Архив журнала по годам

№1 (77)

ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

Антонова Е. С., Сазонов Д. В.ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ВОДЫ В ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ФЛОТАЦИОННЫХ УСТАНОВКАХ
Antonova E. S., Sazonov D. V.INCREASING WASTEWATER TREATMENT EFFICIENCY IN PNEUMOHYDRAULIC FLOTATORS
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.3-9

Приведены основные параметры, влияющие на эффективность флотационной очистки воды: размеры генерируемых пузырьков газов и их количество. Кратко рассмотрены основные способы аэрации, используемые для флотационной очистки воды. Особое внимание уделено пневмогидравлической флотации. Рассмотрены два способа повышения эффективности очистки воды в пневмогидравлических флотаторах. Первый заключается в подаче воздуха перед насосом, а второй — в применении диспергирующих устройств. Описана лабораторная установка, на которой изучались эти способы. В результате проведённых экспериментов получены функции плотности распределения размеров пузырьков воздуха в различных ситуациях при разном газонасыщении воды: 2, 5 и 7,5 %. В исходном варианте пневмогидравлической системы аэрации основная часть воздуха выделяется в виде больших пузырьков размером более 500 мкм. При подаче воздуха перед насосом получено нормальное распределение размеров пузырьков воздуха со средним значением 75 мкм. Применение диспергатора позволяет значительно снизить долю пузырьков размером более 500 мкм и получить полимодальное распределение пузырьков воздуха по размерам с двумя пиками (60–70 и 90–120 мкм). В зависимости от вида загрязнений необходимы разные пузырьки, что лучше определять экспериментально, поэтому и выбирать тот или иной метод аэрации надо в каждом случае отдельно.
Ключевые слова: флотация, очистка сточных вод, пневмогидравлическая система аэрации, размер пузырька, диспергатор, аэратор, пневмогидравлический флотатор, газосодержание.
Список литературы: 1. Алексеева, Т. В. (2003). Разработка технологии очистки замазученных сточных вод ТЭЦ с использованием метода безнапорной флотации. Канд. техн. наук. Пензенская государственная архитектурно-строительная академия.
2. Андреев, С. Ю., Гарькина, И. А. и Петрунин, А. А. (2014). Совершенствование флотационной очистки производственных сточных вод. Региональная архитектура и строительство, № 2, сс. 157–162.
3. Андреев, С. Ю., Гришин, Б. М., Ширшин, И. Б., Шистеров, А. С., Давыдов, Г. П., Кулапин, В. И. и Колдов, А. С.(2011). Использование новой технологии генерирования тонкодисперсной водовоздушной смеси для интенсификации флотационной очистки сточных вод. В: Труды Международного симпозиума «Надежность и качество», Пенза: ПГУ, т. 1, сс. 347–350.
4. Бочкарёв, Г. Р. и Кондратьев, С. А. (2005). Установка для флотационной очистки воды. Патент РФ № 2251530.
5. Гришин, Л. Б. (2009). Совершенствование очистки нефтесодержащих производственных сточных вод. Канд. техн. наук. Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.
6. Казаков, В. Д., Полканов, А. Г., Ратинер, М. М. и Толстой, М. Ю. (2009). Экспериментальные и теоретические исследования вращающегося пневмогидравлического аэратора. Вестник ИрГТУ, № 2 (38), сс. 163–167.
7. Ксенофонтов, Б. С. (2010). Флотационная обработка воды, отходов и почвы. М.: Новые технологии, 272 с.
8. Ксенофонтов, Б. С. и Антонова, Е. С. (2014). Флотационная машина для очистки сточных вод. Патент на полезную модель РФ № 149273.
9. Максимова, С. В. (2006). Совершенствование систем аэрации сооружений биологической очистки сточных вод с использованием вихревых эрлифтных устройств. Канд. техн. наук. Пензенский государственный университет архитектуры и строительства.
10. Мацнев, А. И. (1976). Очистка сточных вод флотацией. Киев: Будивельник, 132 с.
11. Мельникова, С. А., Шехирев, Д. В. и Думов, А. М. (2013). Исследование закономерности работы пневмогидравлического струйно-эжекторного аэратора. Научный вестник Московского государственного горного университета, № 4, сс. 64–69.
12. Орлов, А. В. (2010). Интенсификация работы очистных сооружений с использованием пневмогидравлических аэраторов. Канд. техн. наук. Иркутский государственный технический университет.
13. Сазонов, Д. В., Антонова, Е. С. (2018). Подбор систем аэрации для флотационной очистки воды различного состава. Вода: химия и экология, № 1–3 (114), сс. 62–67.
14. Chen, F.-T., Peng, F.-X., Wu, X.-Q. and Luan, Z.-K. (2004). Bubble performance of a novel dissolved air flotation (DAF) unit. Journal of Environmental Sciences, vol. 16, issue 1, pp. 104–107.
15. Cheng, G., Shi, C., Yan, X., Zhang, Z., Xu, H., and Lu, Y. (2017). A study of bubble-particle interactions in a column flotation process. Physicochemical Problems of Mineral Processing, vol. 53 (1), pp. 17–33. doi: 10.5277/ppmp170102.
16. Kazuo, A., Matsuo, K. and Saito, S. (2005). Apparatus and method for removing unburned carbon from fly ash. U.S. Patent No. 889389B2.
17. Li, P. (2006). Development of advanced water treatment technology using microbubbles. PhD Thesis. Tokyo: Keio University.
18. Li, P. and Tsuge, H. (2006). Water treatment by induced air flotation using microbubbles. Journal of Chemical Engineering of Japan, vol. 39, issue 8, pp. 896–903. doi: 10.1252/jcej.39.896.
19. Lima Neto, I. E., Zhu, D. Z. and Rajaratnam, N. (2008). Horizontal injection of gas-liquid mixtures in a water tank. Journal of Hydraulic Engineering, vol. 134, issue 12, pp. 1722–1731. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9429(2008)134:12(1722).
20. Parhizkar, M., Edirisinghe, M. and Stride, E. (2013). Effect of operating conditions and liquid physical properties on the size of monodisperse microbubbles produced in a capillary embedded T-junction device. Microfluidics and Nanofluidics, vol. 14, issue 5, pp. 797–808. doi: 10.1007/s10404-012-1098-0.
21. Prakash, R., Majumder, S. K. and Singh A. (2018). Flotation technique: its mechanisms and design parameters. Chemical Engineering and Processing — Process Intensification, vol. 127, pp. 249–270. doi: 10.1016/j.cep.2018.03.029.
22. Serizawa, A., Inui, T., Yahiro, T. and Kawara, Z. (2003) Laminarization of micro-bubble containing milky bubbly flow in a pipe. [online] Доступно по ссылке: http://aura-tec.com/ pdf/03-milky.pdf [дата обращения: 20.12.2018].
23. Yianatos, J. B. (2007). Fluid flow and kinetic modelling in flotation related processes. Columns and mechanically agitated cells — a review. Chemical Engineering Research and Design, vol. 85, issue 12, pp. 1591–1603. doi: 10.1016/S0263-8762(07)73204-5.

Скачать

Беляев А. Н., Дегтерев Б. И., Куц Е. В.ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ ВОДЫ
Belyaev A. N., Degterev B. I., Kuts E. V.IMPROVING EFFICIENCY OF SILICA REMOVAL FROM WATER USING MAGNESIUM OXIDE
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.10-16

Одной из проблем, препятствующих широкомасштабному использованию подземных водоисточников как для питьевого водоснабжения, так и для нужд промышленных потребителей является частая необходимость обескремнивания воды. Определенное несовершенство используемых методов делает актуальным поиск путей модернизации существующих технологий обескремнивания, повышения эффективности реагентных процессов в применяемых технологиях. Целью настоящей работы является интенсификация процесса магнезиального обескремнивания воды подземных источников путем дополнительного воздействия на нее гидродинамической кавитацией в реакторе проточного типа. Для оценки степени влияния кавитационной составляющей в процессе магнезиального обескремнивания воды была проведена серия натурных экспериментов. Кавитационная обработка воды проводилась в цикличном режиме, количество циклов от 1 до 30. Выявлена зависимость скорости обескремнивания воды от температуры, градиент которой уменьшается с ростом количества циклов кавитационной обработки потока. Определены области температурной и кавитационной составляющих процесса обескремнивания. Установлено, что скорость магнезиального обескремнивания воды с дополнительной кавитационной ее обработкой увеличивается на 17,1 %. Результаты работы могут быть полезны специалистам в области водоподготовки объектов теплоэнергетики, предприятий химико-фармацевтической и целлюлозно-бумажной промышленности, питьевого водоснабжения.
Ключевые слова: водоподготовка, обескремнивание воды, гидродинамическая кавитация.
Список литературы: 1. Айлер, Р. (1982). Химия кремнезема: растворимость, полимеризация, коллоидные и поверхностные свойства, биохимия. М.: Мир, 416 с.
2. Алексеев, В. С., Тесля, В. Г. и Болдырев, К. А. (2011). О необходимости пересмотра нормативного содержания кремния в питьевой воде. Водоснабжение и санитарная техника, № 5, сс. 56–60.
3. Беляев, А. Н. и Флегентов, И. В. (2012). Способ обеззараживания воды синергетическим воздействием. Патент № 2445272.
4. Беляев, А. Н. и Флегентов, И. В. (2014). Гидродинамическая кавитационная обработка как инструмент интенсификации реагентных процессов в промышленных технологиях. Журнал прикладной химии, т. 87, № 8, сс. 1092–1100.
5. Беляев, А. Н., Флегентов, И. В., Лысов, Д. С., Костарев, В. В., Банаев, Д. Е. и Лутавая, О. А. (2015). Кавитационная интенсификация процесса магнезиального обескремнивания при водоподготовке. Вода: химия и экология, № 12, сс. 25–30.
6. Гимранов, Ф. М., Беляев, А. Н., Флегентов, И. В., Вахрушева, О. М. и Лысов, Д. С. (2016). Актуализация вопроса обескремнивания подземных водоисточников для г. Кирова и перспективные направления его решения. Вестник Казанского технологического университета, т. 19, № 6, сс. 141–144.
7. Главный государственный санитарный врач РФ (2002). СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества. М.: Минздрав России, 90 с.
8. Горбунов, А. В., Ляпунов, С. М., Окина, О. И. и Серегина, И. Ф. (2012). Роль питьевой воды в обеспечении организма человека микроэлементами. Экология человека, № 2, сс. 3–8.
9. Гурвич, С. М. и Кострикин, Ю. М. (1974). Оператор водоподготовки. М.: Энергия, 359 с.
10. Заместитель начальника Союзглавэнерго (1961). СО 34.37.513 (РД 34.37.513). Руководящие указания по магнезиальному обескремниванию воды. М.: Госэнергоиздат, 100 c.
11. Клячко, В. А. и Кастальский, А. А. (1950). Очистка воды для промышленного водоснабжения. М.: Стройиздат, 336 с.
12. Кнепп, Р., Дейли, Дж. и Хеммит, Ф. (1974). Кавитация. М.: Мир, 688 с.
13. Лысов, Д. С., Беляев, А. Н. и Флегентов, И. В. (2015). Оценка перспектив использования гидродинамической кавитации в технологии магнезиального обескремнивания воды. В: Всероссийская ежегодная НПК «Общество, наука, инновации». Киров: ВятГУ, сс. 378–379.
14. Питьева, К. Е. (1988). Гидрогеохимия (учебное пособие для вузов по специальности «Гидрогеология и инженерная геология»), 2-е изд. М.: Изд-во МГУ, 315 с.
15. Пригун, И. В. и Краснов, М. С. (2009). Технологии очистки воды от кремния. Проблемы и особенности. В: Материалы III научно-практической конференции «Современные технологии водоподготовки и защиты оборудования от коррозии и накипеобразования». М.: Траверс, часть 1, сс. 70–81.
16. Степанов, Р. В. (1992). Материалы к изучению причинно-следственных связей инфаркта миокарда с водным фактором. Канд. мед. наук. Казанский медицинский институт.
17. Сусликов, В. Л. (1979). К гигиенической оценке роли кремния в питьевой воде. Гигиена и санитария, № 7, сс. 101–103.
18. Фесенко, Л. Н., Федотов, Р. В. и Игнатенко, С. И. (2012). Обескремнивание питьевой воды фильтрованием через модифицированную загрузку. Водоснабжение и санитарная техника, № 11, сс. 20–29.
19. Фрог, Б. Н. и Левченко, А. П. (1996). Водоподготовка. М.: МГУ, 680 с.
20. Шифрин, С. М. и Дмитриев, В. Д. (1981). Справочник по эксплуатации систем водоснабжения, канализации и га- зоснабжения. Л.: Стройиздат, 271 с.
21. Bergna, H. and Roberta, W. (2006). Colloidal silica. Fundamentals and applications. New York: CRC/Taylor & Francis, 912 p.

Скачать

Евдокимов А. А., Кисс В. В.ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ МЕТОД ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ОБВОДНЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ
Evdokimov A. A., Kiss V. V.TWO-STAGE METHOD FOR DEWATERING OF WATERED HYDROCARBONS
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.17-22

Когда мы пытаемся сжигать вязкое топливо, обводнённое до 30–40 %, удаётся утилизировать не более 60 % углеводородов. Неполное сгорание обводнённых углеводородов влияет не только на качество атмосферного воздуха и климат. Значительная часть продуктов неполного сгорания возвращается с атмосферными осадками в почвы и водоёмы в виде углеводородных загрязнений. Чтобы этого избежать, предлагается предварительно обезвоживать топливо. Извлечённую воду следует направлять на повторное использование в тот производственный цикл, где обводнённые углеводороды образовались. Разработанная нами станция обезвоживания обводнённых углеводородов позволит решить эту проблему и получить хорошую прибыль.
Ключевые слова: сжигание обводнённого топлива, загрязнение природной среды, дымовые газы, углеводороды, станция обезвоживания, температура и полнота сгорания.
Список литературы: 1. Ахметова, Р. В., Кувшинов, Н. Е., Сунгатуллин, Р. Г. и Таймаров, М. А. (2016). Особенности химических реакций горения метано-водородной фракции в радиантных топках. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. № 11-12, сс. 124–128. doi: 10.30724/1998-9903- 2016-0-11-12-124-128.
2. Богачёв, А. П., Катин, В. Д. и Петрова, С. И. (2016). Повышение экологической безопасности сжигания мазута в котельных установках. Учёные заметки ТОГУ, т. 7, № 2, сс. 70–72.
3. Геллер, С. В. (2010). Водомазутная эмульсия — основа устойчивой работы котлоагрегатов на любых видах топочного мазута. Экология и промышленность России, № 2, сс. 10–12.
4. Евдокимов, А. А. (2007). Отгонный плёночный аппарат. Патент РФ № 2300408.
5. Евдокимов, А. А. (2008). Способ обезвоживания нефтепродуктов. Патент РФ № 2315803.
6. Евдокимов, А. А. (2010). Краткий анализ методов и средств обезвоживания вязких нефтепродуктов. Экология и промышленность России, № 3, сс. 20–23.
7. Евдокимов, А. А. (2010). Очистка нефтеналивного и нефтетранспортного оборудования. Проблемы и решения. Экология и промышленность России, № 2, сс. 7–9.
8. Евдокимов, А. А. (2012). Обводнённые нефтеотходы — значительный энергетический ресурс России. Экология и промышленность России, № 11, сс. 19–21.
9. Евдокимов, А. А. (2015). Теория и практика защиты водоёмов от углеводородных загрязнений. Монография. Саарбрюккен: Lambert Academic Publishing, 126 с.
10. Евдокимов, А. А., Евдокимов, В.А. и Евдокимов, Е.А. (2005). Способ очистки поверхности от углеводородных загрязнений. Патент РФ № 2262396.
11. Евдокимов, А. А., Журавлёв, А. В., Новосельцев, Д. В. и Смолянов, В. М. (2003). Способ очистки поверхностей от углеводородных загрязнений. Европейский патент EP1389229B1.
12. Евдокимов, А. А., Журавлёв, А. В., Новосельцев, Д. В. и Смолянов, В. М. (2003). Способ очистки поверхности от углеводородных загрязнений. Патент РФ № 2200637.
13. Евдокимов, А. А. и Иоффе, О.Б. (2010). Результаты испытаний пилотной установки обезвоживания вязких нефтепродуктов. Экология и промышленность России, № 2, сс. 22–25.
14. Евдокимов, А. А., Иоффе, О. Б. и Матвеев, В. И. (2008). Станция обезвоживания нефтепродуктов. Патент РФ № 2327504.
15. Евдокимов, А. А. и Кисс, В. В. (2013). Как утилизировать обводнённое топливо. Экономика и экологический менеджмент, № 1, с. 14.
16. Евдокимов, А. А. и Кисс, В. В. (2016). Как мы можем защитить атмосферу. В: Сборник статей международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки ХХІ века». Москва – СПб.: Международная исследовательская организация «Cognitio», сс. 31–35.
17. Евдокимов, А. А. и Кисс, В. В. (2016). Тонкослойная сепарация эмульсий. Вода и экология: проблемы и решения, № 1, сс. 52–62.
18. Евдокимов, А. А. и Кисс, В. В. (2018). О технологии отмывки и составе рабочих тел. Вода и экология: проблемы и решения, № 3, сс. 63–67. doi: 10.23968/2305– 3488.2018.20.3.63–67.
19. Еськин, А. А., Рудинков, А. С. и Ткач, Н. С. (2014). Экспериментальное исследование влияния влагосодержания на теплотехнические характеристики топочного мазута. Технические науки — от теории к практике, № 39, сс. 63-71.
20. Забродин, А.Г. и Забродина, Н.А. (2017). Подготовка к сжиганию обводнённых высоковязких мазутов. Научному прогрессу — творчество молодых, № 2, сс. 125–126.

