Закономерности и факторы устойчивости пресноводных экосистем к антропогенному загрязнению

• Автор: Заличева, Ирина Николаевна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 411 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Материал и методы

Глава 2. Зональные особенности устойчивости водных биоценозов к

антропогенной токсикологической нагрузке

2.1. Актуальность проблемы зональной токсикорезистентности пресноводных экосистем (литературный обзор)
2.2. Влияние абиотических и биотических факторов водной среды на устойчивость гидробионтов к антропогенной интоксикации

2.3. Зональная характеристика токсикорезистентности пресноводных биоценозов

Глава 3. Хронобиологические закономерности устойчивости пресноводных

экосистем к антропогенной токсикологической нагрузке

3.1. Окологодовые ритмы и токсикорезистентность водных биоценозов (литературный обзор)
3.2. Возрастная и сезонная резистентность гидробионтов к токсическому воздействию в онтогенезе
3.3. Сезонная динамика популяционной токсикорезистентности гидробионтов
3.4. Сезонные аспекты токсикорезистентности гидробионтов на ценотическом уровне
Глава 4. Популяционный уровень адаптационной пластичности гидробионтов в условиях антропогенного изменения абиотических факторов водной

среды
4.1. Адаптационные возможности гидробионтов к токсификации водной среды (литературный обзор)
4.2. Формирование популяционной нормы реакции планктонных организмов

на закисление водной среды
4.3. Популяционный адаптивный потенциал зоопланктонных организмов к

токсическому воздействию металлов

4.4. Оценка популяционной адаптации гидробионтов к интоксикации металлами на уровне межвидовых биотических связей с использованием показателя конкурентоспособности
4.5. Азональные факторы устойчивости природных популяций к токсическому воздействию металлов
4.6. Закономерности и особенности формирования региональной нормы реакции гидробионтов к природным компонентам антропогенного загрязнения (на примере металлов)
Глава 5. Эколого-токсикологические аспекты ацидификации водоемов
таежной природно-климатической зоны (на примере Карелии)
5.1. Анализ современного состояния проблемы ацидификации водных экосистем (литературный обзор)
5.2. Популяционная норма реакции регионально представительных и индикаторных гидробионтов на закисление водной среды
5.3. Экспериментальная оценка токсичности металлов при различном уровне закисления северотаежных водных экосистем
5.4. Зависимость токсичности органических поллютантов от pH и степени гумификации водоемов
5.5. Влияние на гидробионтов антропогенного поступления биогенов в условиях закисления водной среды
5.6. Оценка степени закисления поверхностных вод таежной зоны Европейского Севера России по зоопланктону
Глава 6. Экологические основы нормирования антропогенной

токсикологической нагрузки на пресноводные водоемы
Заключение
Выводы
Список литературы
Приложение

