СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗОНЫ
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КАТАСТРОФЫ В УСЛОВИЯХ ГОРОДА 10
2. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА
ИССЛЕДОВАНИЯ 31
3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ 47
4. ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБ ВОДЫ 59
5. ОЦЕНКА СТАБИЛЬНОСТИ РАЗВИТИЯ БЕРЕЗЫ ПОВИСЛОЙ МЕТОДОМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЛУКТУИРУЮЩЕЙ АСИММЕТРИИ 65
6. РЕПРОДУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГОРОШКА МЫШИНОГО 73
7. ОСОБЕННОСТИ НАЧАЛЬНЫХ СТАДИЙ ПОСТНОТАЛЬНОГО ОНТОГЕНЕЗА В УСЛОВИЯХ СТАНДАРТНОГО И ОСТРОГО ОПЫТОВ 75
8. ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ ВОДЫ МЕТОДОМ БИОТЕСТИРОВАНИЯ НА DAPHNIA MAGNA STR. 83
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ 97
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
В настоящее время в мировом пространстве имеет место тенденция, что разнообразные процессы антропогенной деятельности наносят колоссальный вред состоянию окружающей природной среды и постепенно истекает время, когда присутствует возможность вернуться к решению данного глобального вопроса. Социальную среду заботят негативные влияния, вызванные парниковым эффектом, пестицидами, радиоактивными отходами, тяжелыми металлами, утечками нефти и нефтепродуктов (Тетельмин, Язев, 2013).
Развитие промышленного производства и рост городских территорий существенно повышают уровень негативного воздействия от жизнедеятельности человека на окружающую природную среду и позволяют больше и чаще использовать природные условия (ПУ) и ресурсы (ПР).
На сегодняшний день поверхностные воды по большей мере формируются в зависимости от степени антропогенного воздействия (АВ). Некоторые токсиканты, при попадании в окружающий мир, претерпевают разнообразные преобразования, усиливая токсический эффект. Это привело к острой нужде принятия комплексных методик контроля качества состояния компонентов природной среды (водных объектов, почвенного покрова, атмосферного воздуха), которые дают возможность провести оценку их качества и предполагаемую опасность всевозможных источников токсикофикации (Евгеньев, 1999).
До недавних времен развитие и функционирование промышленного производства находилось в тотальной власти экономических требований. Приобретение максимально возможного экономического эффекта предопределяло вектор развития производственной и сельскохозяйственной отраслей человеческой жизнедеятельности. Природоохранным же аспектам уделялась второстепенная роль.
Сегодня требования экологической безопасности и чистоты окружающего мира во всех направлениях жизнедеятельности человека играют первоочередную роль, ведь от них зависит вектор развития и функционирования отдельно взятых производств. Состояние природных сообществ, подверженных интенсивному воздействию от антропогенного воздействия, определяет основу экологической ситуации (Безель и др., 1994).
В течение множества лет, стремясь к покорению и господству над природой, человек оказался лицом к лицу с экологической катастрофой. По крайней мере, в настоящий момент мы живем в эпоху экологического кризиса. «Кислотные дожди», «озоновые дыры», «парниковый эффект», недостаток чистой питьевой воды и продовольственных продуктов, сырьевой и энергетический кризис, а также токсикофикация Мирового океана - перед всеми этими вопросами встало человечество, угрожая массовой гибелью и призывая к незамедлительному, срочному решению.
Для этого необходимы совместные и согласованные усилия всего населения, невзирая на место жительства и род деятельности. Требуется перераспределение финансовых ресурсов в целях реализации федеральных целевых программ в области экологии, а также перестройка технологий в промышленном производстве вместе с жизнедеятельностью и мышлением людей.
Человек активно пользуется всеми природными благами, которые необходимы для его полноценной жизнедеятельности, принимая данные блага как будто в порядке вещей.
Априори природа для человека выступает источником его существования, но не объектом, который нуждается в полноценной охране. На основе потребительского отношения к окружающей природной среде в середине двадцатого столетия возник антропоцентрический способ социального поведения и сознания: человек считается покровителем, главным трансформатором природной среды. Данные всевозможных социологических опросов населения подтверждают тот факт, что и в конце двадцатого столетия психология львиной доли населения осталась на уровне потребления природных ресурсов (Полищук, 2011).