Скачать

Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Спиваков М. А.ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ОБЪЕМОВ СБРОСОВ СТОЧНЫХ ВОД ЧЕРЕЗ ЛИВНЕСПУСКИ ОБЩЕСПЛАВНЫХ СИСТЕМ ВОДООТВЕДЕНИЯ
Ignatchik V. S., Ignatchik S. Yu., Kuznetsova N. V., Spivakov M. A.PROBABILISTIC AND STATISTICAL METHOD FOR ESTIMATING THE VOLUME OF WASTE WATER DISCHARGES THROUGH STORM WATER OUTLETS OF COMBINED SEWERAGE SYSTEMS
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.23-29

Расходы сточных вод, отводимые общесплавными системами водоотведения, характеризуются высокой неравномерностью и носят случайный характер, вызванный случайным характером выпадения дождей и интенсивности таяния снега. По этой причине нельзя исключить ситуации, когда в периоды интенсивных и сверхрасчетных дождей будет происходить сброс смеси неочищенных городских (бытовых и производственных) и поверхностных сточных вод через ливнеспуски. Однако в соответствии с законодательными и нормативными документами такие явления для общесплавных систем водоотведения недопустимы. Первым направлением снижения сбросов является внедрение узлов регулирования стока, предназначенных для переброски сточных вод между бассейнами канализования при возникновении аварийных ситуаций или превышении в одном из них фактического притока сточных вод, например, при выпадении сверхрасчетных дождей, над их фактической производительностью. Вторым направлением является внедрение виртуальных регулирующих емкостей, объем которых равен свободному объему тоннельных канализационных коллекторов. Третье направление связано с увеличением фактической производительности главных насосных станций, обеспечивающих откачку воды из системы водоотведения. Однако действующие методы расчета общесплавных систем водоотведения не позволяют учитывать влияние каждого из этих факторов на объемы сбросов сточных вод через ливнеспуски. Поэтому возникла необходимость в разработке такой методики. Цель исследования: совершенствование методов расчета общесплавных систем водоотведения, направленное на снижение сбросов неочищенных сточных вод в окружающую среду через ливнеспуски. Результаты: разработан вероятностно-статистический метод определения объемов сбросов сточных вод через ливнеспуски общесплавных систем водоотведения в зависимости от подачи ГНС, расположенной в данном бассейне, его суммарного объема фиктивных (виртуальных) регулирующих емкостей и расчетной подачи межбассейнового узла регулирования стоков. Практическая значимость: полученный результат позволит при корректировке генеральных схем водоотведения обосновывать решения с минимальным уровнем воздействия на ок ружающую среду.
Ключевые слова: общесплавные системы водоотведения, узлы регулирования, КНС, производительность, вероятностно- статистические методы, нестационарный случайный поток.
Список литературы: 1. Верещагина, Л. М. и Швецов, В. Н. (2016). Разъясне- ние отдельных положений Рекомендаций по расчету систем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с селитеб- ных территорий и площадок предприятий. Водоснабжение и санитарная техника, № 1. сс. 50–58.
2. Госстрой СССР (1986). СНиП 2.04.03–85. Канали- зация. Наружные сети и сооружения. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 85 с.
3. Гринёв, А. П., Игнатчик, В. С., Ивановский, В. С., Игнатчик, С. Ю. и Кузнецова, Н. В. (2015). Результаты экс- периментального исследования неравномерностей поступ- ления сточных вод. Труды Военно-космической академии им. А. Ф. Можайского, № 649, сс. 153–158.
4. Ивановский, В. С., Гринёв, А. П., Игнатчик, В. С., Игнатчик, С. Ю. и Кузнецова, Н. В. (2015). Методика оцен- ки риска и объемов аварийных сбросов сточных вод в ок- ружающую среду. Труды Военно-космической академии им. А. Ф. Можайского, № 649, сс. 167–174.
5. Ивановский, В. С., Кузнецова, Н. В., Пенкина, Н. Н. и Спиваков, М. А. (2018). Методика генерирования случай- ных процессов изменения расходов сточных вод общесплав- ных систем водоотведения. Труды Военно-космической ака- демии им. А. Ф. Можайского, № 660, сс. 197–203.
6. Игнатчик, С. Ю. и Кузнецов, П. Н. (2017). Методы оценки и пути снижения сбросов сточных вод в окружаю- щую среду. Часть 1. Методы оценки и пути снижения сбро- сов сточных вод при засорениях или авариях на участках во- доотводящих сетей. Вода и экология: проблемы и решения, № 1 (69), сс. 13–23. doi: 10.23968/2305-3488.2017.19.1.13-23.
7. Игнатчик, В. С., Саркисов, С. В. и Обвинцев, В. А. (2017). Исследование коэффициентов часовой неравномерности водо- потребления. Вода и экология: проблемы и решения, № 2 (70), сс. 27–39. doi: 10.23968/2305-3488.2017.20.2.27–39.
8. Игнатчик, В. С., Седых, Н. А. и Гринев, А. П. (2017). Экспериментальное исследование неравномерности притока сточных вод. Военный инженер, № 4, сс. 22–28.
9. Игнатчик, С. Ю. и Феськова, А. Я. (2017), Исследова- ние закономерностей выпадения дождей в Санкт-Петербур- ге. Научно-исследовательский отчет по НИР. СПб: СПбГАСУ, 44 с.
10. Кармазинов, Ф. В., Житенев, А. И., Шунто, И. П., Кузьмин, В. А., Спиваков, М. А., Пулин, О. В., Игнатчик, В. С., Игнатчик, С. Ю. и Кузнецова, Н. В. (2018). Примене- ние вероятностно-статистических методов при определении требуемой производительности узлов регулирования обще- сплавных систем водоотведения. Водоснабжение и санитар- ная техника, № 11, сс. 4–11.
11. Кармазинов, Ф. В., Игнатчик, С. Ю., Кузнецо- ва, Н. В., Кузнецов, П. Н. и Феськова, А. Я. (2018). Методы оценки расходов поверхностного стока. Вода и экология: проблемы и решения, № 2 (74), сс. 17–24. doi: 10.23968/2305– 3488.2018.20.2.17–24.
12. Кармазинов, Ф. В., Панкова, Г. А., Пробирский, М. Д., Михайлов, Д. М., Игнатчик, В. С., Игнатчик, С. Ю. и Кузне- цова, Н. В. (2017). Способ вероятностной оценки подачи на- сосной станции. Патент № 2620133.
13. Мельник, Е. А., Пробирский, М. Д., Ильин, Ю. А., Игнатчик, В. С. и Игнатчик, С. Ю. (2011). Влияние износа вертикальных насосов на надежность, безопасность и энер- гопотребление канализационных насосных станций. Водо- снабжение и санитарная техника, № 4, сс. 10–18.
14. НИИ ВОДГЕО (2014). Рекомендации по расчету сис- тем сбора, отведения и очистки поверхностного стока с сели- тебных территорий, площадок предприятий и определению условий выпуска его в водные объекты. М.: Росстрой РФ, 89 с.
15. ООО «РОСЭКОСТРОЙ», ОАО «НИЦ Строитель- ство» (2012). Свод правил СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Министерство региональ- ного развития Российской Федерации, 85 с.
16. Президент Российской Федерации (2011). Федераль- ный закон от 07.12.2011 г. № 416-ФЗ «О водоснабжении и во- доотведении». М.: Российская газета, сс. 1–4.
17. Черников, Н. А. (2013). Комментарии к новым нор- мативным документам в области водоотведения. В: Меж- дународная научно-техническая интернет-конференция в Харьковской национальной академии городского хозяйства (ХНАГХ) «Ресурсосбережение и энергоэффективность ин- женерной инфраструктуры урбанизированных территорий». Харьков, сс. 184–191.
18. Черников, Н. А., Иванов, В. Г. и Дюба, К. М. (2012). Используя все рычаги. Решение проблем охраны водных объектов в России возможно только при условии реализации комплексной долгосрочной программы. Вода Magazine. Жур- нал для профессионалов водного рынка, № 8 (60), сс. 42–46.

Скачать

Смирнов А. Ф.ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ, СНИЖАЮЩИЕ ТЕПЛОВОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОД КАНАЛИЗАЦИОННЫМИ СТОКАМИ
Smirnov A. F.ENGINEERING SOLUTIONS REDUCING THERMAL POLLUTION OF WATER WITH SEWER DRAINS
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.30-34

Рассмотрены мероприятия, снижающие тепловое загрязнение водоемов при выпуске сточных вод, прошедших обработку на очистных сооружениях. Рассмотрено экологическое состояние Невской губы, в которой наблюдаются шлейфы выпусков Юго-Западных очистных сооружений, Северной и Центральной станций аэрации Санкт-Петербурга. Предложено снизить температуру выпускаемых сточных вод путем установки тепловых насосов. Качественные показатели сточных вод при понижении температуры не изменяются. Утилизируемая теплота сточных вод применяется для подогрева теплоносителя систем теплопотребления (отопления, вентиляции и горячего водоснабжения) до температуры 50–60 °С. Выполнена оценка среднемесячного утилизируемого теплового потока для Северной станции аэрации Санкт-Петербурга. Применение тепловых насосов для охлаждения выпускаемой воды позволяет исключить тепловые шлейфы в Невской губе. Разность температур выпускаемой воды и окружающих фоновых вод в холодный период года составит не более 8–10 °С.
Ключевые слова: сточные воды, тепловое загрязнение, тепловой насос.
Список литературы: 1. Большаков, В. Н., Качак, В. В., Коберниченко, В. Г., Лобанов, В. И., Островская А. В., Советкин, В. Л., Струкова, Л. В., Тягунов, Г. В., Харлампович, Г. Д., Ходоровская, И. Ю., Шахов, И. С. и Ярошенко, Ю. Г. (2005). Экология. 2-е издание. М.: Логос, 504 с.
2. Васильев, Г. П., Закиров, Д. Г., Абуев, И. М. и Горнов, В. Ф. (2009). О тепловом ресурсе сточных вод и его использовании. Водоснабжение и канализация, № 7, сс. 50–53.
3. Госстандарт СССР (1977). ГОСТ 17.1.1.01–77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения. Москва: Издательство стандартов, 31 с.
4. Данилович, Д. А. (2011). Энергосбережение и альтернативная энергетика на очистных сооружениях канализации. Водоснабжение и санитарная техника, № 1, сс. 9–20.
5. Дидиков, А. Е. (2016). Анализ экономических и экологических аспектов применения тепловых насосов для утилизации низкопотенциального тепла очистных сооружений. Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Экономика и экологический менеджмент», № 1, сс. 92–98.
6. Малинин, В. Н., Гордеева, С. М., Митина, Ю. В. и Павловский, А. А. (2018). Негативные последствия штор- мовых нагонов и «векового» роста уровня в Невской губе. Вода и экология: проблемы и решения, № 1 (73), cc. 48–58. doi: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.48–58.
7. Мартыновский, В. С. (1979). Циклы, схемы и характеристики термотрансформаторов. М.: Энергия, 288 с.
8. Поромпка, С. и Махов, Л. М. (2011). Дождевая вода как фактор повышения энергетической эффективности тепловых насосов. Водоснабжение и санитарная техника, № 8, сс. 57–60.
9. Пупырев, Е. И. (2015). Энергоэффективность очистных сооружений. Сантехника, № 1, сс. 24–31.
10. Пухкал, В. А. (1994). Использование тепловых насосов для теплоснабжения. В: Тезисы докладов XXXIV юбилейной НТК ДВГТУ, Владивосток: НТК ДВГТУ, с. 59.
11. Рей, Д. и Макмайл, Д. (1982). Тепловые насосы. М.: Энергоиздат, 224 с.
12. Слесаренко, В. В., Князев, В. В., Вагнер, В. В. и Слесаренко, И. В. (2012). Перспективы применения тепловых насосов при утилизации теплоты городских стоков. Энергосбережение и водоподготовка, № 3 (77), сс. 28–33.
13. Тронин, А. А., Горный, В. И., Груздев, В. Н. и Шилин, Б. В. (2017). Многолетние аэрокосмические наблюдения температуры земной поверхности Северо-Западного региона РФ. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, т. 14, № 6, сс. 73–96.
14. Тронин, А. А. и Шилин, Б. В. (2008). Мониторинг шлейфов городских очистных сооружений Санкт-Петербурга аэрокосмической тепловой съёмкой. Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. № 5, т. 2, сс. 586–594.
15. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (2015). ИТС 10-2015. Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения по- селений, городских округов. М.: Бюро НДТ, 377 с.
16. Чаплыгин, В. А. (2018). Опыт применения тепловых насосов в муниципальных энергосистемах Ленинградской области. СОК. № 3. [online] Доступно по ссылке: https:// www.c-o-k.ru/articles/opyt-primeneniya-teplovyh-nasosov-vmunicipalnyh- energosistemah-leningradskoy-oblasti [дата об- ращения: 23.11.2018].

Скачать

ЭКОЛОГИЯ

Дрегуло А. М.ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ КЛИМАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЛОВЫХ КАРТ (ПЛОЩАДОК)
Dregulo A. M.IDENTIFICATION AND PREDICTION OF CLIMATIC LOADS FOR DESIGN AND OPERATION OF DRYING BEDS
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.35-43

Введение. Антропогенная нагрузка, изменение физико-климатических факторов становится фактором деградации санитарно-технических систем обработки осадков сточных вод (иловых карт, площадок). Рост выпадения атмосферных осадков, не учтенных при проектировании иловых карт (площадок), оказывает дополнительную нагрузку, проявляющуюся в смыве нагруженного и буртованного осадка сточных вод, приводит к кольматации дренажа иловых карт (площадок) и, как следствие, полной потере их эксплуатационных свойств. Методы и материалы. Проанализированы массивы метеорологических станций, расположенных на всей территории Российской Федерации. Проведены сравнение и оценка адекватности предложенных алгоритмов расчета климатического коэффициента μ за периоды действия нормативных требований. Результаты и обсуждение. Динамика изменения климатических факторов — температуры воздуха и количества атмосферных осадков на территории РФ — показывает, что введенные ранее нормативные требования к определению климатического коэффициента μ не адекватны и должны быть пересмотрены. Выводы. В предшествующие 50 лет расчеты иловых карт (площадок) могли зачастую содержать ошибки при градации территорий по климатическим характеристикам коэффициента μ, вследствие чего эксплуатация и эффективность иловых карт (площадок) значительно снижались, что могло стать причиной их захламления и в конечном итоге привело к трансформации в объекты накопленного экологического ущерба.
Ключевые слова: иловые карты (площадки), обработка осадков сточных вод, климатический коэффициент μ, нормативы СНИП.
Список литературы: 1. Воронов, Ю. В. и Яковлев, С. В. (2006). Водоотведение и очистка сточных вод. Учебник для вузов. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 704 с.
2. Госстрой СССР (1986). СНиП 2.04.03–85. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 85 с.
3. Государственная Дума РФ (1998). Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» от 24.06.1998 № 89-ФЗ (ред. от 31.12.2017). [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd.ru/document/901711591 (дата обращения: 26.06.2018).
4. Дрегуло, А. М. и Кудрявцев, А. В. (2018). Трансформация техноприродных систем водоотведения в объекты прошлого экологического ущерба: проблемы нормативно- законодательной базы. Вода и экология: проблемы и решения, № 3, сс. 54–62. doi: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.54–62.
5. Евилевич, А. З. (1957). К расчету иловых карт. Водоснабжение и санитарная техника, № 10, сс. 30–32.
6. Золина, О. Г. (2011). Изменение длительности синоптических дождевых периодов в Европе с 1950 по 2008 годы и их связь с экстремальными осадками. Доклады Академии наук, т. 436, № 5, сс. 690–695.
7. Золина, О. Г. (2018). Статистическое моделирование экстремальных атмосферных осадков и их роль в региональном гидрологическом цикле. канд. физ.-мат. наук (автореферат). М.: Гидрометцентр России. 54 с.
8. Золина, О. Г. и Булыгина, О. Н. (2016). Современная климатическая изменчивость характеристик экстремальных осадков в России. Фундаментальная и прикладная климатология, т. 1, сс. 84–103. doi: 10.21513/2410-8758-2016-1-84- 103.
9. Матвеева, Т. А., Гущина, Д. Ю. и Золина, О. Г. (2015). Крупномасштабные индикаторы экстремальных осадков в прибрежных природно-экономических зонах европейской территории России. Метеорология и гидрология, № 11, сс. 20–32.
10. ООО «РОСЭКОСТРОЙ», ОАО «НИЦ Строитель- ство» (2012). Свод правил СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения. М.: Министерство регионального развития Российской Федерации. 85 с.
11. Президент России (2009). Утверждена Климатическая доктрина Российской Федерации. [online] Доступно по ссылке: http://kremlin.ru/events/president/news/6365 [дата об- ращения: 29.10.2018].
12. Росгидромет (2005). Стратегический прогноз изменений климата Российской Федерации на период до 2010– 2015 гг. и их влияния на отрасли экономики. М.: Росгидромет. 30 с.
13. Федеральная служба государственной статистики (2017). Основные показатели охраны окружающей среды — 2017 г. [online] Доступно по ссылке: http://www.gks.ru/bgd/ regl/b_oxr17/Main.htm [дата обращения: 19.10.2018].
14. Федеральная служба по гидрометеорологии и мо- ниторингу окружающей среды (2018). Автоматизированная информационная система обработки режимной информации (АИСОРИ). [online] Доступно по ссылке: http://meteo. ru/it/178-aisori [дата обращения: 10.02.2018].
15. Чернокульский, А. В. Козлов, Ф. А., Золина, О. Г., Булыгина, О. Н. и Семенов, В. А. (2018). Климатология осадков разного генезиса в северной Евразии. Метеорология и гидрология, № 7, сс. 5–18.
16. O'Kelly, B. C. (2005). Sewage sludge to landfill: some pertinent engineering properties. Journal of the Air & Waste Management Association, vol. 55, issue 6, pp. 765–771. doi: 10.1080/10473289.2005.10464670.
17. United Nations Population Division (2018). Revision of World Urbanization Prospects. [online] World Urbanization Prospects 2018. Доступно по ссылке: https://population. un.org/wup/Country-Profiles/ [дата обращения: 29.10.2018].

Скачать

Ермолаева В. А.ИЗУЧЕНИЕ СЕЗОННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЖЕСТКОСТИ И ЩЕЛОЧНОСТИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
Ermolaevа V. A.STUDY OF SEASONAL CHANGES IN HARDNESS AND ALKALINITY OF DRINKING WATER
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.44-53

Проанализировано качество питьевой воды (водопроводной и родниковой). Анализ жесткости и щелочности воды проводился в лабораторных условиях титриметрическим методом. Изучены тенденции изменения жесткости и щелочности в разные сезоны года (осенью и весной). Значения жесткости воды колеблются в пределах от 3,4 до 9,89 мг-экв./л осенью, от 3,25 до 9,8 мг-экв./л весной. Вода средней жесткости и жесткая составляет 92,9 % от общего количества проб, что свидетельствует о необходимости умягчения воды. Значения щелочности воды колеблются в пределах от 0,6 до 5,6 мг-экв./л осенью, от 0,8 до 5,7 мг-экв./л весной. Во всех пробах щелочность воды соответствует норме ПДК. Проведено графическое сравнение результатов анализа. Между значениями жесткости воды, определенными осенью и весной, наблюдается зависимость: жесткость большинства проб воды осенью несколько больше, чем весной. Между значениями щелочности воды, определенными осенью и весной, наблюдается зависимость: значения щелочности большинства проб воды осенью несколько ниже, чем весной. Кратко охарактеризованы методы удаления жесткости и щелочности.
Ключевые слова: жесткость воды, щелочность, титриметрический анализ.
Список литературы: 1. Быстрых, В. В. (2001). Гигиеническая оценка влияния питьевой воды на здоровье населения. Гигиена и санитария, № 2, сс. 20–22.
2. Воробьева, Л. В., Семенова, В. В., Селюжицкий, Г. В. и Бокина, Л. И. (2001). Региональные проблемы эколого-гигиенической безопасности условий питьевого водоснабжения. Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии имени И. И. Мечникова, № 1, сс. 56–61.
3. Главный государственный санитарный врач Российской Федерации (2011). СанПиН 2.1.4.1074–01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения. М.: Минздрав России, 54 с.
4. Грейсер, Е. Л. и Иванова, Н. Г. (2005). Пресные подземные воды: состояние и перспективы водоснабжения населенных пунктов и промышленных объектов. Разведка и охрана недр, № 5, сс. 36–42.
5. Джамалов, Р. Г., Никаноров, А. М., Решетняк, О С. и Сафронова, Т. И. (2017). Воды бассейна Оки: химический состав и источники загрязнения. Вода и экология: проблемы и решения, № 3, сс. 114–132.
6. Ермолаева, В. А. (2011). Исследование возможности повышения эффективности функционирования станции обезжелезивания питьевой воды. Безопасность жизнедеятельности, № 11 (131), сс. 24–30.
7. Зубрилов, С. П. (2018). Микрозагрязнители в питьевой воде городов. Вода и экология: проблемы и решения, № 3, сс. 9–18. doi: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.9–18.
8. Красовский, Г. Н., Рахманин, Ю. А., Егорова, Н. А., Малышева, А. Г. и Михайлова, Р. И. (2010). Гигиенические основы формирования перечней показателей для оценки и контроля безопасности питьевой воды. Гигиена и санитария, № 4, сс. 8–12.
9. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (2014). ГОСТ 31954–2012. Вода питьевая. Методы определения жесткости. М.: Стандартинформ, 18 c.
10. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (2014). ГОСТ 31957–2012. Вода. Методы определения щелочности и массовой концентрации карбонатов и гидрокарбонатов. М.: Стандартинформ, 30 с.
11. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (2015). ГОСТ 31861–2012. Вода. Общие требования к отбору проб. М.: Стандартинформ, 35 с.
12. Рахманин, Ю. А. и Доронина, О. Д. (2010). Стратегические подходы управления рисками для снижения уязвимости человека вследствие изменения водного фактора. Гигиена и санитария, № 2, сс. 8–13.
13. Рябчиков, Б. Е. (2004). Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. М.: ДеЛи принт, 328 с.
14. Технический комитет по стандартизации (2015). ГОСТ Р 51232–98. Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества. М.: Госстандарт России, 21 с.
15. Brazovskiy, I. I., Katibnikova, G. I., Salnikova, I. A., Samoylenko, V. V. (2005). Study of the efficiency of a new reagent composition hydro-phos to decrease water hardness and scale formation. Chemistry for Sustainable Development, No. 5, рр. 599–602.
16. Dvurechenskaya, S. Ya. (2012). Analysis of consequences of contribution from major sources of chemical matter in water of the Novosibirsk Reservoir. Contemporary Problems of Ecology, vol. 5, issue 4, рр. 347–351.
17. Gorbacheva, T. T., Mazukhina, S. I. and Cherepanova, T. A. (2017). Physicochemical modelling of element speciation as an addition to a biotesting method of melted snow water. Chemistry for Sustainable Development, No. 2, рр. 161–168.
18. Trusey, I. V., Gurevich, Yu. L., Ladygin, V. P., Lankin, Yu. P. and Fadeev, S. V. (2017). Analysis of the content of nitrate and ammonium ions at bioremediation of ground water polluted by oil products. Chemistry for Sustainable Development, No. 2, рр. 199–205.