Введение
Устойчивое развитие требует, чтобы человечество не исчерпало регенерационные возможности природных комплексов. Несмотря на это, если в 1961 г. антропогенная нагрузка на биосферу соответствовала 70 % ее способности к восстановлению, то к 1999 г. - возросла до 120 % [Wackemagel, Schulz et al., 2002].
В биосферу уже введено более 4 млн. несвойственных ей химических соединений и ежегодно создается порядка 25 тыс. новых. Количество веществ, занесенных в класс поллютантов, составляет около 150 тыс., из них в водоемы поступает от 10 до 40 тыс. [Пашин, Козаченко и др., 1983; Лукьяненко, 1989]. В результате, в конце XX века для детоксикации загрязняющих веществ, попадающих со сбросами в водные экосистемы, был необходим практически весь устойчивый годовой сток страны [Лукьяненко, 1990; Славский, Антонников, 1990].
Не является исключением и Карелия. Наши собственные исследования (лаборатория экологической токсикологии и биомониторинга СевНИИРХ ПетрГУ), проведенные в 1986-1988 гг., показали, что только по сбросам от основных промышленных узлов региона токсикологическая нагрузка на загрязняемые акватории в 3-19 раз превосходит экологически допустимую. По более современным данным Министерства сельского, рыбного хозяйства и экологии РК масса загрязняющих веществ, сброшенных со сточными водами в поверхностные водные объекты в 2006 г. составила 243.02 млн.м3/год или порядка 0.95 т в сутки на одного жителя Республики. Значительная доля загрязнений поступает от неконтролируемых и слабо контролируемых источников: площадной сброс, сельское хозяйство, мелиорация, флот.
В целом, согласно комплексной оценке 32 % исследованных водных экосистем Карелии квалифицируются как слабозагрязненные, 60 % - как загрязненные и 8 % - очень загрязненные [Государственный доклад..., 2007].
На современном этапе экологическая ситуация все более осложняется и, зачастую, характеризуется регионально кризисными формами с неблагоприятным прогнозом. Загрязнение биосферы, в частности, металлами, приняло глобальный характер. Объем антропогенного поступления по отдельным элементам превышает их естественное поступление: по меди - в 12.3 раза, цинку - в 7.8, свинцу - в 22.0, ртути - в 9.5, никелю - в 5.0 раз и т.д. [Яблоков, Остроумов, 1985; Перевозников, Богданова, 1999, Папина, 2001]. Серьезную угрозу для внутренних водоемов представляют кислотные осадки, обусловливающие антропогенную ацидификацию водных экосистем. Проблема закисления наиболее актуальна для скандинавских стран, Англии, стран Балтии, а на
Большинство станций расположено в зоне горной тайги, за исключением реки Хамир и притока реки Кальджир, протекающих в лесостепной зоне. Монастырские и Сибинские озера расположены в степной зоне. Химическая характеристика и суммарное содержание хлорофилла отражают статус водоемов на день отбора проб (Приложение, табл. 2). Обследованные водоемы относятся в основном к гидрокарбонатному и сульфатному классу вод группы Са и Mg, от ксеногалобных до высокоминерализованных пресных вод, с жесткостью от очень мягкой до очень жесткой, по содержанию хлорофилла на период исследований - к олиготрофному и мезотрофному типу.
В качестве тест-реагентов использован достаточно широкий спектр токсикантов различной химической природы. Тест-объектом в исследованиях, за исключением одного модельного эксперимента, служил олиготоксобный вид Gammarus lacustris L. В каждом регионе для всех фоновых сред была использована одна и та же аборигенная популяция гаммарид (из оз. Карагайского на Южном Урале и из р. Филипповки - в ВКО), что дает возможность условно вычленить влияние на токсичность реагентов изучаемых абиотических и биотических факторов среды.
Результаты токсикометрии реагентов, представленные в Приложении (табл. 3 и 4), свидетельствуют о существенном влиянии качества фоновой среды на их токсичность для гаммарид. Так, например, в регионе Южного Урала максимальные различия по параметру LTjo составляют для никеля 7 раз, меди - 217, свинца - 42, прометрина - 5.5 раз; по коэффициенту персистентности (Кп) - для никеля - 25, меди - 20, свинца -55, прометрина -27 и бензина — 42 раз. В регионе ВКО на разных фоновых средах величина критической токсикологической нагрузки (КТН50) цинка максимально отличается в б раз, а различия по Кп достигают для меди 170, цинка - 29, свинца - 19, калия и солярки -17, ДДВФ - 250 раз.
Проведенный по экспериментальным данным парный корреляционный анализ показал, что все исследованные параметры фоновой среды (за исключением pH в регионе ВКО) в той или иной степени статистически достоверно влияют на токсичность различных реагентов (табл. 2.1 и 2.2). Если суммарное число исследованных токсикометрических параметров по всем реагентам принять за 100 % и рассчитать частоту статистически достоверного воздействия на их величину показателей водной среды, получаются следующие ряды абиотических и биотических (хлорофилл) факторов по их значимости в определении токсичности поллютантов: водоемы Южного Урала
минерализация (54 %) = Mg2+ (54 %) > жесткость (46 %) = SO42" (46 %) = Na++K+ ( 46 %) > СГ (39 %) > ПО (31 %) > НСОз' (23 %) = Са2+ (23 %) > pH (15 %) > хлорофилл (8 %) = СОз2’ (8 %).