Оценка содержания и миграция тяжелых металлов в экосистемах Волгоградского водохранилища

• Автор: Болотов, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Источники поступление тяжелых металлов в водоем и их распределение по компонентам экосистем
1.1 Источники загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и их действие в экосистеме водоема
1.2 Основные факторы, влияющие на форму пребывания тяжелых металлов в водных экосистемах. Особенности концентрирования тяжелых металлов различными представителями ихтиофауны
1.3 Нормативы, регламентирующие содержание загрязнителей в воде и донных отложений водоемов
Глава 2. Методические основы эколого-геохимических исследований Волгоградского водохранилища
2.1 Характеристика Волгоградского Водохранилища. Гидрохимический режим водохранилища, оказывающий влияние на состояние экосистем
2.2 Объекты и методы исследований
Глава 3. Геохимическое состояние различных компонентов Волгоградского
вод охран ил и ща
3.1 Пространственно-временная вариабельность содержания тяжелых металлов в воде, береговом грунте и донных отложениях Волгоградского водохранилища
3.2 Содержание тяжелых металлов в высшей водной растительности
3.3 Аккумуляция тяжелых металлов в тканях и органах разных видов рыб
Практическая значимость исследований
Выводы
Список источников литературы
Приложения
Введение
Актуальность исследования.
Загрязнение водных экосистем токсичными веществами является одной из глобальных проблем современности. Для сохранения устойчивости водных экосистем, способности к самовосстановлению и саморегуляции, в условиях постоянного техногенного воздействия, наряду с контролем содержания токсикантов в компонентах экосистем, необходимо изучать особенности их аккумуляции и миграции [1,51, 99].
После попадания в поверхностные воды токсичные вещества концентрируются в ее компонентах и служат причиной повторного загрязнения, что в итоге приводит к неблагоприятным последствиям в жизнедеятельности биоты и нарушению устойчивость экосистемы в целом.
Поступление токсичных элементов можно контролировать, однако прогноз их распространение по различным компонентам водной экосистемы вызывает затруднения.
Механизмы, контролирующие мобилизацию и вовлечение масс химических элементов в водную миграцию, недостаточно ясны. Сказанное в особенности справедливо по отношению к группе тяжелых металлов (ТМ), большая часть которых находится в состоянии рассеяния [2, 47]. Как отмечают многие авторы, ТМ не подвергаются биодеградации, они способны к долговременному влиянию на водные биоценозы, так как длительное время сохраняют свою активность и обладают кумулятивным эффектом [33, 34, 56].
Концентрация ТМ в природных средах варьирует. Хотя живые организмы адаптировались к особенностям нахождения ТМ и довольно толерантны к колебаниям их содержания, однако высокие концентрации металлов оказывают угнетающее и в некоторых случаях токсическое действие [6, 49, 97].
Особого внимания в связи с загрязнением ТМ требуют водоемы, площадь водосбора которых включает промышленно развитые территории. Примером такого водоема является Волгоградское водохранилище.
В Волжском каскаде оно является самым южным, замыкающим и, в определенной мере, аккумулирующим потоки веществ из выше расположенных участков бассейна. Одновременно Волгоградское водохранилище - это водоем, имеющий большое хозяйственное значение как источник питьевого водоснабжения многочисленных населенных пунктов, в том числе таких крупных городов как Волгоград, Саратов, Волжский и Камышин. Расположение водохранилища в аридном климате обуславливает широкое использование его воды для орошения [3, 17, 79].
Для определения путей миграции ТМ в экосистемах Волгоградского водохранилища в условиях техногенного воздействия необходимо изучение содержания и распределения ТМ в воде и донных отложениях (ДО), а также поступления элементов в высшую водную растительность (ВВР) и различные виды ихтиофауны.
Цель работы заключалась в изучении закономерностей -миграции и распределения Си, Сг, Мп, Тп и Бе в компонентах экосистем Волгоградского водохранилища.
Задачи исследования:
1. Определить уровни содержания Си, РЬ, Сб, Мп, Ъа, Бе и их пространственно-временное распространение в разных компонентах водных экосистем Волгоградского водохранилища
2. Оценить влияние гранулометрического состава донных отложений на содержание и распределение ТМ.
3. Определить роль ВВР в исследовании антропогенной составляющей геохимических циклов и выявить виды макрофитов водохранилища наиболее информативные для экологического мониторинга.
Основы нормирования в санитарной охране водоёмов базируются на ПДК отдельных вредных веществ, поступающих в водоёмы.’ Профессором С.Н. Черкинским была предложена методика расчёта условий спуска производственных сточных вод при совместном присутствии в них нескольких вредных веществ [158]. В соответствии с этой методикой сумма концентраций всех веществ, выраженных в долях от соответствующих ПДК для каждого вещества в отдельности, не должна превышать единицы. Общая относительная концентрация вредных веществ в воде питьевого хозяйственного назначения, не должна превышать единицы. Суммарный эффект воздействия на санитарное состояние водоёма нескольких вредных веществ определяется по формуле:
где Сг - концентрация вредных веществ в воде водоёма; Спдк - ПДК, установленные для соответствующих вредных веществ в воде водоёма.
Основные ПДК и ПДК р.з. (ПДК рыбохозяйственного водопользования) приведены в таблице 7.
Как видно из данной таблицы нормативы ПДК рыбохозяйственного водопользования подчас значительно строже ПДК культурно - бытового и хозяйственно - питьевого значения. Это обусловлено тем, что ПДК р.з. позиций. Как, например это обусловливается тем, что ПДК р.з. разрабатываются при условии, что природный водоем является средой обитания для водных организмов.
Поэтому содержащиеся в нем химические элементы и их соединения оказывают постоянное воздействие на живых обитателей. Таким образом, этот норматив определяет предельное содержание веществ, при котором обитание в этой среде возможно для живых организмов, с учетом того, что при этом уровне не наблюдается гибель рыбы.
С другой стороны определение данного норматива связано со свойством накопления ТМ в организме. Как известно в экосистеме осуществляется перенос энергии и различных веществ с одного трофического уровня на другой, более