Скачать

Иванютин Н. М., Подовалова С. В.ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕКИ БИЮК-КАРАСУ
Ivanyutin N. M., Podovalova S. V.ASSESSMENT OF THE BIYUK-KARASU RIVER CURRENT ECOLOGICAL STATE
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.54-63

Приведены результаты комплексной оценки степени загрязнения р. Биюк-Карасу на основе гидрохимических показателей качества воды, результатов фитотестирования на семенах сельскохозяйственных культур и расчета индекса загрязнения воды (ИЗВ). Рассмотрена динамика загрязнения водотока по всей его длине, включая основной приток р. Кучук- Карасу, и тенденция пространственно-временного изменения качества воды в реке. Выбор данной реки обоснован тем, что ее воды, ранее используемые для орошения земель, привязанных к Тайганской оросительной системе, в настоящее время путем переброски по системе Северо-Крымского канала используются для водообеспечения юго-восточной части Крыма, в которой недостаточно собственных водных ресурсов, способных обеспечить нужды местного населения. В результате проведения комплексных исследований были выявлены повышенные концентрации сульфатов, содержания которых достигали 2,4 ПДК (створ № 4) и 1,45 ПДК (створ № 13). Также зафиксировано превышение содержания в водах реки Биюк-Карасу тяжелых металлов: свинца — до 4 и цинка до 3,6 ПДК (створ № 3), меди до 2,73 ПДК (створ № 2). В водах р. Кучук-Карасу тяжелые металлы обнаружены не были. Фитотестирование вод рек Биюк и Кучук-Карасу не выявило острых токсических эффектов в виде стимуляции или ингибирования развития корневой системы тест-культур. Однако в пробах речной воды, отобранной в нижнем течении водотоков, со створа № 6 (р. Биюк-Карасу) и № 14 (р. Кучук-Карасу) происходит увеличение роста корневой системы тест- культур, составляющее 116–121 % (при норме до 120 %). Значение ИЗВ показало, что экологическое состояние водотока ухудшилось и находится на пороговой стадии перехода от III класса «умеренно загрязненная» к IV классу «загрязненная».
Ключевые слова: река Биюк-Карасу, экологическое состояние, фитотестирование, антропогенная нагрузка, индекс загрязнения вод.
Список литературы: 1. Волкова, Н. Е. и Захаров Р. Ю. (2017). Особенности водохозяйственной экосистемы реки Малый Салгир. Пути повышения эффективности орошаемого земледелия, № 2 (66), сс. 11–17.
2. Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ (2015). ГОСТ 32627–2014. Методы испытаний хи- мической продукции, представляющей опасность для окружающей среды. Наземные растения. Испытание на фитотоксичность. М.: Стандартинформ. 20 с.
3. Галиакберов, В. В., Дементьев, Д. Г. и Белозерова Е. А. (2017). Фитотоксичность поверхностных вод реки Малый Кизил. В: Сборник материалов XXVIII международной научно-практической конференции “International scientific news 2017”. М.: Олимп, сс. 95–98.
4. Гидрохимический институт (2002). РД 52.24.643–2002. Методические указания. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. Ростов-на-Дону: Росгидромет. 50 с.
5. Гидрохимический институт (2016). РД 52.24.309–2016. Организация и проведение режимных наблюдений за состоянием и загрязнением поверхностных вод суши. Ростов-на- Дону: Росгидромет. 100 с.
6. Главный государственный санитарный врач РФ (2003). СанПиН 2.1.4.1175–02. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников. М.: Минздрав России. 20 с.
7. Госкомсанэпиднадзор РФ (1997). СанПиН 2.1.7.573–96. Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. М.: Минздрав России, 55 с.
8. Дан, Е. Л. и Капустин, А. Е. (2016). Индекс загрязнения воды как показатель экологического состояния водоемов г. Мариуполя. В: «Актуальные проблемы современной науки». Сборник тезисов научных работ ХІV Международной научно-практической конференции. Киев: Международный научный центр, сс. 28–30.
9. Девятова, Т. А., Яблонских Л. А., Чувычкин, А. Л. и Титова, Н. В. (2016). Экологический мониторинг малых рек Бассейна Среднего Дона (на примере реки Девица). В: Материалы заочной международной научно-практической конференции «Современные экологические проблемы Центрально- Черноземного региона». СПб.: Роза Ветров, сс. 66–72.
10. Ермакова, Н. Ю. (1993). Биологическое тестирование состояния геологической среды в сфере влияния крупных промышленных предприятий Крыма. В: Экологическая гидрогеология стран Балтийского моря. Тезисы докладов Международного семинара. СПб.: СПбГУ, с. 139.
11. Ермакова, Н. Ю. (2000). Рекомендации по применению биотестирования для экспрессных геотоксикологических исследований подземной гидросферы и других объектов геологической среды. Минеральные ресурсы Украины, 2, сс. 41–42.
12. Ермакова, Н. Ю. (2017). Выявление очагов загрязнения природных вод методом биологического тестирования и актуальность его применения в экологическом мониторинге гидросферы Крыма. В: Сборник «Полевые практики в системе высшего образования. Материалы Пятой Всероссийской конференции. Посвящается 65-летию Крымской учебной практики по геологическому картированию Ленинградского-Санкт-Петербургского государственного университета». Под редакцией В. В. Аркадьева, сс. 150–152.
13. Иванова, В. В. (2012). Особенности гидрографии реки Кубань и степень ее загрязнения. Экологический вестник Северного Кавказа, т. 8, № 1, сс. 80–84.
14. Иванютин, Н. М. и Подовалова, С. В. (2018). Изучение трансформации качества вод реки Альма под влиянием антропогенной деятельности. Вода и экология: проблемы и решения, № 4 (76), сс. 9–19. doi: 0.23968/2305-3488.2018.23.4.9-19.
15. Клёпов, В. И. и Рагулина, И. В. (2017). Оценка качества водных ресурсов в верхней части бассейна реки Москвы. Природообустройство, № 3, сс. 14–21.
16. Лопарева, Т. Я. и Шарипова, О. А. (2013). Оценка качества воды озера Балхаш согласно комплексным индексам загрязнения. Гидрометеорология и экология, № 1 (68), сс. 145–149.
17. Министерство сельского хозяйства Российской Фе- дерации (2016). Приказ № 552 от 13.12.2016 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения». М.: Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, 153 с.
18. Тимченко, З. В. (2002). Водные ресурсы и экологическое состояние малых рек Крыма. Симферополь: Доля, 152 с.
19. Шабанов, В. В. и Маркин, В. Н. (2014). Методика эколого-водохозяйственной оценки водных объектов. Монография. М.: ФГБОУ ВПО РГАУ МСХА им. К. А. Тимирязева, 166 с.
20. Шайхутдинова, А.А., Трубникова, А.С. и Кадыргулова, А.Ф. (2017). Биотестирование природной воды р. Белой по проросткам растений-индикаторов. Известия Оренбургского государственного аграрного университета, № 6 (68), сс. 204–207.
21. Peltier, W. H. (1986). Impact of an industrial effluent on aquatic organisms: EPA region IV case history. Environmental Hazard Assessment of Effluents. Proceedings of the Pellston Environmental Workshop. Cody, Wyoming, pp. 216–227.
22. United States Environmental Protection Agency (EPA) (2002). Methods for measuring the acute toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms. Fifth Edition. U. S. Environmental Protection Agency, Office of Water (4303T), Washington, DC20460, 266 p.

Скачать

Максимова Ю. Г., Бурлуцкая Е. Ю., Максимов А. Ю.БАКТЕРИАЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА АКТИВНОГО ИЛА ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ г. ПЕРМИ (РОССИЯ)
Maksimova Yu. G., Burlutskaya E. Yu., Maksimov A. Yu.BACTERIAL COMMUNITIES OF ACTIVATED SLUDGE AT TREATMENT PLANTS IN PERM (RUSSIA)
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.64-74

Введение. Изучение биоразнообразия активных илов может служить основой для выбора альтернативных путей утилизации избытков активного ила. Цель исследования: изучение разнообразия бактериального сообщества активных илов муниципальных и промышленных биологических очистных сооружений (БОС) г. Перми методом метагеномного секвенирования и определение возможности накопления полигидроксиалканоатов биомассой смешанных культур. Методы: метагеномное секвенирование генов 16S рРНК, эпифлуоресцентная микроскопия, атомно-абсорбционный метод определения концентрации тяжелых металлов. Результаты: изучено биоразнообразие активных илов коммунально-бытовых БОС, нефтеперерабатывающего (ПНОС) и целлюлозно-бумажного (ПЦБК) предприятий Перми (Россия). Показано, что доминирующими филумами домена Bacteria во всех исследуемых образцах являлись Proteobacteria, Firmicutes и Bacteroidetes, причем доля Proteobacteria в активном иле муниципальных БОС составляла 55 %, промышленных — от 26 (ПНОС) до 62 % (ПЦБК). В активном иле очистных сооружений ПНОС преобладали Firmicutes (45 %), а доминирующим семейством являлось Peptostreptococcaceae (61 %). В активном иле анаэробной и аэробной зоны аэротенка муниципальных БОС доминировал род Acinetobacter — 12 и 44 % соответственно, в очистных сооружениях ПЦБК — Sulfuricurvum sp.(17 %), ПНОС — Romboutsia sp. (50 %). Показано, что после выращивания биомассы активных илов на среде с бутиратом натрия, лимитированной по азоту, клетки всех образцов содержат включения полигидроксиалканоатов, что может рассматриваться как вариант использования избытков активного ила.
Ключевые слова: активный ил, метагеномика, бактериальное разнообразие, полигидроксиалканоаты.
Список литературы: 1. Гловер, Д. (1988). Клонирование ДНК. Методы. М.: Мир, 538 с.
2. Госстандарт России (2001). ГОСТ Р 17.4.3.07-2001. Охрана природы. Почвы. Требования к свойствам осадков сточных вод при использовании их в качестве удобрений. Москва: Стандартинформ, 5 с.
3. Иванов, В. А., Переведенцев, С. В. и Тыгер, Л. М. (2015). Совершенствование технологий переработки органической части биошлама сточных вод ЖКХ. [online] Доступно по ссылке: http://naukovedenie.ru/PDF/139TVN115. pdf [дата обращения: 13.04.2018].
4. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (2006). ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Москва: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 15 с.
5. Bratina, B., Sorgo, A., Kramberger, J., Ajdnik, U., Zemljič, L. F., Ekart, J. and Šafarič, R. (2016). From municipal/ industrial wastewater sludge and FOG to fertilizer: a proposal for economic sustainable sludge management. Journal of Environmental Management, vol. 183, part 3, pр. 1009–1025. doi: 10.1016/j.jenvman.2016.09.063.
6. Cavaillé, L., Grousseau, E., Pocquet, M., Lepeuple, A. S., Uribelarrea, J.-L., Hernandez-Raquet, G. and Paul, E. (2013). Polyhydroxybutyrate production by direct use of waste activated sludge in phosphorus-limited fed-batch culture. Bioresource Technology, vol. 149, рp. 301–309. doi: 10.1016/j. biortech.2013.09.044.
7. Cha, S.-H., Son, J.-H., Jamal, Y., Zafar, M. and Park, H.-S. (2016). Characterization of polyhydroxyalkanoates extracted from wastewater sludge under different environmental conditions. Biochemical Engineering Journal, vol. 112, рp. 1–12. doi: 10.1016/j.bej.2015.12.021.
8. Delforno, T. P., Lacerda, G. V. Jr., Sierra-Garcia, I. N., Okada, D. Y., Macedo, T. Z., Varesche, M. B. A. and Oliveira, V. M. (2017). Metagenomic analysis of the microbiome in three different bioreactor configurations applied to commercial laundry wastewater treatment. Science of the Total Environment, vol. 587–588, pр. 389–398. doi: 10.1016/j. scitotenv.2017.02.170.
9. Fernández-Dacosta, C., Posada, J. A., Kleerebezem, R., Cuellar, M. C. and Ramirez, A. (2015). Microbial community-based polyhydroxyalkanoates (PHAs) production from wastewater: techno-economic analysis and ex-ante environmental assessment. Bioresource Technology, vol. 185, pр. 368–377. doi: 10.1016/j.biortech.2015.03.025.
10. Ferrera, I. and Sánchez, O. (2016). Insights into microbial diversity in wastewater treatment systems: how far have we come? Biotechnology Advances, vol. 34, issue 5, pр. 790–802. doi: 10.1016/j.biotechadv.2016.04.003.
11. Gomes, N. C. M., Landi, L., Smalla, K., Nannipieri, P., Brookes, P. C. and Renella, G. (2010). Effects of Cd- and Zn-enriched sewage sludge on soil bacterial and fungal communities. Ecotoxicology and Environmental Safety, vol. 73, issue 6, pр.1255–1263. doi: 10.1016/j.ecoenv.2010.07.027.
12. Guerra, A. B., Oliveira, J. S., Silva-Portela, R. C. B., Araújo, W., Carlos, A. C., Vasconcelos, A. T. R., Freitas, A. T., Domingos, Y. S., de Farias, M. F., Fernandes, G. J. T. and Agnez- Lima, L. F. (2018). Metagenome enrichment approach used for selection of oil-degrading bacteria consortia for drill cutting residue bioremediation. Environmental Pollution, vol. 235, рp. 869–880. doi: 10.1016/j.envpol.2018.01.014.
13. Guo, J., Ni, B.-J., Han, X., Chen, X., Bond, P., Peng, Y. and Yuan, Z. (2017). Data on metagenomic profiles of activated sludge from a full-scale wastewater treatment plant. Data in Brief, vol. 15, pр. 833–839. doi: 10.1016/j.dib.2017.10.048.
14. Guo, J., Ni, B. J., Han, X., Chen, X., Bond, P., Peng Y. and Yuan Z. (2017). Unraveling microbial structure and diversity of activated sludge in a full-scale simultaneous nitrogen and phosphorus removal plant using metagenomic sequencing. Enzyme and Microbial Technology, vol. 102, pр. 16–25. doi: 10.1016/j.enzmictec.2017.03.009.
15. He, S., Ding, L., Li, K., Hu, H., Ye, L. and Ren, H. (2018). Comparative study of activated sludge with different individual nitrogen sources at a low temperature: Effluent dissolved organic nitrogen compositions, metagenomic and microbial community. Bioresource Technology, vol. 247, pр. 915–923. doi: 10.1016/j.biortech.2017.09.026.
16. Ibarbalz, F. M., Figuerola, E. L. M. and Erijman, L. (2013). Industrial activated sludge exhibit unique bacterial community composition at high taxonomic ranks. Water Research, vol. 47, issue 11, pр. 3854–3864. doi: 10.1016/j. watres.2013.04.010.
17. Imhoff, J. F. (2014). The Family Chromatiaceae. In: Rosenberg, E., DeLong, E. F., Lory, S., Stackebrandt, E. and Thompson, F. (eds) The Prokaryotes. Gammaproteobacteria. 4th edition. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, pр. 151–178. doi: 10.1007/978-3-642-38922-1_295.
18. Kodama, Y. and Watanabe, K. (2004). Sulfuricurvum kujiense gen. nov., sp. nov., a facultatively anaerobic, chemolithoautotrophic, sulfur-oxidizing bacterium isolated from an underground crude-oil storage cavity. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, vol. 54, pр. 2297–2300. doi: 10.1099/ijs.0.63243-0.
19. Koller, M., Salerno, A., Dias, M., Reiterer, A. and Braunegg, G. (2010). Modern biotechnological polymer synthesis: a review. Food Technology and Biotechnology, vol. 48, issue 3, рp. 255–269.
20. Lee, W. S., Chua, A. S. M., Yeoh, H. K., Nittami, T. and Ngoh, G. C. (2015). Strategy for the biotransformation of fermented palm oil mill effluent into biodegradable polyhydroxyalkanoates by activated sludge. Chemical Engineering Journal, vol. 269, рp. 288–297. doi: 10.1016/j. cej.2015.01.103.
21. Ma, Q., Qu, Y., Shen, W., Zhang, Z., Wang, J., Liu, Z., Li, D., Li, H. and Zhou, J. (2015). Bacterial community compositions of coking wastewater treatment plants in steel industry revealed by Illumina high-throughput sequencing. Bioresource Technology, vol. 179, pp. 436–443. doi: 10.1016/j. biortech.2014.12.041.
22. Ma, Q., Qu, Y.-Y., Zhang, X.-W., Shen, W.-L., Liu, Z.-Y., Wang, J.-W., Zhang, Z.-J. and Zhou, J.-T. (2015). Identification of the microbial community composition and structure of coalmine wastewater treatment plants. Microbiological Research, vol. 175, pр. 1–5. doi: 10.1016/j.micres.2014.12.013.
23. Mesquita, D. P., Amaral, A. L., Leal, C., Oehmen, A., Reis, M. A. M. and Ferreira, E. C. (2015). Polyhydroxyalkanoate granules quantification in mixed microbial cultures using image analysis: Sudan Black B versus Nile Blue A staining. Analytica Chimica Acta, vol. 865, pр. 8–15. doi: 10.1016/j. aca.2015.01.018.
24. Mitchell, H. M., Rocha, G. A., Kaakoush, N. O., O’Rourke, J. L. and Queiroz, D. M. M. (2014). The Family Helicobacteraceae. In: Rosenberg, E., DeLong, E. F., Lory, S., Stackebrandt, E., Thompson, F. (eds) The Prokaryotes. Deltaproteobacteria and Epsilonproteobacteria. 4th edition. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, pp. 337–392. doi: 10.1007/978-3-642-39044-9_275.
25. Morgan-Sagastume, F., Valentino, F., Hjort, M., Cirne, D. G., Karabegovic, L., Gerardin, F., Johansson, P., Karlsson, A., Magnusson, P., Alexandersson, T., Bengtsson, S., Majone, M. and Werker, A. G. (2014). Polyhydroxyalkanoate (PHA) production from sludge and municipal wastewater treatment. Water Science and Technology, vol. 69, issue 1, pр. 177–184. doi: 10.2166/wst.2013.643.
26. Pittmann, T. and Steinmetz, H. (2017). Polyhydroxyalkanoate Production on waste water treatment plants: process scheme, operating conditions and potential analysis for German and European municipal waste water treatment plants. Bioengineering, vol. 4, issue 2, 54. doi: 10.3390/bioengineering4020054.
27. Raheem, A., Sikarwar, V. S., He, J., Dastyar, W., Dionysiou, D. D., Wang, W. and Zhao, M. (2018). Opportunities and challenges in sustainable treatment and resource reuse of sewage sludge: a review. Chemical Engineering Journal, vol. 337, pр. 616–641. doi: 10.1016/j.cej.2017.12.149.
28. Serafim, L. S., Lemos, P. C., Oliveira, R. and Reis, M. A. M. (2004). Optimization of polyhydroxybutyrate production by mixed cultures submitted to aerobic dynamic feeding conditions. Biotechnology Bioengineering, vol. 87, issue 2, pр. 145–160. doi: 10.1002/bit.20085.
29. Slobodkin, A. (2014). The Family Peptostreptococcaceae. In: Rosenberg, E., DeLong, E. F., Lory, S., Stackebrandt, E., Thompson, F. (eds). The Prokaryotes. Firmicutes and Tenericutes. 4th edition. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, pp. 291–302. doi: 10.1007/978-3-642-30120-9_217.
30. Tian, M., Zhao, F., Shen, X., Chu, K., Wang, J., Chen, S., Guo, Y. and Liu, H. (2015). The first metagenome of activated sludge from full-scale anaerobic/anoxic/oxic (A2O) nitrogen and phosphorus removal reactor using Illumina sequencing. Journal of Environmental Sciences, vol. 35, pp. 181–190. doi: 10.1016/j.jes.2014.12.027.
31. Vlasova, M., Parra, A. P., Aguilar, P. A. M, Estrada, A. T., Molina, V. G., Kakazey, M., Tomila, T. and Gómez-Vidales, V. (2018). Closed cycle of recycling of waste activated sludge. Waste Management, vol. 71, pр. 320–333. doi: 10.1016/j. wasman.2017.10.051.
32. Wang, Y., Song, J., Zhai, Y., Zhang, C., Gerritsen, J., Wang, H., Chen, X., Li, Y., Zhao, B., Zhao, B., and Ruan, Z. (2015). Romboutsia sedimentorum sp. nov., isolated from an alkaline-saline lake sediment and emended description of the genus Romboutsia. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, vol. 65, issue 4, pр. 1193–1198. doi: 10.1099/ijs.0.000079.
33. Yadav, T. C., Khardenavis, A. A. and Kapley, A. (2014). Shifts in microbial community in response to dissolved oxygen levels in activated sludge. Bioresource Technology, vol. 165, pр. 257–264. doi: 10.1016/j.biortech.2014.03.007.
34. Yadav, T. C., Pal, R. R., Shastri, S., Jadeja, N. B. and Kapley, A. (2015). Comparative metagenomics demonstrating different degradative capacity of activated biomass treating hydrocarbon contaminated wastewater. Bioresource Technology, vol. 188, pр. 24–32. doi: 10.1016/j.biortech.2015.01.141.
35. Yang, Q., Zhao, H. and Du, B. (2017). Bacteria and bacteriophage communities in bulking and non-bulking activated sludge in full-scale municipal wastewater treatment systems. Biochemical Engineering Journal, vol. 119, pр. 101–111. doi: 10.1016/j.bej.2016.12.017.

