Полная версия

Главная arrow Экология arrow ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ ВОДОЕМОВ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Методическая схема комплексного исследования загрязнений на рыбохозяйственных водоёмах (по А.Г. Гусеву, 1975)

Задачей рыбохозяйственной науки является не только разработка ПДК, но и проведение более широких исследований по проблеме охраны рыбохозяйственных водоёмов от загрязнения. Это может быть достигнуто только в результате использования комплексного метода исследований.

Этот метод включает в себя изучение химического состава сточных вод и других загрязнений, поступающих в водоёмы, влияние их на гидрологический, гидрохимический, микробиологический режимы водоёмов, на фито- и зоопланктон, бентос, ихтиофауну, высшую растительность, исследования растительных, бактериальных и животных обрастаний, изменений в рыбном хозяйстве и промысле (влияние на численность рыб, уловы, на товарные качества, на нерестилища, миграции рыб и т.д.) и распределение рыб и других гидробионтов в зависимости от разведения загрязнений. Одновременно в лабораторном и полевом экспериментах изучают влияние загрязнений и их отдельных компонентов на водные организмы, их развитие, потомство, среду обитания с целью установления ПДК, нормирования качества воды рыбохозяйственных водоёмов и предела очистки сточных вод и других загрязнений перед сбросом их в водоёмы. Данный метод даст возможность получить полное представление о характере и степени воздействия загрязнений на жизнь водоёмов в целом. Схемой рекомендуется пять основных разделов (направлений) исследований.

Первый раздел. Здесь рекомендуется на основании обследования и литературных источников выявить основные очаги загрязнения обследуемых водоёмов, процессы, при которых образуются сточные воды и другие загрязнения, установить их общее количество и количество на единицу продукции, а также состояние очистки, сброса и условий смещения загрязнений в водоёме, то есть внимание исследователей фиксируется на источниках загрязнения водоёмов. Это даст возможность рекомендовать пути дальнейшего проведения работ по совершенствованию технологических процессов, организации сброса и смешения загрязнений в целях снижения отрицательного их воздействия на водоём. Схемой предусматривается также установление состава и физико-химических свойств загрязнений и их компонентов для того, чтобы выявить их биологическую активность (токсичность), возможное влияние на водные организмы, среду их обитания и характер изменений этих загрязнений при поступлении в водоёмы распад на ионы, изменение структуры, валентности и т.д.). Особое внимание обращается на исследование БПК и стабильности загрязнений для выявления скорости и степени их разрушения в водоёме и влияния на процессы самоочищения,

Второй раздел. В этом разделе рассматривается влияние загрязнений на среду обитания водных организмов. Рекомендуется в первую очередь выявить гидрологические изменения, происходящие в водоёме под влиянием загрязнений (изменение течений, глубин, ледового покрова, образование наносов и т.д.) и изменения физических свойств воды (запаха, вкуса и др.). Отрицательное воздействие ряда загрязнений части в большей степени сказывается не на химических, а на физических свойствах воды. Например, со сточными водами горно-обрабатывающих предприятий в водоёмы вносятся главным образом взвешенные вещества, изменяющие цветность и прозрачность воды и образующие иногда мощные отложения. Загрязнение водоемов стоками, содержащими пахнущие вещества, проще улавливается по физическим, чем по другим показателям и т.д.

При исследовании химических свойств воды и её состава рекомендуется особое внимание обратить на газовый режим водоёмов, прежде всего на содержание кислорода, а также на БПК. Установление БПК особенно необходимо при органическом загрязнении для выяснения скорости протекания биохимических процессов и процессов минерализации органического вещества. Для этих же целей необходимо наблюдать за процессами нитрификации. Под влиянием сточных вод в водоёме изменяются не только физико-химические свойства воды, но нередко и её состав. Поэтому схемой предусматривается изучение состава поды и установление наличия в ней специфических ингредиентов сточных вод и других загрязнении, выявленных работами, проведёнными по первому разделу схемы (рис. 1).

Рекомендуется также изучение состава и физико-химических свойств грунтов и донных отложений, образование которых, как уже отмечалось, часто ведёт к ухудшению условий обитания дойных организмов, а порой и к полному уничтожению бентоса. Кроме того, протекающие в них биохимические процессы могут приводить к образованию новых веществ, вызывающих вторичное загрязнение водоёмов. Некоторые загрязнения поглощаются и накапливаются в грунтах.

Третий раздел. Для выявления прямого и косвенного влияния загрязнений на водные организмы рекомендуется проведение на водоёмах микробиологических, гидробиологических и ихтиологических исследований.

Во время этих работ определяют степень и характер воздействия загрязнений на микрофлору (ход процессов самоочищения), фитопланктон, зоопланктон, бентос и рыб на разных участках водоёма выше и ниже места поступления загрязнений. Выявляют количественные и качественные изменения в их составе, в составе обраста-

Методическая схема комплексного исследования влияния загрязнений на рыбохозяйственные водоёмы ний, биоценозов и кормовой базе

Рис. 1. Методическая схема комплексного исследования влияния загрязнений на рыбохозяйственные водоёмы ний, биоценозов и кормовой базе. При этом обязательным должно быть определение видового состава гидробионтов. Ограничиваться только такими определениями, как олигохеты, тендипедиды и т.п., недостаточно. Среди тех и других имеются организмы — показатели загрязнения от олигосапробности до полисапробности. Предусматривается также проведение на водоёмах садковых опытов с рыбами для установления влияния загрязнений на их жизнедеятельность, вкусовые и товарные качества, а также опытов по определению влияния воды на водные организмы для установления её токсичности.

