофической системы. В результате снижается биоресурность водоема и экосистемы соответственно.
Одним из способов оценки потенциала водного объекта является определение токсичности вод, а учитывая степень их токсичности и интенсивность нарушения биологических связей гидробионтов, населяющих водоем, оценить его биоресурсность. Для этих целей используется метод биотестирования.
Биотестирование (англ. bioassay) — процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. Биотестирование воды представляет собой комплекс экспериментальных мероприятий, направленных на оценивание того, насколько вредоносными для живых организмов являются поступающие в водоем стоки [1].
Задача данных исследований состоит в том, чтобы определить степень вредного воздействия воды на живые организмы. Как правило, для этих целей используются микроорганизмы: рачки, водоросли, одноклеточные и другие тест- объекты. Биотестирование предполагает изучение влияния взятой из водоема пробы воды на жизнедеятельность определенных организмов, культивируемых в лаборатории с целью одномоментного определения токсичности [1].
Данный метод не дает каких-либо длительных прогнозов, в отличие от биоиндикации, так как он всего лишь определяет присутствие токсичности в пробе воды на момент проведения исследования. Однако его точность достаточно высока, так как биотестирование предполагает использование в тестах именно тех тест-объектов, которые живут в данном водоеме, что позволяет сделать исследование максимально достоверным. Таким образом, главные задачи, которые ставит перед собой биотестирование это:
1) определить степень токсичности отдельно взятых компонентов, попадающих в водную среду для скрининга и нормирования;
2) выявить наличие в составе вод вредных веществ для последующего химического исследования;
3) установить источник токсического загрязнения водной среды и оценить их интенсивность;
4) определить степень разведения сточных вод до уровня, при котором они могут считаться безвредными;
5) оценить потенциальную угрозу для водной среды [1].
Цель исследования - оценка безопасности вод водоемов г. Томска и Томского района на основе определения их токсичности и биоресурсности.
Объектом исследования являются воды озер, расположенных в пределах г. Томскаи Томского района, приуроченных к территориям различного назначения - селитебного (озеро Университетское, г. Томск) и сельскохозяйственного (озера Позднеевское, д. Позднеево и озеро Губинское, с. Губино).
Задачи исследования:
1. Изучить физико-географические особенности территории;
2. Обобщить материалы исследований химического состава вод озер и их токсичности;
3. Установить степень токсичности вод озер на основе токсикологических исследований;
4. Оценить биоресурсность вод озер;
5. Оценить безопасность вод исследуемых водоемов и возможность их использования в рекреационных целях.
Методы и подходы. Решение поставленных задач и достижение цели исследования базируется на основе теоретических и прикладных аспектов водной экотоксикологии.
Фактичекский материал. В основу работы положены данные химического состава и степени токсичности вод озер Университетское в г. Томске и озер в д. Позднеево и с. Губино (Томский район), полученные в период с 2021 по 2022 годы Проблемной научно-исследовательской лабораторией гидрогеохимии ТПУ. Водоемы опробованы неоднократно сезонно и в разные годы. Всего исследовано 8 проб воды из озер, 2 пробы снеготалой воды.
Научная новизна.
• Предложен способ оценки биоресурсности вод на основе токсикологических исследований.
• Оценена биоресурсность вод озер, располагающихся на территории различного функционального назначения - селитебная (г. Томск) и сельскохозяйственная (деревни Позднеево и Губино Томского района).
• Показана возможность оценки природного потенциала водоемов к самовосстановлению.
Практическая значимость. Практическая значимость данных исследований заключается в определении степени токсичности вод озер и возможности внедрения этих результатов для оценки ресурса водоемов к самовосстановлению и как следствие, развитие услуг по использованию вод озер и прилегающих к ним территорий в рекреационных и туристских целях.
Исследования проведены в интересах научных мероприятий Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета.
Апробация результатов. Результаты исследований были представлены в трудахХ1Х Международной научно-практической конференции «Возможности развития краеведения и туризма Сибирского региона и сопредельных территорий» в 2022 г. (г. Томск) и отмечены Дипломом в номинации «Сила воды в туризме»; Международного научного симпозиума имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» в 2023 г. (г. Томск).
В результате изучения химического макро- и микрокомпонентного состава вод озер и их токсичности, проведенные исследования показали, что воды всех исследованных озер подвержены антропогенной нагрузке, о чем свидетельствует повышенное содержание иона натрия, сульфат-и хлорид- ионов, а также присутствие органического вещества.
Воды озер имеют различную степень токсичности по реакции тест- объекта Chlorella vulgaris- от допустимой (оз. Губинское) до высокой (оз. Позднеевское), что связано с различием в виде антропогенной нагрузки и ее интенсивности; биоресурсное состояние вод озер чаще неудовлетворительное. В случае не снижения на воды озер Университетское, Позднеевское и Губинское антропогенной нагрузки использование водоемов в рекреационных целях будет не безопасным.
В будущем планируется организовать сезонные наблюдения за биоресурсностью вод озер г. Томска на примере исследованных объектов с расширением количества пунктов наблюдения и выявить главные причины поступления в воды загрязняющих веществ с целью их устранения.
Полученная информация может полноценно использоваться при дальнейшем наблюдении за качеством природных поверхностных вод городской территории г. Томска и Томского района в условиях антропогенного воздействия. Данные о токсичности и биоресурсности вод озер могут быть исходным материалом для подбора мер по борьбе с техногенным влиянием на водоемы с целью предотвращения изменения природного характера вод, что в будущем дает возможность улучшить экологическое состояния рекреационно - оздоровительных зон и в окрестностях города Томска, и на территории Томского района. Так же данный материал может быть использован в дальнейшем как пособие для изучения последствий влияния антропогенной нагрузки на водоемы.
Воды озер имеют различную степень токсичности по реакции тест- объекта Chlorella vulgaris- от допустимой (оз. Губинское) до высокой (оз. Позднеевское), что связано с различием в виде антропогенной нагрузки и ее интенсивности; биоресурсное состояние вод озер чаще неудовлетворительное. В случае не снижения на воды озер Университетское, Позднеевское и Губинское антропогенной нагрузки использование водоемов в рекреационных целях будет не безопасным.
В будущем планируется организовать сезонные наблюдения за биоресурсностью вод озер г. Томска на примере исследованных объектов с расширением количества пунктов наблюдения и выявить главные причины поступления в воды загрязняющих веществ с целью их устранения.
Полученная информация может полноценно использоваться при дальнейшем наблюдении за качеством природных поверхностных вод городской территории г. Томска и Томского района в условиях антропогенного воздействия. Данные о токсичности и биоресурсности вод озер могут быть исходным материалом для подбора мер по борьбе с техногенным влиянием на водоемы с целью предотвращения изменения природного характера вод, что в будущем дает возможность улучшить экологическое состояния рекреационно - оздоровительных зон и в окрестностях города Томска, и на территории Томского района. Так же данный материал может быть использован в дальнейшем как пособие для изучения последствий влияния антропогенной нагрузки на водоемы.