Авг 20 2001

УРОВЕНЬ НАКОПЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ В ГИДРОБИОНТАХ

УРОВЕНЬ НАКОПЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ В ГИДРОБИОНТАХ

КАК ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ ВОДОЕМОВ

И ВОДОТОКОВ

Н.Н. Зубкова

Институт зоологии Академии наук Республики Молдова, Кишинев

Сложность оценки качества воды и определения допустимых пределов изменения содержания тяжелых металлов в водных экосистемах обусловлена рядом специфических особенностей. Во-первых, металлы не разрушаются в окружающей среде, они могут лишь переходить из одного состояния в другое. К тому же они одновременно могут мигрировать в нескольких состояниях: растворённом, взвешенном, коллоидном, которые в свою очередь подразделяются на многочисленные группы форм - ионные, комплексы с органическими и неорганическими лигандами и др.

Действие отдельных форм на гидробионты и качество воды, в целом, различно и зачастую полностью противоположно, к тому же выделение той или иной формы элементов не всегда возможно. Для многих металлов еще не до конца установлена роль в тех или иных биохимических и физиологических процессах, наблюдается определенное противоречие между реальным природным состоянием ряда элементов в природных водах и их формами, заложенными в нормативы [4,6].

Действие металлов зависит от множества факторов: наличия других элементов, величины жесткости, рН, температуры воды, токсикорезистентности различных групп и возрастов самих гидробионтов.

Основываясь на одной из главных концепций геохимической экологии и биогеохимии, согласно которой организмы и биоценозы не только адаптируются к химическим факторам среды, но в свою очередь реально изменяют её состав в соответствии с потребностями живого к развитию и воспроизводству, С.А. Патин [4] пришел к выводу о необходимости наряду с токсикологическими методами установления допустимых концентраций использовать и биогеохимические. Особенно это важно для металлов, которые являются одновременно и естественными природными компонентами окружающей среды и антропогенными, т.е. элемен-

тами, для которых важно определить экологически толерантные диапазоны естественной изменчивости их содержания. Границы данных диапазонов обусловлены региональными особенностями экосистем.

Верхние пределы автор предлагает считать максимально-допусти-мой концентрацией элементов для экосистемы, так как они отражают естественную ситуацию конкретной системы, когда ее стабильность в целом не разрушается.

Многочисленные исследования воздействия металлов на гидробионтов свидетельствуют о том, что переход от полезного к вредному эффекту совершается в узком диапазоне концентраций. При этом зачастую оптимальные концентрации для одних организмов являются токсичными или недостаточными для других [4,6].

Одним из критериев допустимых уровней содержания металлов в водных объектах является также выявление корреляционных зависимостей между интенсивностью биопродуцирования гидробионтов в экосистеме и их концентрацией. Но в данном случае необходим учет многофакторного воздействия природных условий на внутриводоемные процессы, а также физиолого-биохимические характеристики гидробионтов, в противном случае можно получить необъективную оценку ситуации. К тому же выявление корреляции более приемлемо для веществ неприродного характера, оказывающих одностороннее (токсическое) воздействие, или наоборот, природных биогенных элементов, стимулирующих развитие. Металлы являются одновременно и жизненно необходимыми и токсическими компонентами, поэтому применение данного метода затруднено.

Для оценки экологического состояния основных водоемов и водотоков Молдовы по уровню содержания металлов нами были обобщены имеющиеся материалы по распределению и миграции металлов за последние 20 лет в Дубэсарском и Костештском водохранилищах, в реках Днестр и Прут [1,2]. Исследовано накопление металлов в гидробионтах и проведена серия экспериментов по оценке влияния металлов на величину первичной продукции и деструкции органического вещества.

Металлы (Mn, Pb, Fe, Ti, Ni, Mo, V, Cd, Cr, Cu, Zn, Sn, Bi, Ag) определяли химическим, химико-спектральным, атомно-абсорбционными и ренгено-флюоресцентным методами [5]. Величина первичной продукции и деструкции органического вещества в экспериментах определялась по общепринятому скляночному методу [5].