Четвёртый раздел. Предусматривается изучение влияния загрязнений на рыбное хозяйство и промысел.

Исследуется степень и характер загрязнения нерестилищ, миграционных путей, мест промысла рыб, влияние загрязнений на распределение рыб в водоёмах, на орудия лова, на запасы и уловы рыб. Собираются необходимые материалы в рыбохозяйственных и контролирующих организациях и подводятся контрольные отловы.

Путём проведения исследований по второму, третьему и четвёртому разделам схемы выявляют прямое и косвенное влияние (через изменившуюся среду) загрязнений на флору и фауну водоёмов, степень нарушения сложившихся биотических взаимоотношений между организмами и условий их обитания. В итоге как показано на схеме, это может привести к изменению и смене биоценозов — исчезновению одних видов (чаще всего ценных видов рыб) и замене их другими, а иногда и к полному их уничтожению. Данные этих исследований дают обоснованные материалы для определения требований к очистке и спуску сточных вод и других загрязнений в водоёмы. Желательно, чтобы полевые исследования на водоёмах проводились систематически в разные сезоны года и обязательно в летнюю и зимнюю межень при низких горизонтах воды. Результаты таких исследований могут быть использованы для нормирования и проверки применения нормативов в естественных условиях на водоёмах.

Пятый раздел. Предусматривается проведение экспериментальных исследований по токсикологической оценке загрязнений, их компонентов и комплексов с целью установления предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде рыбохозяйственных водоёмов. Начинают работы с выявления физико-химических свойств изучаемых токсикантов на основе материалов, полученных по первому разделу схемы путём дополнительных исследований. Для характеристики этих веществ необходимо получить данные по следующим основным показателям: растворимость, летучесть, стабильность в воде, влияние на физико-химические свойства воды (pH, газовый и минеральный режимы, динамику кислорода и БПК, процессы самоочищения, нитрификации), способность аккумуляции веществ в грунтах и в организмах. Определение последнего показателя особенно важно, так как многие вещества, как известно, накапливаются в организмах и передаются по трофическим цепям, причём эти факты выявляются только в длительных экспериментах.

Следующим этапом работ является подбор и подготовка водных организмов к опыту. Исходя из необходимости охраны основных звеньев процесса биологического круговорота веществ в водоёме, токсические опыты по установлению ПДК целесообразно проводить с представителями организмов этих звеньев, то есть с представителями организмов, участвующих в процессах самоочищения воды, создания первичной продукции, и наиболее важного звена круговорота веществ — с представителями кормовых беспозвоночных и рыб. Такие организмы принято называть представительными организмами. Наиболее чувствительные организмы, быстро реагирующие на токсические вещества вследствие своих физиологических особенностей, называют обычно индикаторными организмами.

Некоторые организмы можно использовать и в качестве представительных и в качестве индикаторных, Например, дафнии (D. magna и D. longispina) при изучении влияния токсической среды или вещества на развитие и потомство организмов планктона в длительном опыте используются как представительные организмы, в кратковременных опытах по установлению токсичности водной среды — как индикаторные организмы. Из представительных организмов в качестве подопытных следует отбирать такие чувствительные организмы, которые легко приспосабливаются к аквариальным условиям и на которых можно проследить воздействие токсического вещества или среды по возможности в течение всего цикла развития.

Разные виды гидробионтов обладают разной чувствительностью к одному и тому же веществу. Поэтому подбор тест-организмов для опытов весьма труден. По этой причине трудно рекомендовать какой- либо набор тест-организмов. Однако можно назвать некоторые гидробионты, наиболее часто используемые в токсикологических работах. Из представителей планктона и бентоса это зелёные и синезелёные водоросли, дафнии, циклопы, олигохеты, гаммариды, личинки поденок, хирономид, ручейников, некоторые моллюски. В опытах с рыбами целесообразнее всего использовать промысловых рыб или близко стоящих к ним, их молодь, мальков, личинок, икру. По чувствительности к большинству токсических веществ Н.С. Строганов (1971) подразделяет рыб на три группы: высокочувствительные (лососёвые, щиповка, плотва, пескарь, голец, верховка, судак), средней чувствительности (окунь, краснопёрка, голавль в возрасте 1+, подкаменщик, лещ, гольян, уклея), слабочувствительные (голавль в возрасте 2+ и старше, карась, карп).

