Введение 3
ГЛАВА 1. Методы оценки качества донных отложений 5
1.1 Определения и классификация 5
1.2 Химический состав доных отложений 8
1.2.1 Металлы 8
1.2.2. Органическая составляющая донных отложений 10
1.3 Методы оценки качества донных отложений 11
1.3.1. Методы биоиндикации 11
1.3.2. Методы биотестирования 14
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования 24
2.1 Объект исследования 24
2.1.1. Географическое положение р. Меши 24
2.2 Методы токсикологических исследований 25
2.2.1 Метод определения токсичности объектов окружающей среды с
ГЛАВА 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Оценка токсичности донных отложений с использованием ракообразных
Оценка токсичности донных отложений с использованием рачков Daphnia magna 29
3.1.2 Оценка токсичности донных отложений с использованием рачков
Ceriodaphnia affinis 31
3.1.3 Оценка токсичности донных отложений с использованием рачков
Hyalella azteca 32
3.1.4 Оценка токсичности донных отложений с использованием ракушковых
рачков Heterocypris incongruens 33
3.2 Сравнение токсичности донных отложений реки Меши на различных тест-объектах (Hyalella azteca, Heterocypris incongruens, Daphnia magna и Ceriodaphnia affinis) 34
ВЫВОДЫ 39
ЛИТЕРАТУРА 40
Донные отложения (ДО) - это сложная многокомпонентная система с многообразием форм. При функционировании экосистемы водоемов и водотоков, так же при формировании гидрохимического режима водных масс донные отложения играют значительную роль. Они содержат информацию о загрязненности водного объекта, являются наиболее консервативным компонентом природных вод. Могут выступать в качестве индикатора для выявления состава, интенсивности и масштаба техногенного загрязнения, так как их состав отражает биогеохимические особенности водосборных территорий (Крамер, Тихонова, 2012).
Донные отложения благодаря их способности аккумулировать многие органические и неорганические соединения представляют собой мощный фактор самоочищения водоема, но одновременно могут выступать источником его вторичного загрязнения4 0Отмечается значительное воздействие на экосистему химических компонентов, непосредственно связанных с донными отложениями, в том числе на высшие звенья трофической цепи. Такие эффекты отмечены даже при улучшении качества воды, поскольку многие химические происхождения, оседают и накапливаются на дне водоема на несколько порядков превышающих их содержание в воде. Вторичное загрязнение водной среды возможно в результате перераспределения загрязняющих веществ в составе ДО и нарушению баланса, сложившегося в системе вода-донный осадок, при этом оказывается неблагоприятное воздействие на плотность и разнообразие бентосного сообщества, определяющего эффективность процессов самоочищения (Степанова, 2014).
В государственном мониторинге водных экосистем исследованию качества донных отложений уделяется недостаточно внимания. Несмотря на то, что в системе УГМС разработан ряд методических рекомендаций по тосикологической оценке донных отложений, российские исследователи сталкиваются с различием методических подходов, применяемых зарубежными специалистами. В этой связи сравнение методических подходов для оценки токсичности донных отложений является очень актуальной задачей.
Цель работы: оценить токсичность донных отложений различными токсикологическими методами на примере р.Меши.
1. Донные отложения р.Меши обладают хронической токсичностью, проявляющейся в ингибировании репродуктивной функции рачков Daphnia magna и Ceriodaphnia affinis, а также ингибировании роста Hyalella azteca и Heterocypris incongruens.
2. Выявлена схожая реакция рачков Hyalella azteca и Heterocypris incongruens по критерию выживаемость на токсиканты, аккумулированные в донных отложениях (коэффициент корреляции составляет Г2=0,48).
3. Выявлена зависимость ингибирования репродукции Daphnia magna и Ceriodaphnia affinis в хроническом контактном тесте (коэффициент корреляции составляет Г2=0,67).
1. Алымова Т.П. Влияние хронического фенольного отравления на биологию дафний / Т.П. Алымова // Формирование и контроль качества поверхностных вод. - Киев, 1975. -№ 1. - С. 34—39.