Результаты экспериментальных работ показали, что зарегистрированные концентрации металлов в последние три года (за исключением отдельных случаев, когда содержание никеля и цинка в низовье р.Днестр, и никеля и кадмия летом в р. Прут) были вполне благоприятны и не могли оказать отрицательное воздействие на продукционно-деструкционные процессы исследованных водных объектов Молдовы.

Исследование динамики накопления микроэлементов в макрофитах и зообентосе показало, что более чем в 80 % случаев уровень содержания металлов не выходит за пределы таковых для относительно чистых вод. В то же время содержание меди, никеля, свинца и кадмия в моллюсках и концентрации меди, никеля и свинца в тканях рыб в 5-15 % случаев (чаще в печени и коже рыб) превышают нормативы для рыбопродуктов, что свидетельствует о загрязненности воды этими металлами.

Исследование накопления микроэлементов в гидробионтах, органах и тканях рыб, а также эксперименты по воздействию микроэлементов на продукционно-деструкционные процессы свидетельствуют о том, что методика украинских гидробиологов [3] в настоящее более приемлема для комплексной оценки воды по содержанию металлов, согласно которой вода рек и водохранилищ Молдовы в последние годы чаще характеризуется как слабо и умеренно загрязненная.

Таблица. Диапазон колебаний концентраций металлов (mg/dm3б в числителе) и класс качества воды (в знаменателе) водоемов и водотоков Молдовы, согласно классификации [3]

Zn

Pb

Ni

Cu

Cd

р. Днестр

1998-2001

7,5-40,7

3b-4b

1,4-4,1

3a-3b

2,8-14,8

3b-4a

2,7-11,3

3b-4b

0,4-1,5

3b-4b

Дубэсарское водохранилище

1998-2001

4,8-10

3a-3b

1,6-3,8

3a-3b

2,4-11,8

3b-4a

0,9-8,9

3a-4a

0,3-1,0

3b-4a

Костештское водохранилище

1997-2000

2,1-9,8

3a-3b

1,3-1,9

3a

3,2-4,4

3b

2,6-9,4

3b-4a

0,2-0,5

р. Реут

1998-2001

2,2-41,8

3a-4b

1,3-3,9

3a-3b

3,2-5,8

3b

3,8-18,2

3b-4b

0,8-1,9

4a-4b

Результаты исследований позволяют сделать вывод о заметном снижении концентрации металлов в исследованных водных экосистемах, что во многом связано с резким спадом производства в целом, в результате чего уменьшился объем сброса сточных вод и отходов промышленности и сельского хозяйства в последние годы.

Так, вода Днестра, Прута, Дубэсарского и Костештского водохранилищ в последние годы лишь в 6 - 17 % случаев относилась к классу загрязненных вод. В то время как в 1991 – 1991 г.г. более, чем в 60 - 83% случаев вода характеризовалась как загрязненная и даже грязная.

Литература

1. Zubcova Elena. Monitoring of trace metals in the ecosistem of the Dniester river// "Tiras-96", Chisinau, 1996.- P.103-110.

2. Зубкова Е.И., Зубкова Н.Н. Dинамика содержания микроэлементов в тканях рыб водоемов и водотоков бассейна Dнестра // Conservarea biodiversitatii bazinului Nistru, Chisinau, 1999.-P.78-81

3. Оксиюк О.М., Жукинский В.Н., Брагинский Л.П. Комплексная экологическая классификация качества поверхностных вод суши//Гидробиол. ж., 1993.- Т.29.- № 4.- С. 62-76.

4. Патин С.А. Влияние загрязнений на биологические ресурсы и продуктивность мирового океана. - М.: Пищевая промыщленность, 1979.- 304с.

5. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши/Отв.ред. А.Д.Семенов.- Л.:Гидрометеоиздат, 1977. - 542 с.

6. Соколова Л.П., Матвеева Н.П., Брызгало В.А., Бражникова Л.В Современное состояние методов оценки качества поверхностных вод суши: контроль состояния водной Среды, 1995.-Обнинск.- 48 с.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.