Перед постановкой опытов водные организмы предварительно выдерживают в течение 15-30 суток с бассейнах с чистой водой, которая в дальнейшем будет использоваться для приготовления опытных растворов исследуемых токсических веществ или сточных вод. Наиболее целесообразно, как отмечалось выше, использовать для опытов воду с небольшой минерализацией. Рыб следует выдерживать в течение такого времени, чтобы они начали прибавлять в весе, обычно это 20-30 суток. Выдерживание необходимо потому, что при переносе водных организмов из водоёма сразу в опытные бассейны без предварительного привыкания их к новым условиям в опытах обычно получаются нестабильные результаты, так как аквариумная физиологическая норма организма отличается от природной.

Наблюдения за влиянием изучаемых токсикантов на обмен веществ ведут по показателям роста, интенсивности питания, прироста живой массы, изменения газообмена, потребления кислорода. Для более углублённого понимания механизма действия изучаемых веществ на гидробионтов и более точного установления ПДК ведут также наблюдения за влиянием их па показатели крови, на различные системы, ткани и органы и проводят гистохимический анализ половых желёз, печени, почек. Могут быть использованы и другие показатели. Основными показателями биологического благополучия особи и вида являются выживаемость, обмен веществ, размножение, плодовитость и качество потомства.

Сравнительно хорошо отработаны методы постановки длительных опытов на выживаемость с дафниями, прудовиками, унио, мальками плотвы, окуня, пескаря, щуки, судака, форели, пеляди, карпа, а также с сеголетками и взрослыми особями тех же рыб. Эмбриональное развитие от момента оплодотворения до выклева и начала активного питания может быть прослежено в опытах с икрой щуки, судака, плотвы, окуня, корюшки, форели, пеляди, карпа и на развитии прудовика. Опыты на плодовитость (время наступления плодовитости, количество яиц и нарождающейся молоди, качества её) хорошо проводить с дафниями на нескольких поколениях и с гуппи. Могут быть использованы и прудовики.

В опытах по влиянию токсикантов на развитие общего числа микроорганизмов, сапрофитов, а в специальных случаях бактерий, разрушающих клетчатку, лигнин, фенолы, нефтепродукты и т.п., а также на динамику ВПК и нитрификацию и на развитие, водорослей можно получить представление о степени воздействия изучаемых веществ на процессы самоочищения и образования первичной продукции. Все эти исследования проводят путём постановки острых, подострых и длительных опытов с водными организмами.

Острый опыт ставят в целях установления смертельной концентрации сточной воды или токсических веществ для всех (LDm) или 50% (LD$0) опытных организмов за определённый отрезок времени. Продолжительность его от нескольких часов до 3-5 дней в зависимости от токсичности исследуемых веществ или сточных вод.

В подострых опытах продолжительностью до 30-45 суток определяют кумулятивные свойства изучаемых веществ, изучают характер действия их па организмы, выявляют поражаемые органы и системы организмов с целью выбора наиболее чувствительных тестон для проведения длительных опытов.

Длительный (хронический) опыт с кормовыми беспозвоночными и икрой проводят в течение всего цикла их развития, а с рыбами — в течение 6-8, максимум 10 месяцев. Более продолжительные опыты схемой, нс предусматриваются, так как в дальнейшем может действовать фактор полового развития и приспособления к новым условиям среды.

Если исследования проводят с веществами, свойства и токсичность которых достаточно изучены, то постановка острых и подострых опытов не обязательна, можно ограничиться проведением только длительных опытов.

В итоге работ по данному разделу схемы выявляется общая токсичность изучаемых загрязнений или отдельных их компонентов (загрязнителей) максимально недействующие их концентрации для отдельных биологических звеньев, лимитирующие показатели вредности в безвредные их концентрации по наиболее слабому биологическому звену. На основе этих данных, как указывалось выше, можно установить ПДК исследованных вредных веществ в воде рыбохозяйственных водоёмов.

Проведением работ по данному разделу схемы можно установить также токсичность отдельных концентраций сточных воя, пользуясь методом кратного их разведения и 2, 4, 8, 16 и т.д. раз. После установления в остром опыте интервала, в пределах которого наблюдается исчезновение токсичности сточных вод, проводят подострые и длительные опыты с концентрациями сточных вод, выявленных в этом интервале. Суммарную токсичность сточных вбд действующих предприятий определяют по всем разделам схемы.

Токсичность сточных вод проектируемых предприятий может быть установлена на основании изучения экспериментальным путём токсичности их ингредиентов, которые, по данным технологов, будут входить в каких-то соотношениях в состав этих сточных вод. Естественно, что в этом случае работы следует проводить по пятому разделу схемы. Одновременно устанавливают и ПДК, этих ингредиентов. Итоговые материалы, полученные в результате проведения комплексных работ, дают возможность не только установить токсичность и ПДК вредных веществ и сточных вод в воде рыбохозяйственных водоёмов и влияние их на водоёмы, но и разработать мероприятия по прекращению и предотвращению их загрязнения.

По данной схеме разработаны биологически обоснованные нормативы для сточных вод различных отраслей промышленности, требования к качеству воды в рыбохозяйственных водоёмах, установлен ряд предельно допустимых концентраций вредных веществ, условия спуска сточных вод в водоёмы и ряд мероприятий по охране конкретных водоёмов. На основе проведения работ по этой схеме получили разрешение и некоторые теоретические вопросы водной токсикологии.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>