В процессе своего существования и развития человек применял поверхностные водные объекты (ВО) исключительно в хозяйственных целях. Не было никаких негативных воздействий, ведь природа самостоятельно и довольно активно осуществляла фильтрацию и восстановление водных объектов. Двадцатый век ознаменовался кардинальным переворотом сложившейся ситуации. Рост городов (другими словами, урбанизация), развитие и функционирование сельскохозяйственного сектора промышленного производства послужили главнейшими причинами токсикофикации водных объектов поверхности Земли.
При выявлении антропогенной нагрузки на окружающую природную среду, активно употребляются такие методы, которые базируются на состоянии отдельно взятых особей. Данные методы являются первостепенными в связи с тем, что определенные особи попали под неблагоприятное влияние со стороны загрязненной окружающей природной среды. Живые организмы в состоянии одновременно существовать друг вместе с другом при минимальных уровнях содержания тех или иных поллютантов. В связи с этим, биоту целесообразно будет исследовать в качестве биоиндикатора рассматриваемой территории. Результаты, которые будут получены в результате применения методов как биоиндикации, так и биотестирования, взаимодополняют друг друга (Мелехова, Сарапульцева, 2010).
В Казани довольно остро стоит вопрос сохранения и восстановления природных уголков городской территории с исторической ценностью. В качестве такой территории выступает отсеченная излучина р. Казанки. Степень АВ на данный водный объект является чересчур высокой. В целях оценки уровня техногенного воздействия на ВО, активно применяется биотестирование, как интегральный показатель токсикофикации ОПС. Эти методы масштабно применяются в целях проведения экологического контроля как на территории Российской Федерации (РФ), так и на международной арене (Ильясова, 2013).
Биологическая оценка состояния окружающего нас мира дает хорошую возможность для своевременного решения комплексных задач, осуществить которые посредством физико-химических методов практически не представляется возможным. Проведение оценка показателей токсикофикации по составу бионтов способствует определению санитарно-гигиенического состояния, выявлению степени и качественной характеристики токсикофикации, определению методик пространственного распространения в природной экосистеме и расчету количественной оценки состава протекания процессов самофильтрации (Селивановская, Латыпова, 2009).
Процесс токсикофикации ВО, по состоянию на сегодняшний день, выступает одним из самых острых и актуальных вопросов в области охраны окружающей природной среды. Если принять во внимание тот факт, что абсолютно все природные компоненты самым неразрывным образом взаимосвязаны друг с другом, то весьма незначительные нарушения в состоянии одного компонента вызывают трансформацию состояния в других. Преобразования в природной среде весьма полноценно и значимо сказываются на состоянии биотических компонентов, распространенных в пределах данной местности. Поэтому, при осуществлении оценки состояния одного компонента, возможно прогнозировать предполагаемые трансформации в состоянии других.
В свете биоиндикационных методов особое и первостепенное внимание отводится выявлению степени токсикофикации окружающей природной среды использованием живых организмов. Они широко используются для осуществления государственного экологического контроля на отечественном и международном уровнях.
Объектом исследования послужили поверхностные воды отсеченной излучины реки Казанки.
Предметом же исследования явилась реакция живых организмов на процесс токсикофикации экосистем.
На основе вышесказанного, основная цель работы была сформулирована следующим образом: провести оценку экологического состояния токсикофицированного водоема (на примере отсеченной излучины реки Казанки) путем выявления реакции организмов-индикаторов.
Для достижения цели нами были поставлены задачи:
1. Проанализировать данные гидрохимического анализа воды.
2. Оценить экологическое состояние стабильности развития древесной растительности путем оценки уровня флуктуирующей асимметрии.
3. Проанализировать особенности начальных стадий постнотального онтогенеза горошка мышиного (Vicia cracca L.) в условиях химического загрязнения окружающей природной среды.