Скачать

Наумова М. Э., Бухарина И. Л., Ведерников К. Е.РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НОРМАТИВОВ ДОПУСТИМОГО ПОСТУПЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С РЕКИ ПОДБОРЕНКИ В ИЖЕВСКОЕ ВОДОХРАНИЛИЩЕ (на примере никеля, меди и цинка)
Naumova M. E., Bukharina I. L., Vedernikov K. E.DEVELOPMENT OF METHODS TO DETERMINE THE MAXIMUM INPUT OF POLLUTANTS FROM THE PODBORENKA RIVER INTO THE IZHEVSK RESERVOIR (in terms of Nickel, Copper and Zinc)
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.75-85

Актуальной проблемой Ижевского водохранилища является ухудшение качества воды. Загрязняющие вещества поступают в Ижевское водохранилище как со сточными водами промышленных предприятий, так и через водосборную площадь водного объекта. В последнее время началась интенсивная застройка водосборной площади водохранилища, что приводит к значительному ухудшению качества воды и усилению процесса эвтрофирования водоема. Единая система мониторинга за состоянием Ижевского водохранилища и его водосборной площади отсутствует, а оценка воздействия водосборной площади на водохранилище не проводится. Целью исследований являлось изучение геоэкологических показателей бассейновых малых рек (на примере реки Подборенки) в условиях урбанизированной среды для оценки влияния и нормирования поступления тяжелых металлов в Ижевское водохранилище. Малая река Подборенка впадает в Ижевское водохранилище, образуя локальный очаг загрязнения. Изучены гидрологические характеристики, качество воды реки Подборенки и ее влияние на состояние Ижевского водохранилища. Установлена максимальная кратность превышения предельно допустимой концентрации тяжелых металлов и дана оценка степени загрязненности воды в реке по створам наблюдений. Антропогенное воздействие на реку Подборенки обусловлено хозяйственной деятельностью, которая осуществляется как в пределах водосборного бассейна, так и на самом водотоке. Предложен расчет нормативов допустимого поступления тяжелых металлов с реки Подборенки в Ижевское водохранилище.
Ключевые слова: малая река, тяжелые металлы, створы наблюдения, объем загрязняющих веществ, качество воды, нормативы поступления тяжелых металлов, Ижевское водохранилище.
Список литературы: 1. Амосов, Д. В., Ахметзянова, Н. Ш. и др. (2003). Экологические проблемы малых рек Республики Татарстан (на примере Меши, Казанки и Свияги). Казань: Фэн, 289 с.
2. Быков, В. Д. и Васильев, А. В. (1977). Гидрометрия: учебное пособие. 4-е изд. Л.: Гидрометеоиздат, 448 с.
3. Гидрохимический институт (2011). РД 52.24.309– 2011. Организация и проведение режимных наблюдений за состоянием и загрязнением поверхностных вод суши. Ростов-на-Дону: Росгидромет, ГХИ, 104 с.
4. Гидрохимический институт (2012). Р 52.24.353–2012. Отбор проб поверхностных вод суши и очищенных сточных вод. Ростов-на-Дону: Росгидромет, ГХИ, 36 с.
5. Главный государственный санитарный врач РФ (2000). СанПин 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. М.: Минздрав России, 18 c.
6. Левин, А. В. (2007). Геоэкологический анализ территории водосбора малой реки: на примере бассейна Угры. Канд. геогр. наук. М.: Московский государственный областной университет.
7. Министерство природных ресурсов РФ (2007). Приказ Министерства природных ресурсов РФ от 17 декабря 2007 г. N 333 «Об утверждении методики разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей».
8. Нагорнова, Н. Н. (2012). Геоэкологическая оценка состояния малых водотоков Калининградской области. канд. геогр. наук. Калининград: Калининградский государственный технический университет.
9. Наумова, М. Э. и Бухарина, И. Л. (2015). Динамика содержания меди в поверхностных водах реки Подборенка. Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление, № 4, сс. 110–119.
10. Наумова, М. Э. и Бухарина, И. Л. (2017). Оценка ка- чества воды малых рек Подборенка и Пазелинка водосбор- ной площади Ижевского водохранилища. Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление, № 4, сс. 48–59.
11. Потапова, Е. В., Пшеничникова, М. Е. и Соколова, О. Е. (2016). Исследование состояния водоохранных зон рек г. Иркутска. Известия Иркутского государственного университета. Серия «Наука о Земле», т. 15, сс. 89–103.
12. Сидорова, М. Ю. (2012). Геоэкологическая оценка загрязнения территории Новосибирска и его малых рек. канд. геогр. наук. Барнаул: Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук.
13. Технический комитет по стандартизации ТК 343 «Качество воды» (2008). ГОСТ Р 51592–2000. Вода. Общие требования к отбору проб воды. Москва: Стандартинформ, 45 с.
14. Тимченко, З. В. (2000). Оценка геоэкологического состояния водных ресурсов малых рек (на примере малых рек северного макросклона Крымских гор). канд. геогр. наук. Симферополь: Таврийский национальный университет.
15. Туганаев, В. В. (2002). Ижевский пруд: сборник статей. Ижевск: Издательский дом «Удмуртский университет», 188 с.
16. Федеральное агентство по рыболовству (2010). Приказ № 20 от 18 января 2010 г. «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения». М.: Росрыболовство, 369 с.
17. Центр экологического контроля анализа вод (2002). ПНД Ф 14.1:2:4.183–02. Методика измерений массовой концентрации цинка в пробах природных, питьевых и сточных вод флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «ФЛЮОРАТ-02». М.: Росстандарт, 18 с.
18. Центр экологического контроля анализа вод (2003). ПНД Ф 14.1:2:4.202–03. Методика измерений массовой концентрации никеля в пробах природных, питьевых и сточных вод фотометрическим методом на анализаторе жидкости «ФЛЮОРАТ-02». М.: Росстандарт, 14 с.
19. Центр экологического контроля анализа вод (2010). ПНД Ф 14.1:2:4.257–10. Методика измерений массовой концентрации меди в пробах природных, питьевых и сточных вод флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «ФЛЮОРАТ-02». М.: Росстандарт, 13 с.
20. Черняев, А. М. (2001). Вода России. Малые реки. Екатеринбург: АКВА-ПРЕСС, 804 с.
21. Naumova, M. and Bukharina, I. (2015). The impact of human activities on the oil content in the water of the river Podborenka. Japanese Educational and Scientific Review, No. 1 (9), pp. 423–427.
22. Vannote, R. L., Minshall, G. W., Cummins, K. W., Sedell, J. R. and Cushing, C. E. (1980). The river continuum concept. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, vol. 37, No. 1, pp. 130–137. doi: 10.1139/f80-017.

Скачать

Сороковикова Е. Г., Тихонова И. В., Подлесная Г. В., Белых О. И.ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ РАЗВИТИЯ ТОКСИЧНЫХ ЦИАНОБАКТЕРИЙ В ФИТОПЛАНКТОНЕ БОГУЧАНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
Sorokovikova E. G., Tikhonova I. V., Podlesnaya G. V., Belykh O. I.EVALUATION AND PREDICTION OF TOXIC CYANOBACTERIAL BLOOMING IN PHYTOPLANKTON OF THE BOGUCHANY RESERVOIR
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.86-93

Богучанская ГЭС является одним из крупнейших экономических проектов России и частью Богучанского энергометаллургического объединения. Оценка ущерба окружающей среде делает востребованными исследования, связанные с экосистемой зарегулированной реки Ангары. Цель работы — получить информацию о составе и уровне развития цианобактерий в Богучанском водохранилище на проектном уровне заполнения в летнее время и оценить риски токсичных цветений в водоеме. Классические методы определения трофического статуса водоема и учета цианобактерий использовались в сочетании с поиском генетических маркеров синтеза токсинов цианобактерий – фрагментов генов mcyE и sxtA. В июле 2016 г. в составе фитопланктона доминировали три вида потенциально токсичных цианобактерий – Aphanizomenon flos-aquae, Dolichospermum lemmermannii, D. flos-aquae. Численность фитопланктона в слое 0–15 м составила 2,97 млн. кл/л, биомасса — 2,75 г/м3. Доля цианобактерий в общей численности фитопланктона составила 27 % (0,79 млн. кл/л), однако их вклад в биомассу фитопланктона вследствие малого размера клеток составлял всего 2 % (78 мг/м3). Максимальная концентрация хлорофилла a составляла 12,6 мкг/л и соответствовала эвтрофному водоему. ПЦР-скрининг выявил наличие цианобактерий — продуцентов микроцистинов и сакситоксина и его аналогов (паралитических токсинов моллюсков). Концентрация микроцистинов в воде составляла 0,3 мкг/л. Результаты демонстрируют, что необходим мониторинг и стратегии по управлению за цветением токсичных цианобактерий. Важным пунктом является оценка экологического состояния Богучанского водохранилища с акцентом на развитие цианобактерий в летнее время в 2020 году.
Ключевые слова: цианобактерии, токсичные цветения, паралитические токсины моллюсков, микроцистины, Богучанское водохранилище, экологический менеджмент.
Список литературы: 1. Белых, О. И., Гладких, А. С., Сороковикова, Е. Г., Тихонова, И. В., Потапов, С. А. и Федорова, Г. А. (2013). Микроцистин-продуцирующие цианобактерии в водоемах России, Беларуси и Украины. Химия в интересах устойчи- вого развития, т. 21, сс. 363–378.
2. Белых, О. И., Гладких, А. С., Тихонова, И. В., Кузь- мин, А. В., Могильникова, Т. А., Федорова, Г. А. и Сороковикова, Е. Г. (2015). Идентификация цианобактерий проду- центов паралитических токсинов моллюсков в озере Байкал и водохранилищах реки Ангары. Микробиология, т. 84, № 1, сс. 120–122. doi: 10.7868/S0026365615010036.
3. Богучанская ГЭС. (2007). Богучанская ГЭС мощно- стью 3000 МВт. Социальная и экологическая оценка в рам- ках банковского ТЭО. [online] Доступно по ссылке: http:// boges.ru/eko/social_ecological_estimation.pdf [Дата обраще- ния 25.02.2019].
4. Бородулин, И. В., Милюткин, В. А. и Розенберг, Г. С. (2016). Разработка технологий и технических средств для сбора и утилизации сине-зеленых водорослей. Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии, т. 25, № 4, сс. 123–129.
5. Воробьева, С. С. (1995). Фитопланктон водоемов Ан- гары. Новосибирск: Наука, 123 с.
6. Рахманин, А. Ю. (2012). Актуализированные пробле- мы здоровья человека и среды его обитания и проблемы их решения. Гигиена и санитария, т. 91, № 5, сс. 4–8.
7. Техэксперт. (2017). Технический регламент Евра- зийского экономического союза «О безопасности рыбы и рыбной продукции» (ТР ЕАЭС 040/2016). Приложение 4 «Гигиенические требования безопасности к пищевой про- дукции». [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd.ru/ document/456089790 [Дата обращения 25.02.2019].
8. Шевелева, Н. Г. и Воробьева, С. С. (2009). Состояние и развитие фито- и зоопланктона нижнего участка Ангары, прогноз формирования планктона в Богучанском водохра- нилище. Журнал СФУ. Биология, т. 2, № 3, сс. 313–326.
9. Capelli, C., Ballot, A., Cerasino, L., Papini, A. and Salmaso, N. (2017). Biogeography of bloom-forming microcystin producing and non-toxigenic populations of Dolichospermum lemmermannii (Cyanobacteria). Harmful Algae, vol. 67, pp. 1–12. doi: 10.1016/j.hal.2017.05.004.
10. Chernova, E., Sidelev, S., Russkikh, I., Voyakina, E., Babanazarova, O., Romanov, R., Kotovshchikov, A. and Mazur- Marzec, H. (2017). Dolichospermum and Aphanizomenon as neurotoxins producers in some Russian freshwaters. Toxicon, vol. 130, pp. 47–55. doi: 10.1016/j.toxicon.2017.02.016.
11. Chorus, I. (ed.) (2012). Current approaches to cyanotoxin risk assessment, risk management and regulations in different countries. Dessau-Roßlau: Federal Environmental Agency, 151 p.
12. Chorus, I. and Bartram, J. (eds.) (1999). Toxic cyanobacteria in water: a guide to public health consequences, monitoring and management. London and New York: World Health Organization, 416 p.
13. Cires, S. and Ballot, A. (2016). A review of the phylogeny, ecology and toxin production of bloom-forming Aphanizomenon spp. and related species within the Nostocales (cyanobacteria). Harmful Algae, vol. 54, pp. 21–43. doi: 10.1016/j.hal.2015.09.007.
14. González-Piana, M., Fabián, D., Piccardo, A. and Chalar G. (2017). Dynamics of total microcystin LR concentration in three subtropical hydroelectric generation reservoirs in Uruguay, South America. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, vol. 99 (4), pp. 488–492. doi: 10.1007/s00128-017- 2158-7.
15. Henriques, M., Silva, A. and Rocha, J. (2007). Extraction and quantification of pigments from a marine microalga: a simple and reproducible method. In: Mendez-Vilas, A. (ed.) Communicating Current Research and Educational Topics and Trends in Applied Microbiology. Badajoz: Formatex, vol. 2, pp. 586–593.
16. Kellmann, R., Michali, T. K., Jeon, Y. J., Pickford, R., Pomati, F. and Neilan, B. A. (2008). Biosynthetic intermediate analysis and functional homology reveal a saxitoxin gene cluster in cyanobacteria. Applied and Environmental Microbiology, vol. 74, No. 13, pp. 4044–4053. doi: 10.1128/AEM.00353-08.
17. Kramer, B., Davis, T., Meyer, K., Rosen, B., Goleski, J., Dick, G., Oh, G. and Gobler, C. (2018). Nitrogen limitation, toxin synthesis potential, and toxicity of cyanobacterial populations in Lake Okeechobee and the St. Lucie River Estuary, Florida, during the 2016 state of emergency event. PLoS ONE, 13 (5), e0196278. doi: 10.1371/journal.pone.0196278.
18. Rouhiainen, L., Vakkilainen, T., Siemer, B. L., Buikema, W., Haselkorn, R. and Sivonen, K. (2004). Genes coding for hepatotoxic heptapeptides (microcystins) in the cyanobacterium Anabaena strain 90. Applied and Environmental Microbiology, vol. 70, No. 2, pp. 686–692. doi: 10.1128/AEM.70.2.686- 692.2004.
19. Vollenweider, R. A. and Kerekes, J. E. (1982). Eutrophication of waters. Monitoring, assessment and control. Paris: OECD, 154 p.
20. Walls, J., Wyatt, K., Doll, J., Rubenstein, E. and Rober, A. (2018). Hot and toxic: Temperature regulates microcystin release from cyanobacteria. Science of the Total Environment, vol. 610–611, pp. 786–795.
21. WHO (2003). Guidelines for safe recreational water environments. Volume 1: coastal and fresh waters. Geneva: WHO, 219 p.