2. Бархатова О.А. Сравнительная токсикорезистентность Epischura bacalensis и Daphnia magna в присутствии и отсутствии пищи: Дис. ... канд. биол. наук. - Иркутск, 2000. - С. 156.
3. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и
биотестирование: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/ О. П. Мелеховой, Е. ИуБгьровой, Т.И. Евстегнеева и др.; под ред. О. П. Мелеховой,
беспозвоночных при температурных условиях/ Л.П. Брагинский,
Э.П. Щербань // Гидробиологический журнал, 1978. - № 6. - С. 86—92.
5. Бубнов А.Г. Биотестовый интегральный метод оценки качества
объектов окружающей среды: учебное^етодическое пособие/ А.Г. Бубнов, С.А. Буймова, А.А. Гущин, Т.В. Извеков^^ваново, 2007. -112 с.
6. Будкина В.В. Оценка интегральной Токсичности объектов методами биотестирования [Электронный ресурс]/ В.Вч^удкина, Е.А. Бурая, Н.В. Дудчик и др. - Электрон. текстовые дан. - Минск: 2012.- Режим доступа: http://med.by/methods/pdf/021-1112.pdf 11.06.2017.
7. Валеева Э.И. Исследование состава донных отложений рек бассейна нижней Оби (в пределах Ханты-Мансийского автономного округа)/ Э.И. Валеева, Д.В. Московченко // Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. - Тюмень, 2001. - №2. - C. 138-142.
8. Временное методическое руководство по нормированию уровней содержания химических веществ в донных отложениях поверхностных водных объектов (на примере нефти). - Москва. - 2002. - 138 с.
9. Галатова Е.А. Содержание тяжелых металлов в донных отложениях/ Е.А. Галатова // Журнал Аграрный вестник Урала. - 2008. -№8. - 82 с.
10. Гомолко Т.Н. Сравнительная оценка токсичности и опасности
смазочно-охлаждающих технологических составов на альтернативных тестмоделях [Электронный ресурс] / Гомолко Т.Н., Дроздова Е.В., Половинкин Л.В., Трейлиб В.В. - Электрон. текстовые дан. - Минск: 2013. - Режим доступа: http://vestnik.vsmu .by/downloads/2013/3/2013_12_3_137-142.pdf
01.05.2017.
11. Горячева И.Ю. Определение полиароматических углеводородов в продуктах питания и объектах окружающей среды методом поляризационного флуоресцентного иммуноанализа/ И.Ю. Горячева, С.А.Еремин, A&S Лобанова и др// Биомедицинский журнал. - 2007. - Т.8.05*
ГОСТ 17.1.5.01-80 - Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов^д^я анализа на загрязненность. - Москва: ИПК издательство стандартов. - 2002. - 7 с. ^
13. ГОСТ 17.1.3.05-82 - Общие^р ебования к охране поверхностных и подземных вод от загрязнения не тью и нефтепродуктами - Москва: Государственный комитет СССР по стандартйм:-1982. - №1243.
14. Донные отложения[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://dv-ecoanalytica.ru/analiz-pochv,-gruntov-i-donnyh-otlo 07.06.2017.
15. Донные отложения водоемов. - [Электронный ресурс]. -
Электрон. текстовые дан. - Москва: 2014. - Режим доступа:
http://studopedia.su/10_139077_donnie-otlozheniya-odoemov.html 07.06.2017.
16. Зинченко Т.Д. Биоиндикационная роль хирономид (Diptera, Chironomidae) в водных экосистемах: проблемы и перспективы / Т.Д. Зинченко // Успехи современной биол. Т. 129. - 2009. - № 3. - С. 257-270.
17. Клопотова Н.Г. Пушкарева Т.А., Групповой состав органических веществ донных отложений минерализованных озер минусинской котловины
18. Крамер Д.А. Оценка антропогенного воздействия на загрязнение донных отложений малых рек на примере г. Москвы: дис. ... канд. хим. наук. - Москва, 2015. - 16 с.