4. Оценить уровень токсичности поверхностных вод отсеченной излучины реки Казанки с использованием лабораторных тест-объектов (на примере Daphnia magna Str.).
Автор выражает огромную сердечную благодарность за помощь в процессе подготовки данной магистерской диссертации своему научному руководителю, доценту кафедры природообустройства и водопользования Замалетдинову Ренату Ирековичу за его серьезный научный подход и потрясающее владение наукой, стимулирование к работе, понимание, терпение и неоценимую поддержку при подготовке к непосредственной защите. Начиная с выбора темы и вплоть до окончательного завершения работы, он регулярно обеспечивал чуткое и внимательное руководство.
Также благодарность хотелось бы выразить сотруднику Лаборатории оптимизации водных экосистем (ЛОВЭ) Павловой Любовь Ромэновне за активное содействие в проведении гидрохимического анализа проб воды.
Автор благодарит студентку 4 курса гр. 14.5-510 кафедры природообустройства и водопользования Андрееву О.А. за помощь в анализе и обработке материала.
Отдельная благодарность отводится родным и самым близким людям, которые истинно верили, поддерживали и сопереживали, дали возможность почувствовать себя здоровым, сильным и уверенным в собственных силах и способностях.
Главными источниками поступления различного состава и количества поллютантов в водные экосистемы считаются бытовые, производственные и сельскохозяйственные стоки. Существенный уровень опасности при сбросе в водоемы (водотоки) представляют всевозможные тяжелые металлы совместно с ядохимикатами. Все они достаточно проблематично распознаются в связи с крайне низкими показателями концентрации, однако для них характерно поступательное накопление в человеческом организме, что в результате достаточно отчетливо отражается на состоянии его здоровья при использовании воды в питьевых целях.
Из всего перечня поллютантов, главным образом, особенно тщательного проведения мониторинга заслуживают полиароматические углеводороды (ПАУ), полихлорированные бифенилы (ПХБ), тяжелые металлы и углеводороды нефти.
Контроль за состоянием качества поверхностных вод первостепенно необходим в целях разработки эффективных мероприятий по их применению, а также при принятии управленческих решений. Данные решения должны базироваться на научно-обоснованной оценке состояния и главных тенденций в области изменения качества поверхностных вод.
В настоящий момент, экологический мониторинг поверхностных вод претерпел значительные преобразования. В основе данных преобразований лежит переход от химического контроля к биологическому.
Главной и первостепенной причиной этого перехода считается тот факт, что сообщества обитателей водной среды демонстрируют комплексное влияние средообразующих факторов на состояние и качество водных ресурсов и способны быть немногочисленными практическими средствами оценки подобных влияний. В связи с этим будет целесообразно использование методики биотестирования водных запасов на тест-объектах в целях описания и проведения оценки ее загрязняющего эффекта. Применение данной методики продемонстрировало, что данный способ проведения мониторинга состояния окружающей природной среды характеризуется и выделяется на фоне прочих методик своей доступностью, простотой и оперативностью.
Таким образом, вопрос развития разнообразных биологических подходов в области проведения экологического мониторинга за состоянием окружающей природной среды и управления ее качеством на сегодняшний день весьма актуален.
Ни для кого не секрет, что р. Казанка считается водоохраной зоной и памятником природы регионального значения. Соблюдение и поддержание ее экологического равновесия призывает акцентировать на ней особый уровень внимания. Это объясняется тем, что значительный вклад в токсикофикацию отсеченной излучины реки Казанки привносит регулярное и интенсивное воздействие от жизнедеятельности человека.
На сегодняшний день данный водоем выступает источником колоссального уровня санитарно-эпидемиологической опасности наряду с наименьшей эстетической привлекательностью, что призывает к осуществлению незамедлительных экологически обоснованных мероприятий по восстановлению данной местности. Отсеченная излучина реки Казанки требует соблюдения особого внимания и осуществления контроля со стороны экологов-профессионалов и властей города. Данный водный объект нуждается в интенсивной и тщательной очистке с дальнейшим сохранением, а по возможности и увеличением границ непосредственной территории.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