Скачать

№2 (78)

ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

Астафьев С. А., Боннет В. В., Доенин М. Ю.МЕТОД БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ ОТ РАЗЛИЧНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ: ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Astafiyev S. A., Bonnet V. V., Doenin M. Y.METHOD FOR BIOLOGICAL CLEANING OF HEATING AND WATER SUPPLY SYSTEMS FROM VARIOUS CHEMICAL DEPOSITS: ECOLOGICAL AND ECONOMIC EFFICIENCY
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.3-8

Введение: химический состав воды во всех регионах нашей страны имеет существенные отличия и часто включает значительное количество солей и примесей, которые в процессе эксплуатации накапливаются на стенках котлов, внутри радиаторов, труб тепло- и водоснабжения. Методы: в настоящее время популярным методом очистки оборудования, систем отопления и водоснабжения является химический метод, имеющий существенные недостатки, к которым относится в первую очередь использование агрессивных химических реагентов, обязательная нейтрализация и утилизация, высокий риск причинения вреда экологии и здоровью человека. Также широкое распространение получили безреагентные методы очистки (механический, гидропневматический, ультразвуковой и пр.), которые, несмотря на низкую стоимость, малоэффективны в замкнутых разветвленных системах и зачастую сильно повреждают оборудование при очистке. Результаты: отсутствие мероприятий по очистке котлов, теплообменников и систем отопления приводит к их загрязнению, а следовательно, увеличивает энергопотери, связанные с увеличением гидравлического сопротивления, снижением теплопередающей способности элементов, разбалансировкой систем и иными негативными последствиями, а также приводит к постоянным авариям в изношенных более чем на 70 % сетях. Учитывая указанные выше недостатки химического и безреагентного методов, требуется использование альтернативного эффективного и безопасного способа очистки, которым является биоорганический метод удаления отложений. Заключение: предлагаемая технология особенно актуальна для акватории озера Байкал, которое уже пострадало за многие годы работы целлюлозно-бумажного комбината на его берегах и страдает до сих пор от стоков городов и поселков. Предлагаемый к рассмотрению запатентованный метод очистки системы отопления и водоснабжения при помощи биокомпозиции БОНАКА позволяет не только добиться чистки системы отопления и водоснабжения, но и сберечь экологию.
Ключевые слова: водоснабжение, биологическая очистка труб, энергосбережение, экология, молочнокислые бактерии, экономическая эффективность.
Список литературы: 1. Астраханцева, О. Ю., Белозерцева, И. А. и Палкин, О. Ю. (2018). Выделение в веществе вод озера Байкал зон естественных физико-химических равновесий с веществом окружающей среды. Вода: химия и экология, № 7–9, cс. 3–14.
2. Астраханцева, О. Ю., Белозерцева, И. А. и Палкин, О. Ю. (2017). Расчет форм существования компонентов и характера геохимической среды (EH, PH, минерализация) в глубинных водах резервуаров оз. Байкал. Вода: химия и экология, № 5, cс. 12–22.
3. БОНАКА (2019). БОНАКА — решение на основе инноваций и биотехнологии. Принцип действия. [online] Доступно по ссылке: https://bonaka.ru/technology/# [Дата обращения: 01.03.2019].
4. Винокуров, М. А., Суходолов, А. П., Русецкая, Г. Д. и Горбунова, О. И. (2012). Проблемы загрязнения окружающей среды и состояние здоровья населения. Известия Иркутской государственной экономической академии (Байкальский государственный университет экономики и права), № 5, c. 33.
5. Власова, А. Ю., Чичирова, Н. Д., Чичиров, А. А., Филимонова, А. А. и Власов, С. М (2017). Ресурсосберегающая технология нейтрализации и очистки кислых и жестких высокоминерализированных жидких отходов ионитной водоподготовительной установки ТЭС. Вода и экология: проблемы и решения, № 2, сс. 3–17. DOI:10.23968/2305-3488.2017.20.2.3-17.
6. Каницкая, Л. В., Мокрый, А. В., Белых, О. А. и Смирнова, Е. В. (2015). Оценка экологической пригодности водотоков города Байкальска для развития туризма и рекреации. Фундаментальные исследования, № 7 (часть 3), сс. 463–467.
7. Кравченко, А. (2014). Экономическое обоснование замены реагентов на тепловых электростанциях. Саарбрюккен.: LAP Lambert Academic Publishing, 76 с.
8. Марьяновский, Я., Наликовский, А., Петшковская, А. и Курьяков, А. (2014). Химическая очистка паровых котлов от отложений и продуктов коррозии традиционными методами и методом «в работе». Новости теплоснабжения, № 1 (161). [online] Доступно по ссылке: http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=3193 [Дата обращения: 01.03.2019].
9. Министерство природных ресурсов и экологии Иркутской области (2017). Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2016 году». Иркутск: ООО «Мегапринт», 274 с.
10. Николаева, Е. (2014). Бактерии против накипи и грязи. [online]. Эксперт, № 47 (924). Доступно по ссылке: http://expert.ru/expert/2014/47/bakterii-protiv-nakipi-i-gryazi/ [Дата обращения: 01.03.2019].
11. ООО «Инновации-Евросервис» (2017). Механическая очистка котлов Е, ДЕ и ДКВР. [online] Доступно по ссылке: http://inev.ru/sposoby-ochistki/mekhanicheskaya-ochistkatrub-kotlov-e-de-dkvr-i-ke [Дата обращения: 01.05.2019].
12. ООО «Инновации-Евросервис» (2017). Особенности очистки паровых котлов электроразрядным способом. [online] Доступно по ссылке: http://inev.ru/articles/2019-04-02-osobennosti-ochistki-parovykh-kotlov-elektrorazryadnymsposobom [Дата обращения: 01.05.2019].
13. Пилюгин, Ю. В. и Черевик, О. О. (2016). Безразборная очистка теплового оборудования и систем отопления с использованием биотехнологий. [online] Новости теплоснабжения, № 9 (193), сс. 52–54. Доступно по ссылке: http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=3596 [Дата обращения: 01.03.2019].
14. Примак, Л. В. и Чернышов, Л. Н. (ред.) (2011). Энергосбережение в ЖКХ. Учебно-практическое пособие. М.: Академический проект, 622 с.
15. Русецкая, Г. Д. (2013). Ущерб от загрязнения окружающей среды. Здоровье населения, риски и экологическое страхование. Известия Байкальского государственного университета, № 4 (90), сс. 153–158.
16. Старчак, В. Г., Цыбуля, С. Д., Иваненко, К. Н., Буяльская, Н. П. и Костенко, И. А. (2018). Повышение эффективности водоочистки — путь к экологической безопасности и ресурсосбережению. Вода и экология: проблемы и решения, № 3, сс.48–53.DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.3.48–53.
17. Чернышов, Л. Н., Астафьев, С. А. и Вакулина, В. П. (2015). Капитальный ремонт многоквартирных домов: проблемы формирования и направления развития. Известия Байкальского государственного университета, Т. 25, № 1, сс. 85–94.
18. Best Water Technology (2017). Чем растворить накипь — различные методы очистки. [online] Доступно по ссылке: http://www.bwt.ru/useful-info/1348 [Дата обращения: 01.03.2019].

Скачать

Горбачева Т. Т., Евшин П. Н., Горбачев А. А., Артемкина Н. А.К ВОПРОСУ О ПРИМЕНИМОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЕФОСФОТАЦИИ КОММУНАЛЬНЫХ СТОКОВ НА КРАЙНЕМ СЕВЕРЕ
Gorbacheva T. T., Evshin P. N., Gorbachev A. A., Artemkina N. A.REVISITING APPLICABILITY OF BIOLOGICAL METHODS FOR DEPHOSPHOTATION OF MUNICIPAL WASTEWATER IN FAR NORTH
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.9-16

Введение: обсуждается вопрос ретехнологизации КОС средней мощности (26 000 м3/сут при 47 000 м3/сут, предусмотренной проектом) в условиях Крайнего Севера. В связи с поступлением очищаемых вод в водоем рыбохозяйственного назначения основные параметры осветленных сточных вод сопоставлены с оптимальными значениями, принятыми в международной практике глубокой биологической очистки коммунальных стоков от фосфора. Методы: для сопоставления проведена оценка многолетней (2006–2018 гг.) динамики водопотребления, а также температуры, pH, отношения БПК5/P, ХПК/P стоков после первичных отстойников. Сделан акцент на содержание в осветленных стоках органического вещества, легкодоступного для микробиоты. Результаты: параметры вод после первичных отстойников благоприятны для реконструкции существующих аэротенков с добавлением в технологический процесс стадии биологического удаления фосфора. Ионный баланс осветленных стоков указывает на высокую долю анионов низкомолекулярных алифатических кислот (НАК) в их составе. Отработана методика аналитического определения НАК в осветленных стоках методом ВЭЖХ, показана доминирующая роль ацетатной фракции. Заключение: проведенная оценка свидетельствует о возможности и перспективности использования в северном регионе биологического метода удаления фосфора из коммунальных стоков без ацидофикации сырого осадка.
Ключевые слова: дефосфотация, осветленные стоки, биологические методы, ХПК, pH, температура, ЛЖК, НАК, ВЭЖХ.
Список литературы: 1. Артемкина, Н. А., Горбачева, Т. Т. и Лукина, Н. В. (2008). Низкомолекулярные органические кислоты в почвенных водах лесов Кольского полуострова. Лесоведение, № 6, cc. 37–44.
2. Бульон, В. В. (2016). Новый взгляд на парадигму фосфорного контроля в лимнологии. Успехи современной биологии, т. 136, № 3, сс. 311–318.
3. Горбачева, Т. Т. и Майоров, Д. В. (2018). Пробное коагулирование осветленных коммунальных стоков в реагентном удалении фосфора. Вестник современных исследований, № 12.1 (27), сс. 504–508.
4. Горбачева, Т. Т. и Майоров, Д. В. (2018). Скорость хлопьеосаждения в осветленных коммунальных стоках при реагентном удалении фосфора. Вестник современных исследований, № 12.15 (27), сс. 83–87.
5. Данилович, Д. А. (2017). Биологическое удаление фосфора практически до нуля: отечественный опыт. Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения, № 2, сс. 22–27.
6. Данилович, Д. А., Козлов, М. Н., Мойжес, О. В., Шотина, К. В. и Ершов, Б. А. (2008). Результаты работы крупномасштабных сооружений биологической очистки от соединений азота и фосфора. Сборник статей и публикаций. М.: МГУП Мосводоканал.
7. Данилович, Д. А., Эпов, А. Н. и Канунникова, М. А. (2015). Анализ данных работы очистных сооружений российских городов — основа для технологического нормирования. Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения, № 3–4, сс. 18–28.
8. Келль, Л. С., Середа, М. В. и Казаков, А. В. (2016). Усовершенствованная технология биологического безреагентного глубокого удаления фосфора. Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения, № 4, сс. 10–14.
9. Коваленко, А. А., Хабарова, Е. И., Швец, В. И., Жмур, Н. С. и Саунин, Л. В. (2013). Обустройство процесса ацидификации сырого осадка и оценка его эффективности по интенсификации денитрификации, дефосфотации при очистке сточных вод сложного промышленного состава. Экология и промышленность России, № 9, cc. 24–29.
10. Козлов, М. Н., Стрельцов, С. А., Кевбрина, М. В., Гаврилин, А. М. и Газизова, Н. Г. (2013). Ацидофикация (преферментация) как метод стабилизации сырого осадка при очистке сточных вод от биогенных элементов. Водоснабжение и санитарная техника, № 5, cc. 13–20.
11. Мешенгиссер, Ю. М. (2012). Ретехнологизация сооружений очистки сточных вод. М.: ООО «Издательский Дом «Вокруг цвета», 211 с.
12. Муравьев, А. Г. (2004). Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. 3-е изд. СПб: Крисмас+, 248 с.
13. Пахомов, А. Н., Стрельцов, С. А., Козлов, М. Н., Харькина, О. В., Хамидов, М. Г., Ершов, Б. А. и Белов, Н. А. (2010). Опыт эксплуатации сооружений биологической очистки сточных вод от соединений азота и фосфора. Водоснабжение и санитарная техника, № 10-1, cc. 35–41.
14. Терентьева, И. А., Кашулин, Н. А. и Денисов, Д. Б. (2017). Оценка трофического статуса субарктического озера Имандра. Вестник Мурманского государственного технического университета, т. 20, № 1–2, сс. 197–204. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-1/2-197-204.
15. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (2015). ИТС 10–2015). Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов. М.: Бюро НДТ, 377 с.
16. Харькин, С. В. (2013). Организация процессов удаления фосфора из сточных вод. Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение, № 11 (71), cc. 46–52.
17. Converti, A., Rovatti, M. and Del Borghi, M. (1995). Biological removal of phosphorus from wastewaters by alternating aerobic and anaerobic conditions. Water Research, vol. 29, issue 1, pp. 263–269. DOI: 10.1016/0043-1354(94) E0118-P.
18. Helmer, C. and Kunst, S. (1998). Low temperature effects on phosphorus release and uptake by microorganisms in EBPR plants. Water Science Technology, vol. 37, issue 4–5, pp. 531–539. DOI: 10.2166/wst.1998.0714.
19. Mulkerrins, D., Dobson, A. D. W. and Colleran, E. (2004). Parameters affecting biological phosphate removal from wastewaters. Environment International, vol. 30, issue 2, pp. 249–259. DOI: 10.1016/S0160-4120(03)00177-6.
20. Randall, А. А, Chen, Y. and McCue, T. (2004). The efficiency of enhanced biological phosphorus removal from real wastewater affected by different ratios of acetic to propionic acid. Water Research, vol. 38, issue 1, pp. 27–36. DOI: 10.1016/j. watres.2003.08.025.
21. Schaaf, W., Weisdorfer, M. and Huettl, R. F. (1995). Soil solution chemistry and element budgets of three Scots pine ecosystems along a deposition gradient in north-eastern Germany. Water, Air, and Soil Pollution, vol. 85, issue 3, pp. 1197–1202. DOI: 10.1007/BF00477144.

Скачать

Добромиров В. Н., Аврамов Д. В., Мартынов Н. В.ТЕХНОЛОГИЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА
Dobromirov V. N., Avramov D. V., Martynov N. V.TECHNOLOGY OF LIQUID DISINFECTION BASED ON THE ELECTROHYDRAULIC EFFECT
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.17-23

Введение: в статье рассматриваются основные проблемы водопотребления современного общества, обосновывается актуальность вопроса очистки сточных вод и вод оборотного потребления. Изложены общие принципы использования электрогидравлического эффекта в интересах обеззараживания жидкостей, а также перспективы использования этого явления для обеззараживания бактериальных сред различной специфики. Методы: дается описание макетной установки для обеззараживания воды, созданной на основе использования такого эффекта. Представлены методика и результаты экспериментальных исследований по обоснованию режимов работы высоковольтной электроимпульсной установки для достижения максимального успеха обеззараживания. Результаты: установлено, что зависимость степени обеззараживания от энергии, вложенной в жидкость, близка к линейной. При этом наибольший бактерицидный эффект обеспечивает жесткий режим работы электрогидравлической установки, которому соответствуют высокое напряжение разряда и относительно малая емкость импульсного конденсатора.
Ключевые слова: водная стратегия, водопотребление, обеззараживание жидкостей, электрогидравлический эффект, режимы функционирования оборудования, эффективность обеззараживания.
Список литературы: 1. Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды (2004). ПНД Ф 14.1:2.110–97. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений содержаний взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом. М.: Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды, 15 с.
2. Жмур, Н. С. (2003). Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аэротенками. М.: АКВАРОС, 512 с.
3. Министерство жилищно-коммунального хозяйства РСФСР (1989). Правила приема производственных сточных вод в системы канализации населенных пунктов. 5-е изд. М.: Ротапринт АКХ им. К. Д. Памфилова, 104 с.
4. Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации (2004). ПНД Ф 14.1:2.1–95. Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации ионов аммония в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера. М.: Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации, 22 с.
5. Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации (2004). ПНД Ф 14.1:2.3–95. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитритионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Грисса. Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации, 22 c.
6. Правительство Российской Федерации (2012). Постановление от 19.04.2012 № 350 (ред. 19.11.2014). О федеральной целевой программе «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012–2020 годах». М.: Правительство Российской Федерации, 249 с.
7. Пупырев, Е. И. (2015). Как выбрать лучшую технологию для сооружений очистки воды. В: Сборник выступлений на конференции «Качество воды как индикатор социального благополучия государства». М.: Мосводоканал, сс. 22–23.
8. Тятте, А. (2015). Круговорот воды в городе. Что влияет на качество воды и как ее очищают в Петербурге. Экология и право, № 3 (59), сс. 42–46.
9. Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору (2007). ПНД Ф 14.1:4.248–07. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентраций ортофосфатов, полифосфатов и фосфора общего в питьевых, природных и сточных водах фотометрическим методом. М.: Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору, 14 с.
10. Хенце, М., Армоэс, П., Ля-Кур-Янсен, Й. и Арван, Э. (2004). Очистка сточных вод. Биологические и химические процессы. М.: Мир, 480 с.
11. Электронный фонд правовой и нормативной технической документации (2016). ИТС 10–2015. Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов: [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd.ru/document/1200128670 [Дата обращения 05.04.2019].
12. Эпов, А. Н. и Канунникова, М. А. (2015). Очистка сточных вод предприятий агропромышленного комплекса. Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения, № 1, сс. 52–59.
13. Юткин, Л. А. (1986). Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 253 с.
14. Cardinal, L. J., Stenstrom, M. K., Love, N. G. and Lu, Y.-T. (1992): Discussion of: Enhanced biodegradation of polyaromatic hydrocarbons in the activated sludge process. Water Environment Research, vol. 64, No. 7, pp. 922–924.
15. Figdore, B., Bowden, G., Bodniewicz, B., Bailey, W., Derminassian, R., Kharkhar, S. and Murthy, S. (2010). Impact of thermal hydrolysis solids pretreatment on sidestream treatment process selection at the DC Water Blue Plains AWTP. In: Proceedings of the Water Environment Federation 83rd Annual Technical Exhibition & Conference, New Orleans, LA, USA, October 2–6, 2010, pp. 5927–5949.
16. German Association for Water, Wastewater and Waste (2000). Standard ATV-DVWK-A 131E. Dimensioning of singlestage activated sludge plants. Hennef: Publishing Company of ATV-DVWK, Water, Wastewater, Waste, 57 p.
17. Mendoza-Espinosa, L. and Stephenson, T. (2009). A review of biological aerated filters (BAFs) for wastewater treatment. Environmental Engineering Science, vol. 16, No. 3, pp. 201–216. DOI: 10.1089/ees.1999.16.201.
18. Parker, D. and Wanner, J. (2007). Review of methods for improving nitrification through bioaugmentation. In: Proceedings of the Water Environment Federation. WEFTEC 2007: Session 61 through Session 70, pp. 5304–5326.
19. Stephen, T.-L. T., Ivanov, V., Wang, X.-H. and Tay, J.-H. (2006). Bioaugmentation and enhanced formation of microbial granules used in aerobic wastewater treatment. Applied Microbiology and Biotechnology, vol. 70, issue 3, pp 374–381. DOI: 10.1007/s00253-005-0088-5.