19. Крамер Д.А. Антропогнное загрязнение донных отложений малых рек / Д.А. Крамер, И.О. Тихонова // Башкирский химический журнал. Т.19. -
2012. - №4.- С. 29-34.
20. Крубер А.А. Общее землеведение / А.А. Крубер. - М. - Л: Государственно учебно-педагогическое издательство.- 1938.- 469 с.
21. Лабораторные исследования почвы, грунта, донных отложений [Электронный ресурс],^- Электрон. текстовые дан. - Санкт-Петербург: 2005. -
analysis/pochva/pochva.html 12.05.2017.
0го О
22. Лесников Л.А. О типах действия сточных вод на водоемы и
%
водные организмы / Л.А. Лесников // Вопросы рыбного хозяйства на внутренних водоемах СССР. Л., 19619^^. 265—276.
23. Линник П.Н. Формы миграЦифтяжелых металлов и их действие на гидробионтов / П.Н. Линник // Экспериментальная водная токсикология. Рига, 1986. - № 2. - С. 144—154.
24. Ляндзберг А.Р. Биоиндикация состояния пресного водоема с помощью донных организмов/ А.Р. Ляндзберг// Исследовательская работа школьников. - 2004. -№ 1, № 2.- 23 с.
25. Методические рекомендации по применению методов биотестирования для оценки качества воды в системах хозяйственнопитьевого водоснабжения/ Рахманин Ю.А., Ческис А.Б. // - Москва, 1995. - 87 с.
Методы сбора бентоса и планктона[Электронный ресурс]. - Электрон. текстовые дан. - Режим доступа: http://biofile.ru/bio/16852
20.03.2017.
28. РД118-02-90. Методическое руководство по биотестированию воды.- М.: Госкомприроды СССР, 1991. - 48 с.
29. Рыбалко А.Е. Основные сведения о тяжелых металлах[Электронный ресурс]/ А.Е. Рыбалко, Г.Т. Фрумин. - Электрон. текстовые дан. - Санкт-Петербург:2003. - Режим доступа: http://esimo.oceanography.ru/esp1/index.php?menu_code=3891&sea_code=1§ ion=8 07.04.2017.
30. Степанова Н.Ю. Обзор существующих подходов к нормированию донных отложений/ Н.Ю. Степанова // Успехи современной биологии, 2014, т.134. - №6. - C605-6J
31. Степанова Н.Ю. Экологические критерии нормирования нагрузки
О
на водоем в условиях его загрязнения возвратными водами: диссертация на
♦♦
соискание ученой степени кандидата биологических наук. Казанский государственный университет: дис.^*^^. биол. наук. Казань, 1999. - 151 с.
32. Строганов Н.С. ПринЦйпы^ оценки нормального и патологического состояния водоемов при химическом загрязнении / Н.С. Строганов // Теоретические вопросы водной токсикологии. Л, -1981. - С. 16— 29.
33. Строганов Н.С. Основные принципы биотестирования сточных вод и оценка качества вод природных водоемов / Н.С. Строганов, О.Ф. Филенко, Г.Д. Лебедева и др. // Теоретические вопросы биотестирования // Под ред. В.И. Лукьяненко. -Волгоград, 1983. - С. 21—29.
34. Теплая Г.А. Тяжелые металлы как фактор загрязнения окружающей среды / Г.А. Теплая // Астраханский вестник экологического образования. - 2013. - № 1 (23). - С. 183-194.
35. Толкачева В.В. Анализ токсичности природных вод методом биотестирования: автореферат диссертация на соискание ученой степени
кандидата биологических наук. Омский государственный педагогический университет. - Омск, 2004. - 24 с.
36. Флеров Б.А. зменение биологических показателей (плодовитости и размеров тела) поколений ветвистоусого рачка Ceriodaphnia affinis Lill. при сублетальном воздействии хозбытовых сточных вод и токсикантов/ Б.А. Флеров, В.А. Гремячих, Ю.Г. Изюмов // Токсикол. вест. - 2001. - № 6. - С.17-
21.
