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).

5

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.

4

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.

6

Рис. 3. Прогноз прироста водоросли

6

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

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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
  4. Савчук, В.П. Обработка результатов измерений. Физическая лаборатория. Учебное пособие. / В.П Савчук .- Одесса: ОНПУ, 2002. - 54 с.

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074