Скачать

Иваненко И. И., Новикова А. М., Духовской В. Д.ЭЛЕМЕНТЫ С ПЕРЕМЕННОЙ СТЕПЕНЬЮ ОКИСЛЕНИЯ ПРИ МИКРОБНОМ ОКИСЛЕНИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОДЫ
Ivanenkо I. I., Novikova А. М., Dukhovskoi V. D.VARIABLE OXIDATION ELEMENTS IN MICROBIAL OXIDATION OF ORGANIC WATER POLLUTION
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.24-31

Введение: в связи с существенными изменениями состава коммунальных и промышленных сточных вод, наблюдаемыми в последнее десятилетие, классическая биологическая очистка активным илом, которая существует уже примерно сто лет, не справляется с задачей по удалению многих веществ и возникает необходимость в совершенствовании этих технологий. Методы: проанализирован опыт применения элементов с переменной степенью окисления в качестве терминальных акцепторов электронов при микробном окислении органических загрязнений воды. Результаты: замена традиционно используемого для биологической очистки кислорода на элементы с переменной валентностью позволит организовывать и проводить процесс очистки в бескислородных условиях и тем самым снизить энергопотребление, а как следствие, и существенно снизить затраты на очистку. Для одновременной минерализации разных по химическому строению органических компонентов сточных вод при использовании в качестве окислителей различных элементов с переменной валентностью, которые находятся в сточных водах или вносятся специально, необходимо использовать смешанные культуры бактерий, для каждой из которых важно поддерживать диапазон оптимальных значений окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) среды. Заключение: знание принципов и механизмов бескислородной трансформации веществ необходимо для создания эффективных и надежных систем обработки сточных вод и твердых отходов различных промышленных производств. Опыты и исследования показывают, что многообещающим в этом направлении является изучение уже существующих в природе метаболических возможностей микроорганизмов, а не конструирование новых искусственных генетически измененных бактерий для применения в процессе биологической очистки воды в аэротенках.
Ключевые слова: биологическая очистка, ксенобиотики, трудноокисляемые загрязнения, кислород, терминальные акцепторы электронов, микроорганизмы, окислительно-восстановительный потенциал, иммобилизация микроорганизмов
Список литературы: 1. Абдрашитова, С. А., Илялетдинов, А. Н., Убайдулаева, А. К. и Айткельдиева, С. А. (1990). Восстановление некоторых переменновалентных элементов гетеротрофными микроорганизмами. Вестник АН Казахской ССР, № 2, сс. 60–63.
2. Владимирова, И. С., Емельянов, В. М., Филиппова, Н. К. и Кошкина, Л. Ю. (2009). Интенсификация процессов аэробного культивирования микроорганизмов. Вестник Казанского технологического университета, № 2, сс. 90–95.
3. Гвоздяк, П. И. (1989). Альтернативные пути окисления органических веществ микроорганизмами. В: 7-й съезд Украинского микробиологического общества. Черновцы, сс. 145–149. 4. Гвоздяк, П. И. и Дмитриенко, Г. Н. (1991). Альтернативные акцепторы электронов при окислении органических веществ микроорганизмами в очистке воды. Химия и технология воды, т. 13, № 9, сс. 857–861.
5. Гвоздяк, П. И., Дмитренко, Г. Н. и Куликов Н. И. (1985). Очистка промышленных сточных вод прикрепленными бактериями. Химия и технология воды, т. 7, № l, сс. 80–81.
6. Григорьева, Т. Ю. (1988). Перспективы использования денитрифицирующих бактерий в очистке сточных вод от анионных ПАВ. В: сб. «Микробиологические методы защиты окружающей среды», сс. 79–85.
7. Григорьева, Т. Ю. (2002). Деструкция алкосульфатов факультативно анаэробными бактериями. В: IV Украинская биохимическая конференция. К.: Наукова думка, сс. 232–239.
8. Данилович, Д. А., Мойжес, О. В., Алексеев, М. И., Николаев, Ю. А. и Акментина, А. В. (2009). Опыт культивирования гранулированного активного ила для очистки городских сточных вод. В: Сборник научных трудов ОАО “НИИ ВОДГЕО”. М.: изд-во: ВСТ, сс. 19–25.
9. Емельянов, В. М., Билялова, З. М., Владимирова, И. С. и Валеева, Р. Т. (1988). Культивирование микроорганизмов в присутствии хелатных переносчиков кислорода. Acta Biotechnologica, т. 8, № 4, сс. 335–340. DOI: 10.1002/abio.370080409.
10. Иваненко, И. И. (2017). Редокс-последовательность при дыхании бактерий. Вестник гражданских инженеров, № 3 (62), сс. 155–159. DOI: 10.23968/1999-5571-2017-14-3-155-159.
11. Иваненко, И. И., Цветкова, Л. И. и Новикова, А. М. (2018). Изучение использования Мn (4+) как терминального акцептора электронов для нитратредуктирующих аэробных микроорганизмов. В: V Всероссийская научно-практическая конференция «Биотехнология в интересах экологии и экономики Сибири и Дальнего Востока», 25–27 июня 2018 г. Улан-Удэ: изд-во ВСГУТУ, сс. 85–90.
12. Казакова, Е. А. (2007). Лабораторные исследования процесса удаления аммония из сливных вод методом Anammox. В: 60-я международная научно-техническая конференция молодых ученых (аспирантов, докторантов) и студентов «Актуальные проблемы современного строительства». М.: МГСУ, сс. 12–18.
13. Казакова, Е. А. (2011). Использование хемоавтотрофных микроорганизмов в процессах очистки сточных вод от азота в аноксидных условиях. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: МГАКХиС, 152 с.
14. Казакова, Е. А. (2011). Свойства новых бактерий, осуществляющих процесс аноксидного окисления аммония. В: 63-я международная научно-техническая конференция молодых ученых «Актуальные проблемы современного строительства». СПб.: CПбГАСУ, ч. 3, сс. 19–21.
15. Квасников, Е. И., Клюшникова, Т. М., Касаткина, Т. П., Степанюк, В. В. и Куберская, С. Л. (1955). Бактерии, восстанавливающие хром в природе и в стоках производственных предприятий. Микробиология, т. 57, № 4, сс. 680–685.
16. Могилевич, Н. Ф. (1995). Иммобилизованные микроорганизмы и очистка воды. Микробиологический журнал, т. 57, № 5, сс. 90–105.
17. Николаев, Ю. А., Данилович, Д. А., Мойжес, О. В., Казакова, Е. А. и Грачев В. А. (2008). Анаэробное окисление аммония в возвратных потоках от обработки сброженного осадка (АНАММОКС). В: Материалы Международного конгресса «ЭКВАТЭК-2008», Москва, 3–6 июня 2008 года, сс. 159–163.
18. Потапенко, С. О., Потапенко, О. П. и Свительский, В. П. (1995). Технология анаэробного очищения сточных вод на основе гранулированной биомассы. Энерготехнологии и ресурсосбережение, № 3, сс. 41–48.
19. Цветкова, Л. И., Иваненко, И. И. и Новикова, А. М. (2018). Восстановление Сr(6+) культурой Рseudomonas mendoscina в лабораторном биореакторе. Вода и экология: проблемы и решения, № 1, сс. 83–90. DOI: 10.23968/2305–3488.2018.23.1.83–90.
20. Шотина, К. В. (2010). Очистка городских сточных вод от азота и фосфора с использованием повышенных доз активного ила. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб., М.: СПбГАСУ, Мосводоканал, 86 с.
21. Awadallah, R. M., Soltan, М. Е., Shabeb, M. S. A. and Moalla, S. M. N. (1998). Bacterial removal of nitrate, nitrite and sulphate in wastewater. Water Research, vol. 32, issue 10, рр. 3080–3084. DOI: 10.1016/S0043-1354(98)00069-4.
22. Francis, С. A., Obraztsova, A. Y. and Tebo, В. М. (2000). Dissimilatory metal reduction by the facultative anaerobe Pantoea agglomerans SP1. Applied and Environmental Microbiology, vol. 66, issue 2, рр. 543–548. DOI: 10.1128/AEM.66.2.543-548.2000.
23. Kashefi, K. and Lovley, D. R. (2000). Reduction of Fe(III), Mn(IV), and toxic metals at 100°C by Pyrobaculum islandicum. Applied and Environmental Microbiology, vol. 66, issue 3. рр. 1050–1056. DOI: 10.1128/AEM.66.3.1050-1056.2000.
24. Koiti, T. and Kadzuesi, Сh. (2012). Use of oxygen for treatment of sewages. Fuel and Combustion Engineering. vol. 54, No. 10, рр. 739–747.
25. Neef, A., Amann, R., Schlesner, H. and Schleifer, K.-H. (1998). Monitoring a widespread bacterial group: in situ detection of planctomycetes with 16S rRNA-targeted probes. Microbiology, vol. 144, issue 12, pp. 3257–3266. DOI: 10.1099/00221287-144-12-3257.
26. Nevin, K. P. and Lovley, D. R. (2000). Lack of production of electron-shuttling compounds or solubilization of Fe(III) during reduction of insoluble Fe(III) oxide by Geobacter metallireducens. Applied and Environmental Microbiology, vol. 66, issue 5, рр. 2248–2251. DOI: 10.1128/AEM.66.5.2248-2251.2000.
27. Roden, E. E., Urrutia, M. M. and Mann, C. J. (2000).
Bacterial reductive dissolution of crystalline Fe(III) oxide in continuous-flow column reactors. Applied and Environmental Microbiology, vol. 66, issue 3, рр. 1062–1065. DOI: 10.1128/AEM.66.3.1062-1065.2000.
28. Schmid, M. C., Maas, B., Dapena, A., van de Pas-Schoonen, K., van de Vossenberg, J., Kartal, B., van Niftrik, L., Schmidt, I., Cirpus, I., Gijs Kuenen, J., Wagner, M., Sinninghe Damste, J. S., Kuypers, M., Revsbech, N. P., Mendez, R., Jetten, M. S. M. and Strous, M. (2005). Biomarkers for in situ detection of anaerobic ammonium-oxidizing (anammox) bacteria. Applied and Environmental Microbiology, vol. 71, issue 4, рр. 1677–1684. DOI: 10.1128/AEM.71.4.1677-1684.2005.
29. Spear, J. R., Figueroa, L. А. and Honeyman, B. D. (2000). Modeling reduction of uranium U(VI) under variable sulfate concentrations by sulfate-reducing bacteria. Applied and Environmental Microbiology, vol. 66, issue 9, рр. 3711–3721. DOI: 10.1128/AEM.66.9.3711-3721.2000.
30. Tor, J. M., Kashefi, K. and Lovley, D. R. (2001). Acetate oxidation coupled to Fe(III) reduction in hyperthermophilic microorganisms. Applied and Environmental Microbiology, vol. 67, issue 3, рр. 1363–1365. DOI: 10.1128/AEM.67.3.1363-1365.2001.
31. Van Dongen, U., Jetten, M. S. M. and van Loosdrecht, M. C. M. (2001). The SHARON®-Anammox® process for treatment of ammonium rich wastewater. Water Science &Technology, vol. 44, issue 1, рр. 153–160. DOI: 10.2166/wst.2001.0037.
32. Widdel, F. (1988). Microbiology and ecology of sulfateand sulfur- reducing bacteria. In: Zehnder, A. J. B. (ed.) Biology of anaerobic microorganisms. New York: John Wiley & Sons, рр. 469–584.
33. Zehnder, A. J. B. and Svensson, В. Н. (1986). Life without oxygen: what can and what cannot? Experientia, vol. 42, issue 11–12, рр. 1197–1205. DOI: 10.1007/BF01946391.

Скачать

Качалова Г. С.КОАГУЛЯЦИОННО-СОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД
Kachalova G. S.COAGULATION AND SORPTION TREATMENT OF WASTEWATER
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.32-39

Введение: объектом исследования выступают модельные сточные воды, состав и свойства которых максимально приближены к реальным сточным водам АО «Тюменский аккумуляторный завод». Цель — исследование процесса сорбционной доочистки с использованием оптимальных реагентов и их доз для процессов коагуляции и флокуляции. Методы: фотоколориметрический — определение мутности, содержания катионов свинца, титриметрический — кислотности, рН-метрия. Результаты: в ходе эксперимента были определены оптимальные дозы пяти коагулянтов (сульфат закиси железа FeSO4·7H2O — 300 мг/л, хлорное железо FeCl3·6H2O — 250 мг/л, сульфат алюминия Al2(SO4)3·18H2O — 300 мг/л, смешанный коагулянт FeCl3 и Al2(SO4)3 (1:1) — 150 мг/л и полиоксихлорид алюминия Al2(OH)5Cl·6H2O торговой марки Аква-Аурат 30 — 200 мг/л). Среди них был выбран наиболее эффективный коагулянт — полиоксихлорид алюминия Аква-Аурат 30. В процессе исследования эффективности трех различных флокулянтов (Praestol 2530 TR, Flopam 4350 SH и полиакриламид-гель технический ФГУП «Завод им. Я. М. Свердлова» (ПАА)) установлен наиболее эффективный для данных сточных вод флокулянт — ПАА (2 мг/л) в сочетании с коагулянтом полиоксихлоридом алюминия Аква-Аурат 30 (150 мг/л), что позволило добиться снижения мутности сточных вод до 10 ЕФМ, а содержания свинца — до 1,5 мг/л. Процесс сорбции был проведен в динамических условиях с использованием сорбента КФГМ-7. В результате мутность снизилась до 1 ЕФМ, содержание свинца — до 0,03 мг/л, что не превышает максимально допустимое значение показателя концентрации свинца в пробе сточных вод, поступающих на сброс в общесплавные и бытовые системы водоотведения, которое составляет 0,25 мг/л. Заключение: при исследовании модельных сточных вод АО «Тюменский аккумуляторный завод» установлены наиболее эффективные коагулянты и флокулянты. Для всех реагентов определены оптимальные дозы. Проведен процесс динамической сорбции для доочистки сточных вод от ионов свинца, после сорбции концентрация ионов свинца в обрабатываемых сточных водах снизилась более чем на 98 %. Работа имеет непосредственную практическую значимость, так как ее результаты могут быть использованы для усовершенствования процессов очистки сточных вод на АО «Тюменский аккумуляторный завод».
Ключевые слова: коагулянты, флокулянты, дозы реагентов, модельные сточные воды, мутность, содержание свинца, сорбент, доочистка.
Список литературы: 1. Бабенков, Е. Д. (1977). Очистка воды коагулянтами. М.: Наука, 356 с.
2. Воронов, Ю. В. и Яковлев, С. В. (2006). Водоотведение и очистка сточных вод. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 704 с.
3. Главный государственный санитарный врач РФ (1996). СанПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М.: Госкомсанэпидемнадзор, 111 с.
4. Главный государственный санитарный врач РФ (2003). ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоиспользования. М.: Минздрав России, 214 с.
5. Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР (1988). ГОСТ 11159–76. Железо хлорное техническое. М.: Издательство стандартов, 7 с.
6. Драгинский, В. Л., Алексеева, Л. П. и Гетманцев, С. В. (2005). Коагуляция в технологии очистки природных вод. М.: б. и., 576 с.
7. Егорова, Г Л. и Худолей, В. В. (1996). Свинец в окружающей среде: опасность для здоровья детей и ее предупреждение [online] Доступно по ссылке: http://www.eco.nw.ru/ lib/data/06/1/120106.htm [Дата обращения: 15.03.2019].
8. ИНФОМАЙН (2015). Обзор рынка неорганических коагулянтов в России и Казахстане. 3-е изд. М: ООО «ИГ «ИНФОМАЙН», 134 с.
9. ГОСТ 12966–85. Алюминия сульфат технический очищенный. Технические условия. М.: Издательство стандартов, 12 с.
10. Качалова, Г. С. (2018) Использование современных коагулянтов и флокулянтов в процессе коагулирования сточных вод. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, № 2, сс. 23–27.
11. Качалова, Г. С., Пешева А. В., Зосуль, О. И. и Настенко, А. О. (2015). Выбор современных реагентов, определение их доз для снижения мутности промывных вод скорых фильтров с целью их оборотного использования. В: 17-я Международная научно-практическая конференция «Водные ресурсы и ландшафтно-усадебная урбанизация территорий России в XXI веке», Тюмень: ТюмГАСУ, т. 1, сс. 87–93.
12. Когановский, А. М., Клименко, Н. А., Левченко, Т. М., Марутовский, Р. М. и Рода, И. Г. (1983). Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении. М.: Химия, 288 с.
13. Коева, А. Ю., Максимова, С. В. и Качалова, Г. С. (2014). Обработка промывных вод станции водоподготовки города Курган на реке Тобол. Современные наукоемкие технологии, № 5, сс. 47–50.
14. Лейкин, Ю. А. (2011). Физико-химические основы синтеза полимерных сорбентов: учебное пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 413 с.
15. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (1996). ГОСТ 6981–94. Купорос железный технический. Технические условия. Минск: ИПК Издательство стандартов, 13 с.
16. Пазенко, Т. Я. и Колова, А. Ф. (2010). Обработка промывных вод фильтров водоподготовки. Известия вузов. Строительство, № 9, сс. 65–68.
17. Петрова, Л. В. и Калюкова, Е. Н. (2004). Химия воды: учебное пособие. Ульяновск: УлГТУ, 48 с.
18. Стандартинформ (2010). ГОСТ 18293–72. Вода питьевая. Методы определения содержания свинца, цинка, серебра. М.: Стандартинформ, 16 с.
19. Халтурина, Т. И. (2014). Очистка сточных вод промышленных предприятий: учебно-методическое пособие. Красноярск: СФУ, 164 с.
20. Kadooka, H., Jami, M. S., Tanaka, T. and Iwata, M. (2016). Mechanism of clarification of colloidal suspension using composite dry powdered flocculant. Journal of Water Process Engineering, vol. 11, рр. 32–38. DOI: doi.org/10.1016/j. jwpe.2016.03.004.
21. Lin, J., Couperthwaite, S. J. and Millar, G. J. (2017). Effectiveness of Aluminium Based Coagulants for Pre-Treatment of Coal Seam Water. Separation and Purification Technology, vol. 177, рр. 207–222. DOI: 10.1016/j.seppur.2017.01.010.
22. Wang, B., Shui, Y., He, M. and Liu, P. (2017). Comparison of flocs characteristics using before and after composite coagulants under different coagulation mechanisms. Biochemical Engineering Journal, vol. 121, рр. 107–117. DOI: 10.1016/j.bej.2017.01.020.