37. Флеров Б.А. Плодовитость и размеры Ceriodaphnia affinis Lill. в ряду поколений при действии бытовых сточных вод / Б.А. Флеров, В.А. Гремячих, Ю.Г. Изюмов // Изв. РАН. Сер. биол. - 2003. - №3. - С.375-377.
38. Флеро,^ Б.А. Физиология и токсикология пресноводных
животных/ Сборник/статей// Б.А. Флеров- Рыбинск: Изд-во ОАО «Рыбинский
дом печати». - 2007f- 337 с.
A. M. Bodergat, P. Carbonel, E.X. Garcia et al.// International Journal of Environmental Science and Technology. - 2013. - №10. - P. 1115-1128.
41. ASTM. Americans Standard Test Method for Measuring the Toxicity of Sediment-Associated Contaminants with Freshwater Invertebrate. - 2007. - E 1706-05. - P. 900-960.
42. ASTM. Standard Test Method for Measuring the Toxicity of Sediment-Associated Contaminants with Freshwater Invertebrates. Philadelphia, PA, USA, 2010. - E1706 - 05. - 118 p.
43. Banaszkiewicz T. Biological Evaluation of Soil Contamination around a Non-Operating Pesticide Tomb/ T. Banaszkiewicz, J. Szarek, K. Wysocki // Polish Journal of Environmental Studies. - 2011. - 20(2). - P. 485-488.
Chial B.Z. Cyst-based toxicity tests XVI. Sensitivity comparison of the solid-phase Heterocypris incongruens microbiotest with the Hyalella azteca and Chironomus 16 riparius contact assays on freshwater sediments from Peninsula harbour (Ontaria). / B.Z. Chial, G^PeTsoone and C.Blaise // Chemosphere, 2003a.-
its4*9je__ _
States Metropolitan Areas: Part II—Sediment^Tox^ity to the Amphipod Hyalella azteca and the Midge Chironomus dilutus/ C.G. Ingersoll, N.E. Kemble, D. K. Hardesty, J. L. K., P. K. Sibley, D. L. Calhoun, R. J. Gilliom, K. M. Kuivila, L. H. Nowell, P. W. Moran// Arch Environ Contam Toxicol. - 2013. - 64. - P. 52-64.
49. Ingersoll C.G. Evaluation of Toxicity to the Amphipod, Hyalella azteca, and to the Midge, Chironomus dilutus; and Bioaccumulation by the Oligochaete, Lumbriculus variegatus, with Exposure to PCB-Contaminated Sediments from Anniston, Alabama/ C. G. Ingersoll, J. A. Steevens, and D. D. MacDonald Ingersoll, C.G., Steevens, J.A., and MacDonald, D.D., eds.// Evaluation of toxicity to the amphipod, Hyalella azteca, and to the midge, Chironomus dilutus; and bioaccumulation by the oligochaete, Lumbriculus variegatus, with exposure to PCB-contaminated sediments from Anniston,
Alabama: U.S. Geological Survey Scientific Investigations Report 2013-5125. -
2014. - 122 p.
50. Ingersoll CG. Testing sediment toxicity with Hyalella azteca (Amphipoda) and Chironomus riparius (Diptera). In: Landis WG, van der Schalie WH eds, Aquatic Toxicology and Risk Assessment: Thirteenth Volume. STP 1096. / CG Ingersoll, MK Nelson //an Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 1990. - Р. 93-109.
51. ISO. Water quality -- Determination of fresh water sediment toxicity to
Heterocypris incongruens (Crustacea.Ostracoda). - 14371:2012.
http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber= 54612.
52. Namiesnik J. Determination of EC50 toxicity data of selected heavy metals toward Heterocypris incongruensand their comparison to direct-contact and microbiotests/ J. Namiesnik, B>Kudlak, L. Wolska // Environmental Monitoring and Assessment. - 2011. - 17