Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
ТОКСИЧНОСТЬ СНЕЖНОГО ПОКРОВА ЙОШКАР-ОЛЫ (А.М. Сибагатуллина, доц., А.К. Сибагатуллина, студ. (ПЗ-13))
Населенные пункты, расположенные по берегам малых рек, отрицательно влияют на состояние воды, так как нарушается режим использования водоохранных зон и прибрежных полос. В речную воду попадают загрязненные дождевые и талые (снеговые) стоки с прилегающей территории. Для установления наиболее загрязненных участков водосборной площади реки Малая Кокшага в черте города Йошкар-Ола анализируются пробы снега, взятые на этих участках.Значительная часть загрязняющих веществ поступает в малые реки не от точечных источников, а с рассеянными (диффузными) стоками, формирующимися на водосборах рек. Индикатором загрязнения окружающей среды служит снег. Выбросы промышленных предприятий, автомобильные выхлопные газы и др., накапливаются в снегу в течение зимних месяцев. В нем загрязняющие вещества не только консервируются до начала снеготаяния, но и автоматически усредняются за весь зимний период. Дождевые и талые снеговые воды, стекающие с городских территорий, являются существенным источником загрязнения малых рек. Поэтому необходимо иметь точную и достоверную информацию об источниках их загрязнения и объемах поступления в них, загрязняющих ингредиентов.
Цель - оценка качества снежного покрова водосборной площади реки Малая Кокшага в черте города Йошкар-Олы для выявления закономерностей в их колебании и построения прогнозных моделей.
Исходные материалы и методы исследования. Город Йошкар-Ола - столица республики Марий Эл, расположена в среднем течении р. Малая Кокшага. Питание реки осуществляется преимущественно талыми, ливневыми водами, и в незначительной степени - грунтовыми. В настоящее время влияние города сказывается отрицательно на состоянии качества воды реки. На водосборной площади р. Малая Кокшага в черте города были выбраны 12 точек отбора проб снега (рис. 1).
Рис. 1. Карта г. Йошкар-Ола и точки отбора проб снега
Пробы снега отбирались весной 2006-2009 годов в период с 15 марта по 15 апреля. Сбор образцов снежного покрова производился в заранее выбранных районах города на участках, где отсутствуют, какие либо следы деятельности человека и выгула домашних животных. Отобранные пробы снега направлялись на биотестирование по методике [1]. Для биотестирования проб талой снеговой воды выбран тест-организм одноклеточная зелёная водоросль Chlorella vulgaris.
Для опытов была взята минеральная питательная среда Тамия. Наращивание исходной чистой культуры водоросли производилось в культиваторе КВ-05. Как реактор использовалась прозрачная бутыль из бесцветного стекла емкостью 400 мл. В реактор водоросли засевали с начальной оптической плотностью 0,020 ± 0,005 (при длине волны 670 нм). Для этого в 150 мл 50 %- ой питательной среды Тамия (среда Тамия разбавленная дистиллированной водой в два раза) вносилось 15 мл суспензии водоросли, профильтрованной через четыре слоя марли, с оптической плотностью 0,220. В процессе культивирования суспензия водоросли облучалась светом лампы накаливания 40 Вт и 220В, установленной над реактором. Культура выращивалась в полустационарном режиме, с ежедневным пересевом в свежую среду. Такой режим культивирования позволял без соблюдения условий стерильности поддерживать культуру водоросли в чистоте.
Для замера оптической плотности суспензии водоросли был прибор ИПТ-02. Через оптическую плотность определяли изменение численности клеток в процессе роста исходной культуры водоросли. Свсжевыращенная культура водоросли фильтровалась через четыре слоя марли и разбавлялась 50 % -ой питательной средой Тамия до оптической плотности 0,125 (670 нм). Полученная культура водоросли разливалась по одному миллилитру шприцом-дозатором в каждые 24 мл тестируемые пробы талых снеговых вод и одна контрольная проба, при этом они разбавлялись в 25 раз до оптической плотности 0,005 (670нм) и концентрации среды Тамия 2 %. Для контрольной пробы использовали дистиллированную воду. Далее эти суспензии водоросли разливались шприцом-дозатором в объеме 6 мл (пенициллиновый флакон). В каждом точке отбора проб снега выполнялось по три варианта опытов, а заправленные и закрытые полиэтиленовыми пробками с отверстиями 6 мм флаконы равномерно размещались в многокюветный культиватор. До размещения в культиватор, во флаконах с тестируемыми пробами воды, замеряли оптическую плотность суспензии водорослей. Через 22 часа после культивирования во флаконах с тестируемыми пробами воды снова замеряли оптическую плотность водорослей. Данные измерений заносились в журнал наблюдений с точностью ± 0,001 (670нм). Прирост водоросли Chlorella vulgaris в исследуемых пробах талой воды определялся как отношение оптической плотности суспензии водоросли после культивирования к оптической плотности суспензии водоросли до него.
Динамика прироста водоросли воде показана на рисунке 2.
Рис. 2. График изменения прироста водоросли по точкам отбора снега по годам
Максимальные значения прироста водоросли зафиксированы в точках отбора проб снега № 3, 10, что свидетельствует о незначительном загрязнении снежного покрова в этих районах. Относительная погрешность оптической плотности водоросли составила до культивирования (3,55 - 22,57)%, после культивирования (2,06 - 18,0)%, а прироста водоросли (11,21 - 25,62)% [2, 4].
Прогноз динамики относительного прироста водоросли в пробах талой воды для точки № 1 (рис.3, а), и для всей водосборной площади реки Малая Кокшага в черте г. Йошкар-Ола, (рис. 3, б) на 2010-2012 гг.
Рис. 3. Прогноз прироста водоросли
Рис. 4. Токсичность проб талой снеговой воды
Загрязненность снежного покрова в районе точки отбора № 1 (район ж/д вокзала и Витаминного завода) возрастает.
Оценка токсичности тестируемой пробы талой воды проводилось на основе критерия достоверности различий между показателями прироста численности клеток водорослей в контроле и в опыте.
Пробы, критерий достоверности которых выше стандартного значения Стьюдента, являются загрязненными (токсичными) (рис. 4).
За 2008 год все тестируемые пробы талой воды токсичны.
Выводы. Метод биотестирования с использованием в тест-организма одноклеточной зелёной водоросли Chlorella vulgaris является простым и недорогим для оценки качества снеговой талой воды в короткий промежуток времени.
В такой воде содержится большое количество вредных веществ, выпавших из атмосферы с выбросами промышленных предприятий и накопившихся в снегу зимой. При этом количество вредных веществ и токсичность отличаются в районах города. Пробы талой воды оказались токсичными.
Литература
- Григорьев, Ю.С. Методические рекомендации по проведению практических работ по экологии на базе учебной экологической лаборатории / Ю.С. Григорьев, И.К. Григорьева. - Красноярск: КГУ, 2002.- 74с.
- Зобов, В.В. Методические указания по биотестированию природных и сточных вод / В.В. Зобов, Н.Ю.Степанова, А.М.Петров, Селивановская С.Ю., 1997. - С.16.
- Мазуркин, П.М. Определение экологического состояния речной воды по обобщенному показателю загрязненности /П.М. Мазуркин, А.М. Сибагатуллина // Водное хозяйство России. - 2008. - № 1. - С. 37-48
- Савчук, В.П. Обработка результатов измерений. Физическая лаборатория. Учебное пособие. / В.П Савчук .- Одесса: ОНПУ, 2002. - 54 с.