Скачать

Матюшенко Е. Н.УДАЛЕНИЕ ФОСФОРА ИЗ ВОЗВРАТНЫХ ПОТОКОВ ПЛОЩАДКИ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ КАНАЛИЗАЦИИ
Matyushenko E. N.PHOSPHORUS REMOVAL FROM RETURN FLOWS OF A WASTEWATER TREATMENT PLANT
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.40-49

Введение: в статье изложена проблема, связанная с негативными последствиями, возникающими при сбросе в водоеме с очищенными стоками остаточных концентраций фосфора. Дается краткая оценка известных методов удаления фосфора. Целью настоящей работы было выявление мест обогащения сточных вод фосфором на Новосибирских очистных сооружениях канализации (ОСК) и предложение простого способа его снижения с получением азотфосфорсодержащего осадка, пригодного для повторного применения. Методы: исследования проводились на натуральных сточных водах с определением основных физико-химических показателей качества сточных вод с использованием современного лабораторного оборудования. Результат: поступающая на ОСК сточная жидкость имеет несколько источников насыщения фосфором: стоки от жилой застройки и промышленных предприятий, иловая вода уплотнителей избыточного активного ила или иловая вода уплотнителей совместного сгущения сырого осадка и избыточного активного ила, иловая вода уплотнителей промытого осадка в схемах с метантенками и вакуум-фильтрами, а также иловая вода иловых площадок, фугат центрифуг и фильтрат фильтрпрессов. Установлено, что сброс этих стоков в голову очистных сооружений канализации на повторную очистку приводит к увеличению концентрации взвешенных, органических и биогенных веществ (азот и фосфор) в исходной сточной жидкости в зависимости от состава сооружений и времени года. В результате увеличивается и концентрация данных показателей в очищенной сточной жидкости, сбрасываемой в водный объект. Настоящие исследования были посвящены удалению фосфора путем ввода только гидроксида натрия. Исследования проводились в химической лаборатории кафедры водоснабжения и водоотведения НГАСУ (Сибстрин). В работе использовались фугат и иловая вода илоуплотнителей. Получены сведения о количестве биогенных элементов в возвратных потоках узлов обработки осадков и цеха механического обезвоживания осадка. Приводятся результаты исследований по удалению фосфора из сточных вод внутриплощадочной канализации за счет ионов кальция и магния, присутствующих в сточной жидкости в щелочной среде. Установлено, что при концентрации фосфора менее 30 мг/дм3 в исходном потоке возможно снизить фосфор при рН 11 до 1 мг/дм3, а при более высоких показателях — концентрация фосфора достигает 10–20 мг/дм3 при тех же значениях рН. Заключение: разработана простая в эксплуатации технологическая схема удаления фосфора из стоков внутриплощадочной канализации, позволяющая снижать фосфор в очищенной сточной жидкости, сбрасываемой в водоем, до 0,5–0,7 мг/дм3 при концентрациях фосфора до 30 мг/дм3 путем ввода только гидроксида натрия, а при больших концентрациях фосфора возможен ввод извести в соотношении Р:Са2+ = (1–1,5) и гидроксида натрия, необходимых для повышения рН до 10,5–11. На основании полученных результатов разработана и предлагается для внедрения схема удаления фосфора с получением осадка, который после стабилизации и обезвреживания может использоваться в качестве органоминерального удобрения в сельском хозяйстве.
Ключевые слова: сточная жидкость, фосфор, возвратный поток, внутриплощадочная канализация.
Список литературы: 1. Амбросова, Г. Т. (2017). Эффективность работы компактной установки для очистки высококонцентрированных стоков предприятия пищевой промышленности. В: III Всероссийская научная конференция с международным участием «Энерго- и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий». Новосибирск: Институт Теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, сс. 244–253.
2. Амбросова, Г. Т., Матюшенко, Е. Н. и Синеева, Н. В. (2017). Места дефосфатирования городской сточной жидкости и эффект удаления фосфора реагентами. Вода и экология: проблемы и решения, № 4 (72), сс. 13–25. DOI: 10.23968/2305–3488.2017.22.4.13–25.
3. Амбросова, Г. Т., Меркель, О. М., Бойко, Т. А., Хвостова, Е. В. и Перминов, А. А. (2003). Закономерности процесса дефосфатизации активного ила в анаэробных условиях. Известия вузов. Строительство, № 6 (534), сс. 73–78.
4. Амбросова, Г. Т., Функ, А. А, Иванова, С. Д. и Ганзориг, Ш. (2016). Сравнительная оценка применяемых методов удаления фосфора из сточной жидкости. Водоснабжение и санитарная техника, № 2, сс. 25–36.
5. Амбросова, Г. Т., Функ, А. А. и Матюшенко, Е. Н. (2016). Фосфор в сточных водах – анализ методов удаления. Вода Magazine, № 7 (107), сс. 32–35.
6. Амбросова, Г. Т., Матюшенко, Е. Н., Белозерова, Е. С., Гейсаддинов, Т. И., Нагорная, Т. В. и Функ, А. А. (2018). Способ удаления фосфора из сточной жидкости. Патент № 2654969.
7. Вильсон, Е. В. и Романенко, Е. Ю. (2015). Методологические аспекты физико-химического удаления фосфора из сточных вод на различных этапах очистки. Символ науки, № 11–1, сс. 16–20.
8. Воронов, Ю. В., Алексеев, Е. В., Пугачев, Е. А. и Саломеев, В. П. (2014). Водоотведение. М.: ИНФРА-М, 415 с.
9. Галанцева, Л. Ф. и Фридланд, С. В. (2010). Исследования эффективности очистки сточных вод г. Чистополя от фосфатов. Вестник Казанского технологического университета, № 2, cc. 311–314.
10. Гогина, Е. С. (2010). Удаление биогенных элементов из сточных вод. М.: МГСУ, 120 с.
11. Денисов, А. А., Баженов, В. И. и Кореньков, А. Д. (2011). Очистка сточных вод свинокомплексов от фосфора биологическим методом. Свиноводство, № 3, сс. 34–37.
12. Доскина, Э. П., Москвичева, А. В., Москвичева, Е. В. и Геращенко, А. А. (2018). Обработка и утилизация осадков городских сточных вод. Волгоград: ВолгГТУ, 186 с.
13. Залетова, Н. А. (2011). Особенности химического удаления фосфора при биологической очистке сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника, № 11, сс. 40–46.
14. Зилов, Е. А. (2008). Гидробиология и водная экология (организация, функционирование и загрязнение водных экосистем). Иркутск: ИГУ, 138 с.
15. Иваненко, И. И. (2014). Результаты исследований возвратных потоков на очистных сооружениях с внедренной технологией биологического удаления азота и фосфора. Вода и экология: проблемы и решения, № 3 (59), сс. 51–62.
16. Иваненко, И. И. (2015). Исследования загрязнений обработки осадка на очистных сооружениях с глубоким биологическим удалением биогенов. Вестник гражданских инженеров, № 1 (48), сс. 165–171.
17. Колова, А. Ф., Пазенко, Т. Я. и Чудинова, Е. М. (2013). Реагентное удаление фосфатов из сливных вод. Вестник ИрГТУ, № 10 (81), сс. 161–163.
18. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (2015). ИТС 10-2015. Очистка сточных вод с использованием централизованных систем водоотведения поселений, городских округов. М.: Бюро НДТ, 377 с.
19. Ющенко, В. Д., Галузо, А. В. и Куприянчик, Т. С. (2015). Анализ работы сооружений для удаления соединений фосфора из сточных вод на станции аэрации города Витебска. Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В: Промышленность. Прикладные науки, № 3, сс. 115–119.
20. Ющенко, В. Д. и Галузо, А. В. (2015). Характеристика и выбор реагентов для удаления соединений фосфора из сточных вод. Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F: Строительство. Прикладные науки, № 16, сс. 121–125.
21. Guadie, A., Xia, S., Zhang, Z., Guo, W., Ngo, H. H. and Hermanowicz, S. W. (2013). Simultaneous removal of phosphorus and nitrogen from sewage using a novel combo system of fluidized bed reactor-membrane bioreactor (FBRMBR). Bioresource Technology, vol. 149, pp. 276–285. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.09.007.

Скачать

Смольянинов В. М., Овчинникова Т. В., Ашихмина Т. В., Куприенко П. С.ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ГИДРОЛОГО- ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В РАЙОНЕ ВОДОЗАБОРОВ НА ПРИМЕРЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ Г. ВОРОНЕЖА
Smolyaninov V. M., Ovchinnikova T. V., Аshikhmina T. V., Kuprienko P. S.FORECASTING CHANGES IN HYDROLOGAL AND HYDROGEOLOGICAL CONDITIONS IN THE WATER INTAKE AREA THROUGH THE EXAMPLE OF WATER SUPPLY IN VORONEZH
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.50-58

Введение. Обеспечение населения и хозяйственных объектов водой является ключевым аспектом в жизнедеятельности урбанизированных территорий и требует к себе особого внимания. Водоснабжение города Воронежа — крупнейшего областного центра Центрально-Черноземного региона — осуществляется за счет эксплуатации подземных вод и оказывает значительное негативное влияние на гидролого-геологические условия региона. Цель работы — прогнозирование изменений гидролого-гидрогеологической обстановки в районе эксплуатации существующих и проектируемых водозаборов. Методы. Геоэкологические исследования проводились с использованием методов математического моделирования эколого-гидрогеологической системы, факторного анализа природных и антропогенных факторов. Результаты. В результате проделанной работы установлено, что территория города Воронежа имеет высокую степень антропогенной нагрузки на окружающую природную среду, значимой составляющей которой является отбор подземных вод. Долговременная эксплуатация основных инфильтрационных водозаборов привела к формированию депрессионной воронки площадью 35 км2, локальным понижениям уровня подземных вод до 20–30 м, сокращению стока рек, деформированию естественных подземных потоков, отрыву уровня подземных вод от речных русел. Подобные негативные геоэкологические последствия необходимо иметь в виду при строительстве и эксплуатации новых водозаборов. Заключение. Проведенные исследования позволили предусмотреть гидротехнические и природоохранные мероприятия и предложить экологически оптимальный вариант работы водозаборов. Рассмотрение и решение геоэкологических проблем с применением показанных алгоритмов и методов можно рекомендовать к использованию на любых урбанизированных территориях.
Ключевые слова: подземные воды, водоснабжение, инфильтрационный водозабор, прогнозирование гидрологических изменений, водоносный горизонт, моделирование гидрологических процессов, депрессионная воронка, загрязнение подземных вод.
Список литературы: 1. Ашихмина, Т. В. (2011). Загрязнение грунтовых вод в результате эксплуатации полигона твердых бытовых отходов. Экология и промышленность России, № 6, сс. 42–43.
2. Ашихмина, Т., Овчинникова, Т. и Куприенко, П. (2014). Проблемы влияния твердых бытовых отходов на окружающую среду. Саарбрюккен: LAMBERT Аcademic Publishing, 204 с.
3. Воронежская городская дума (2009). Программа «Комплексное развитие систем коммунальной инфраструктуры городского округа город Воронеж на период 2010–2020 годов» Приложение к решению Воронежской городской Думы от 25.12.2009 № 385-II. [online] Доступно по ссылке: http://www.gorduma-voronezh.ru/doc/2009/385/Prl-385.doc [Дата обращения: 07.12.2018].
4. Гидроспецгеология (2017). Информационный бюллетень о состоянии недр на территории Российской Федерации в 2016 г. Выпуск 40. СПб.: ОАО «Типография Майер», 336 с.
5. Долгов, С. В. и Сенцова, Н. И. (2003). Современные изменения антропогенной нагрузки и состояния водных ресурсов в Воронежской области. Проблемы региональной экологии, № 6, сс. 25–36.
6. Жабина, А. А. (2014). Гидрогеологические проблемы питьевого водоснабжения г. Воронежа. Вестник ВГУ. Серия: Геология, № 4, сс. 120–123.
7. Куприенко, В. Ю. и Куролап, С. А. (2005). Интегральная оценка воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду и здоровье населения Воронежской области. Вестник ВГУ. Серия: География. Геоэкология, № 2, сс. 114–120.
8. Овчинникова, Т. В. (2008). Оценка негативных воздействий хозяйственной деятельности человека на территории Воронежской области. Проблемы региональной экологии, № 4, сс. 8–12.
9. Овчинникова, Т. В. и Фролова, Н. Н. (2006). Влияние процессов отбора подземных вод на состояние природной среды. Вестник Воронежского государственного технического университета, т. 2, № 4, сс. 88–89.
10. Попов, Е. В. (2000). Методика решения эколого-гидрогеологических задач с помощью информационного подхода: на примере Москвы и Московской области. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Москва: Московская государственная геологоразведочная академия, 155 с.
11. Порядин, А. М. (2003). Водный фактор в обеспечении экологической безопасности населенных мест. Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление, спецвыпуск, сс. 137–143.
12. Правительство Воронежской области. Департамент природных ресурсов и экологии Воронежской области (2018). Доклад о состоянии окружающей среды на территории Воронежской области в 2017 году. Воронеж: АО «Воронежская областная типография», 220 с.
13. Прожорина, Т. И. и Хруслова, И. П. (2013). Оценка качества централизованного питьевого водоснабжения г. Воронежа. Вестник ВГУ. Серия: География. Геоэкология, № 1, сс. 142–144.
14. Смольянинов, В. М. (2003). Подземные воды Центрально-Черноземного региона: условия их формирования, использование. Воронеж: Истоки, 240 с.
15. Смольянинов, В. М., Гребцов, С. Н., Летин, А. Л. и Немыкин, А. Я. (2003). Место подземных вод в природной системе. Вестник Воронежского отдела Русского географического общества, т. 2, сс. 53–57.
16. Смольянинов, В. М., Дегтярев, С. Д. и Щербинина, С. В. (2007). Эколого-гидрологическая оценка состояния речных водосборов Воронежской области. Воронеж: Истоки, 127 с.
17. Смольянинов, В. М. и Овчинникова, Т. В. (2010). Географические подходы при землеустроительном проектировании в регионах с интенсивным развитием природных и техногенных чрезвычайных ситуаций. Воронеж: Истоки, 230 с.
18. Челидзе, Ю. Б. (2008). Картографирование состояния подземной гидросферы под воздействием природных процессов и техногенных факторов. Разведка и охрана недр, № 6, сс. 12–15.
19. Чувычкин, А. Л., Яблонских, Л. А. и Девятова, Т. А. (2018). Качество поверхностных вод Воронежского водохранилища и его влияние на здоровье населения г. Воронежа. Вестник ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация, № 2, сс. 270–277.
20. Kuprienko, P. S., Ashikhmina, T. V., Ovchinnikiva, T. V. and Ashikhmin, A. M. (2017). Geoecological problems near landfills. In: Ecological education and ecological culture of the population: Materials of the V International Scientific Conference on February 25–26, 2017. Prague: Science Publishing Centre Sociosphere-CZ», pр. 89–92.

Скачать

ЭКОЛОГИЯ

Белоусова А. П., Руденко Е. Э., Миняева Ю. В.МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СУММАРНОЙ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ В ЗОНЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОГО СЛЕДА
Belousova A. P., Rudenko E. E., Minyaeva Yu. V.METHODOLOGY FOR ASSESSMENT OF THE TOTAL TECHNOGENIC LOAD ON THE ENVIRONMENT IN THE AREA OF CHERNOBYL TRACE
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.59-67

Введение: степень опасности загрязнения окружающей среды определяется интенсивностью суммарной техногенной нагрузки на отдельные её компоненты. Задачей исследований являлась оценка суммарной техногенной нагрузки на окружающую среду в зоне Чернобыльского следа на примере промышленных районов Тульской области с хорошо развитой промышленностью, сельским хозяйством, горнодобывающей промышленностью и другими видами хозяйственной деятельности. Методы: для решения поставленной задачи были использованы разработанные методы оценки опасности загрязнения окружающей среды и подземных вод точечными источниками загрязнения (промышленные предприятия, отдельные шахты, электростанции и др. источники), диффузными и точечно-площадными; разработана результирующая методика оценки суммарного рейтинга условной опасности загрязнения окружающей среды от различных источников загрязнения. Результаты: с учетом разработанного и оцененного рейтинга была проанализирована техногенная нагрузка для ряда городов и населенных пунктов Тульской области. Оценена опасность загрязнения окружающей среды и подземных вод площадными-диффузными и точечно-площадными источниками загрязнения (сельскохозяйственное загрязнение, радиоактивное загрязнение и загрязнение от деятельности угольной промышленности). Заключение: сравнивая результаты исследований во время и спустя 30 лет после аварии на ЧАЭС, можно отметить, что произошло значительное улучшение экологического состояния окружающей среды, хотя имеются районы с достаточно напряженной ситуацией, а на территории развития горнодобывающей промышленности сохраняется высокая опасность загрязнения окружающей среды. Несмотря на то что практически все шахты уже закрыты, их влияние на среду остается достаточно высоким.
Ключевые слова: окружающая среда, источники загрязнения, техногенная нагрузка, опасность загрязнения, рейтинг опасности загрязнения.
Список литературы: 1. Белоусова, А. П. (2005). Ресурсы подземных вод и их защищенность от загрязнения в бассейне реки Днепр и отдельных его областях: Российская территория. М.: ЛЕНАНД, 168 с.
2. Белоусова, А. П. (2012). Оценка защищенности подземных вод от загрязнения радионуклидами. Вода: химия и экология, № 5, сс. 11–17.
3. Белоусова, А. П. и Проскурина, И. В. (2010). Подходы к оценке техногенной нагрузки как фактора опасности загрязнения подземных вод. Вода: химия и экология, № 12, сс. 2–11.
4. Белоусова, А. П. и Руденко, Е. Э. (2018). Особенности унифицированной методики оценки защищенности подземных вод от загрязнения. Недропользование XXI век, № 2, сс. 154–161.
5. Геоцентр-Москва (2012). Схематическая карта со- стояния подземных вод упинского водоносного горизонта в центральной части Тульской области [online] Доступно по ссылке: http://hge.spbu.ru/mapgis/subekt/tylskaya/gg_ Page_07.pdf [Дата обращения: 04.03.2019].
6. ГИС-Атлас «Недра России» (2018). Актуализированные ГИС-пакеты оперативной геологической информации ГИС-Атлас «Недра России». Карта инфраструктуры минерально-сырьевого комплекса [online] Доступно по ссылке: http://atlaspacket.vsegei.ru/#3a448a49985ce95f0 [Дата обращения: 21.01.2019].
7. Горная энциклопедия (2018). Загрязнение природной среды [online] Доступно по ссылке: http://www.mining-enc.ru/z/ zagryaznenie-prirodnoj-sredy [Дата обращения: 21.01.2019].
8. Елохина, С. Н. (2004). Исследование геоэкологических последствий самозатопления шахтных полей. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, № 5, сс. 405–414.
9. Елохина, С. Н. (2013). Гидрогеоэкологические последствия горного техногенеза на Урале. Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 187 с.
10. Козлова, В. М. (2010). Фондовый отчет 499441. Гидрогеологическая карта дочетвертичных отложений. Масштаб 1:200 000. Оценка запасов подземных вод на участке действующего водозабора котельной Центральная и ЦТП № 3 ОАО «Региональные энергетические сети» в г. Кимовск Тульской области (по состоянию изученности на 01.04.2010 г.). Тула: ООО «Геология и информационные ресурсы».
11. Курбаниязов, Р. А. 2005). Фондовый отчет 486217. Карта по Тульскому промрайону. Изучение региональных особенностей формирования ресурсов подземных вод, при- родных и техногенных аномалий, их химического состава в основных эксплуатационных водоносных горизонтах Тульского промрайона. Тула: ООО «Спецгеолразведка».
12. Мастерская своего дела (2018). Подземные воды как компонент окружающей среды. Влияние на проседание зем- ной поверхности [online] Доступно по ссылке: http://msd. com.ua/podzemnye-vody-kak-komponent-okruzhayushhejsredy/ vliyanie-na-prosedanie-zemnoj-poverxnosti/ [Дата обра- щения: 21.01.2019].
13. Министерство природных ресурсов Российской Федерации (2006). Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2005 году». М.: АНО «Центр международных проектов», 500 с.
14. Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации (2015). Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсов Российской Федерации в 2014 году». М.: НИА-Природа, 270 с.
15. Покладенко, С. И., Заленская, В. П. и Молчанова, Л. А. (2000). Фондовый отчет 474381. Государственный мониторинг геологической среды. Информационный бюллетень о состоянии геологической среды на территории Тульской обл. за 1999 г. Выпуск 5. Тула: Тулагеомониторинг.

Скачать

Волкова Н. Е., Захаров Р. Ю.УПРАВЛЕНИЕ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ НА МАЛЫХ ВОДОАККУМУЛИРУЮЩИХ СООРУЖЕНИЯХ В РЕСПУБЛИКЕ КРЫМ
Volkova N. E., Zakharov R. Yu.WATER MANAGEMENT IN SMALL WATER-ACCUMULATING FACILITIES IN THE REPUBLIC OF CRIMEA
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.68-81

Введение: несмотря на относительно небольшие объемы аккумулируемой воды, пруды являются неотъемлемой частью водохозяйственного комплекса. Однако неправильная организация процесса их эксплуатации может свести на нет пользу от строительства этих гидротехнических сооружений и привести к повышению риска аварий, снижению рекреационной привлекательности, ухудшению качества воды и санитарноэпидемиологической обстановки и др. В настоящее время в Республике Крым стоит задача разработать подход, применение которого позволило бы на бассейновом уровне выделять пруды, на которых необходимо проведение первоочередных мер, направленных на улучшение их технического и экологического состояния с целью снижения негативного эффекта от нерациональной эксплуатации этих водных объектов и повышения их привлекательности в глазах водопользователей. Методы: для разработки решения данной проблемы в 2018– 2019 гг. на примере бассейна р. Малый Салгир было проведено визуальное обследование малых водоаккумулирующих сооружений с отбором проб воды и оценкой ее пригодности для орошения, выделены основные показатели, которые необходимо учесть при оценке текущей ситуации на этих водных объектах, и на их основе произведен расчет интегрального показателя уровня их уязвимости. Результаты: в результате исследования было установлено, что наиболее негативная ситуация сложилась на прудах 64р, 65р, 151к, 191к и 252к. Именно с этих малых водоаккумулирующих сооружений необходимо начинать разработку и реализацию перечня мероприятий, направленных на стабилизацию текущей обстановки. Заключение: применение предложенного подхода хоть и не устранит все проблемы, связанные с неправильной организацией процесса эксплуатации прудов, но позволит комплексно оценить сложившуюся ситуацию, предупредить возможность возникновения аварий и сделать эти водные объекты более привлекательными для водопользователей.
Ключевые слова: пруд, техническое состояние, экологиче- ское состояние, качество воды, интегральная оценка, уровень уязвимости, управление водохозяйственной деятельностью.
Список литературы: 1. Алтунин, В. И. и Черных, О. Н. (2014). Оценка безопасного состояния низконапорных гидроузлов в Москве. Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета, № 2 (37), сс. 81–88.
2. Библиотека нормативной документации (2000). Сан- ПиН 2.1.5.980-00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод [online] Доступно по ссылке: http://files. stroyinf.ru/Data1/8/8514/ [Дата обращения 10.02.2018].
3. Вильданов, И. Р., Хасанов, Р. Р. и Садыков, Р. И. (2017). Принципы создания базы данных искусственных водных объектов лесостепной зоны Башкирского Предуралья. Заметки ученого, № 3, сс. 40–42.
4. Волкова, Н. Е. и Захаров, Р. Ю. (2017). Особенности водохозяйственной экосистемы реки Малый Салгир. Пути повышения эффективности орошаемого земледелия, № 2 (66), сс. 11–17.
5. Волынов, М. А., Жезмер, В. Б. и Сидорова, С. А. (2017). Методы анализа и обработки данных мониторинга гидротехнических сооружений мелиоративного комплекса. Природообустройство, № 1, сс. 79–87.
6. Государственный комитет по водному хозяйству и мелиорации Республики Крым (2018). Информация о предоставлении водных объектов в пользование на основании договоров водопользования и решений о предоставлении водных объектов в пользование по Республике Крым по состоянию на 01 июля 2018 г. [online] Доступно по ссылке: https://gkvod.rk.gov.ru/uploads/gkvod/attachments//d4/1d/8c/ d98f00b204e9800998ecf8427e/phpfHKbzM_1.pdf [Дата обращения 21.09.2018].
7. Губарев, М. С., Рыбкина, И. Д. и Стоящева, Н. В. (2017). Инвентаризация состояния прудов на притоках реки Алей в степной зоне Алтайского края. Вестник Алтайского государственного аграрного университета, № 6 (152), сс. 61–68.
8. Каганов, Г. М., Волков, В. И., Черных, О. Н. и Алтунин, В. И. (2008). Об опыте визуального контроля за состоянием гидротехнических комплексов столичных водоемов. Природообустройство, № 4, сс. 29–36.
9. Касперов, Г. И., Левкевич, В. Е., Пастухов, С. М., Малашевич, В. А. и Бузук, А. В. (2014). Учет технического состояния гидротехнических сооружений при предупреждении чрезвычайных ситуаций на водных объектах. Труды БГТУ. № 2. Лесная и деревообрабатывающая промышленность, № 2 (166), сс. 146–149.
10. КонсультантПлюс (2006). «Водный кодекс Российской Федерации» от 03.06.2006 N 74-ФЗ (ред. от 03.08.2018) [online] Доступно по ссылке: http://consultant.ru/document/ cons_doc_LAW_60683 [Дата обращения 10.02.2019].
11. Косиченко, Ю. М., Косиченко, М. Ю. и Савенкова, Е. А. (2012). Модель малого водохранилища как объекта проведения оценки целесообразности дальнейшего его использования. Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации, № 3 (7), сс. 123–136.
12. Лисовский, А. А., Новик, В. А., Тимченко, З. В. и Губская, У. А. (2011). Поверхностные водные объекты Крыма. Управление и использование водных ресурсов: справочник. Симферополь: КРП Учпедгиз, 242 с.
13. Лисовский, А. А., Новик, В. А., Тимченко, З. В. и Мустафаева, З. Р. (2004). Поверхностные водные объекты Крыма: справочник. Симферополь: Республиканский комитет по водному хозяйству АРК, 113 с.
14. Морозова, Г. В., Китаев, А. Б. и Ларченко, О. В. (2012). Состояние водных объектов города Перми и вопросы качества их вод. Географический вестник, № 1, сс. 64–75.
15. Новикова, Н. М. и Давыдова, Н. С. (2010). Гидрохимический режим прудов при их разном использовании на территории Воронежской области. Вода: химия и экология, № 4, сс. 2–8.
16. Петина, М. А. (2010). Использование геоинформационных технологий в системах поддержки принятия решений при управлении водными ресурсами (на примере Белгородской области). Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки, № 21 (92), сс. 150–156.
17. Подовалова, С. В., Иванютин, Н. М., Манжос, А. А., Зубоченко, А. А., Бояркина, Л. В. и Резник, Н. Ф. (2018). Использование современных методов при оценке экологического состояния малых водотоков в пределах урбанизированных территорий. Пути повышения эффективности орошаемого земледелия, № 3 (71), сс. 79–89.
18. Федеральное агентство Российской Федерации по строительству и жилищно-коммунальному комплексу (2009). Методические рекомендации по оценке риска аварий на гидротехнических сооружениях водного хозяйства и промышленности. 2-е изд. М.: ДАР/ВОДГЕО, 64 с.
19. Черных, О. Н. и Алтунин, В. И. (2015). Особенности технического мониторинга прудов территории центра Москвы. Природообустройство, № 1, сс. 66–71.
20. Черных, О. Н., Волков, В. И. и Алтунин, В. И. (2015). Проблемы и пути решения вопросов обмеления малых водоемов Московского региона. Природообустройство, № 5, сс. 51–58.
21. Шавин, А. Ф. (1991). Орошаемое земледелие и водное хозяйство Крымской АССР. Симферополь: Государственный комитет Украины по водному хозяйству, 264 с.
22. Шумаков, Б. Б. (ред.) (1990). Мелиорация и водное хозяйство. Т. 6. Орошение: справочник. М.: Агропромиздат, 415 с.
23. Шуравилин, А. В. (2011). Практикум по мелиорации сельскохозяйственных земель: учебное пособие. Рязань: РГАТУ, 213 с.
24. Электронный фонд правовой и нормативно- технической документации (1988). ГОСТ 19179–73. Гидрология суши. Термины и определения [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd.ru/document/gost-19179-73 [Дата обращения 11.03.2019].
25. Dunaieva, I., Popovych, V. V., Vecherkov, V. V., Golovastova, E. S., Pashtetsky, V. S., Melnichuk, A. Yu., Mirschel, W., Terleev, V. V., Nikonorov, A. O., Togo, I. A., Volkova, Yu. V. and Shishov, D. A. (2019). Water quality analysis and simulation. В: MATEC Web of Conferences, c. 06005.

Скачать

Евстигнеева И. К., Евстигнеев В. П., Танковская И. Н.СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЧЕРНОМОРСКОГО МАКРОФИТОБЕНТОСА В РАЙОНАХ С РАЗНЫМ ВЕТРО-ВОЛНОВЫМ РЕЖИМОМ
Evstigneeva I. K., Evstigneev V. P., Tankovskaya I. N.STRUCTURAL AND FUNCTIONAL CHARACTERISTICS OF THE BLACK SEA MACROPHYTOBENTHOS INREGIONS WITH DIFFERENT WIND-WAVE CONDITIONS
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.82-91

Введение: макрофлора прибрежья Черного моря и степень устойчивости ее функционирования под действием внешних абиотических факторов остается малоизученной. Одним из наиболее важных считается фактор постоянного волнового движения воды, во многом определяющего рост водорослей, их развитие, морфологию, расселение и др., изучение влияния которого и стало целью настоящей работы. Методы: были выполнены круглогодичные исследования структурно-функциональной организации цистозирового фитоценоза методом учетных площадок, принятых в гидроботанике, в районах с разным ветро-волновым режимом — открытый берег мыса Херсонес и закрытая бухта Мартынова в районе г. Севастополя. Результаты: на открытом участке берега выше видовое разнообразие фитоценоза, его Rhodophyta и Ochrophyta, больше видовая насыщенность соподчиненных таксонов, групп постоянства и среднемесячная фитомасса Rhodophyta. Фитоценоз бухты отличается высоким структурно-функциональным разнообразием Chlorophyta и преобладанием видов — индикаторов средней и высокой степени распреснения и органического загрязнения водной среды. Cystoseira barbata как ценозообразующий вид в акватории мыса выполняет роль доминанта, в бухте — абсолютного доминанта, формирующего большую часть фитомассы сообщества. Описанная для фитоценоза прибрежной акватории мыса общая тенденция изменения видового разнообразия не только отражает жизненный цикл макрофитов, но и свидетельствует о том, что активное ветровое волнение может оказывать заметное влияние на структуру сообщества. В бухте резкое снижение значений индекса видового разнообразия в летние месяцы скорее связано с факторами избытка солнечной радиации и максимумом прогрева водной толщи в августе. Выявлена независимость от данного режима большинства пропорций флоры, количественных соотношений разных групп постоянства и видов в системе продукционного доминирования. Качественно близки к совпадению базовые экологические группы и ведущие таксоны. Заключение: влияние ветрового волнения на открытых участках прибрежья проявляется в формировании дополнительных тенденций изменения видового разнообразия макрофлоры. Выявлено наличие стабильных признаков, обеспечивающих сохранность структуры фитоценозов в лабильных условиях прибрежного мелководья.
Ключевые слова: Черное море, ветровое волнение, макрофитобентос, эколого-таксономическая структура, встречаемость, фитомасса, изменчивость.
Список литературы: 1. Агаркова-Лях, И. В. (2007). Современное состояние береговой зоны Севастопольского региона и особенности ее антропогенного преобразования. Культура народов Причерноморья, № 118, сс. 7–13.
2. Алексеев, Д. В. (2012). Численное моделирование влияния гидротехнических сооружений на характеристики ветрового волнения в Севастопольской бухте. Доклады Национальной академии наук Украины, № 10, сс. 89–95.
3. Грейг-Смит, П. (1967). Количественная экология растений. М.: Мир, 359 с.
4. Зайцев, Г. Н. (1990). Математика в экспериментальной ботанике. М.: Наука, 296 с.
5. Зинова, А. Д. (1967). Определитель зеленых, бурых и красных водорослей южных морей СССР. М.–Л.: Наука, 397 с.
6. Евстигнеева, И. К. и Танковская, И. Н. (2010). Макрофитобентос морского прибрежного экотона юго-запада Крыма (Черное море). Морской экологический журнал, т. 9, № 4, сс. 48–61.
7. Евстигнеева, И. К. и Танковская, И. Н. (2017). Видовой состав, экологическая структура и количественная характеристика макроводорослей бухты Голландия (Черное море). [online] Вопросы современной альгологии. До- ступно по ссылке: http://algology.ru/1127. [Дата обращения: 24.04.2019].
8. Евстигнеев, В. П., Наумова, В. А., Воскресенская, Е. Н., Евстигнеев, М. П. и Любарец, Е. П. (2017). Ветро- волновые условия прибрежной зоны Азово-Черноморского региона. Севастополь: ИПТС, 320 с. DOI: 10.33075/978-5- 6040795-0-8.
9. Евстигнеева, И. К., Евстигнеев, М. П., Евстигнеев, В. П. и Танковская, И. Н. (2018). Эколого-флористическое разнообразие и изменчивость черноморского макрофитобентоса в районах с разным ветро-волновым режимом. В: Яшихмина, Т. Я. (ред.) Биодиагностика состояния природ- ных и природно-техногенных систем: материалы ХVI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Книга 2. Киров: ВятГУ, сс. 8–12.
10. Евстигнеев, В. П., Наумова, В. А., Евстигнеев, М. П., Кириленко, Н. Ф., Серикова, И. М., Евстигнеева, И. К. и Танковская, И. Н. (2017). Крупномасштабные процессы в глобальной климатической системе Северного полушария и некоторые последствия их проявления в Азово- Черноморском регионе. В: Селивановская, С. Ю. и Кожевникова, М. В. (ред.) Окружающая среда и устойчивое развитие регионов: экологические вызовы XXI века. Труды III международной конференции, Казань: Издательство АН РТ, сс. 155–158.
11. Калугина, А. А. (1969). Исследование донной растительности Черного моря с применением легководолазной техники. В: Мантейфель, Б. П. (ред.) Морские подводные исследования. М.: Наука, сс. 105–113.
12. Калугина-Гутник, А. А. (1975). Фитобентос Черного моря. Киев: Наукова думка, 247 с.
13. Розенберг, Г. С. (ред.) (2005). Количественные методы экологии и гидробиологии. Сборник научных трудов, посвященных памяти А. И. Баканова. Тольятти: СамНЦ РАН, 404 с.
14. Толмачев, А. И. (1986). Методы сравнительной флористики и проблемы флорогенеза. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 195 с.
15. Уиттекер Р. (1980). Сообщества и экосистемы. М.: Прогресс, 327 с.
16. Evstigneeva, I. K. (2009). Dynamics of phytocenoses in littoral ecotone of the Black Sea bays. International Journal on Algae, vol. 11, issue 1, pp. 1–15. DOI: 15/InterJAlgae.v11.i1.10.
17. Guiry, M. D. and Guiry G. M. (2013). AlgaeBase. World-wide electronic publication. [online] Galway: National University of Ireland. Доступно по ссылке: http://www. algaebase.org [Дата обращения 01.05.2019].
18. Sovga, E., Verzhevskaya, L. and Mezentseva, I. (2015). Assimilation capacity of the Sevastopol bay ecosystem. In: Özhan, E. (ed.) Proceedings of the 12th International Conference on the Mediterranean Coastal Environment, MEDCOAST 15. Varna, Bulgaria, October 6–10, 2015, pp. 317-326.
19. Wilhm, J. L. (1968). Use of biomass units in Shannon’s formula. Ecology, vol. 49, No. 1, pp. 153–156. DOI: 10.2307/1933573.

Скачать

Любимова Т. П., Паршакова Я. Н.МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В КРУПНЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ
Lyubimova T. P., Parshakova Ya. N.MODELING PROPAGATION OF THERMAL POLLUTION IN LARGE WATER BODIES
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.92-101

Введение: работа посвящена изучению распространения тепловых загрязнений, созданных в результате отвода нагретой воды с тепловых электростанций, использующих прямоточную систему охлаждения, в крупных водных объектах. В прибрежных зонах, таких как устья рек, где водообмен ограничен масштабами водоема-приемника, сброс подогретой воды от промышленных объектов и электро- станций может приводить к значительному повышению температуры воды. Это влияет на состояние флоры и фауны и угрожает жизнедеятельности живых организмов в воде. По этой причине важно оценить влияние нагретых водных масс в зависимости от метеорологических и технологических условий. Методы: в работе рассматривается пример работы Пермской ТЭЦ (Пермская ГРЭС), которая является одной из крупнейших тепловых электростанций в Европе. Исследование проводится для различных антропогенных и метеорологических условий. Поскольку вертикальное распределение температуры в таких резервуарах очень неоднородно, расчеты выполняются в рамках трехмерной модели. Метод расчетов основан на k–ε модели турбулентности с учетом плавучести, связанной с зависимостью плотности жидкости от температуры. Результаты: проведен расчет влияния ветра переменного направления для наиболее неблагоприятных условий как по экологическим, так и по технологическим показателям. Анализ результатов численного моделирования показал, что вблизи поверхности структура потока достаточно равномерна и определяется, главным образом, ветровым воздействием. Наблюдается значительное расслоение подогретых вод по глубине. Толщина слоя воздействия подогретых вод составляет 4–6 метров. Заключение: результаты расчетов актуальны для оценки тепловых загрязнений при работе тепловых электростанций, использующих прямоточную систему охлаждения.
Ключевые слова: крупные водные объекты, тепловые загрязнения, трехмерное численное моделирование, k–ε модель турбулентности.
Список литературы: 1. АО «Интер РАО - Электрогенерация» (2011). Пермская ГРЭС [online] Доступно по ссылке: http://irao-generation.ru/ stations/permg/ [Дата обращения: 25.04.2019].
2. Chandel, M. K., Pratson, L. F. and Jackson, R. B. (2011). The potential impacts of climate-change policy on freshwater use in thermoelectric power generation. Energy Policy, vol. 39, issue 10, pp. 6234–6242. DOI: 10.1016/j.enpol.2011.07.022.
3. Dodds, W. and Whiles, M. (2010). Freshwater ecology concepts and environmental applications of limnology. 2nd edition. Cambridge: Academic Press, 829 p.
4. Durán-Colmenares, A., Barrios-Piña, H. and Ramírez- León, H. (2016). Numerical modeling of water thermal plumes emitted by thermal power plants. Water, vol. 8 (11), 482. DOI: 10.3390/w8110482.
5. Hussey, K. and Pittock, J. (2012). The energy–water nexus: managing the links between energy and water for a sustainable future. Ecology and Society, vol. 17 (1): 31. DOI: 10.5751/ES-04641-170131.
6. Issakhov, A. (2013). Mathematical modelling of the influence of thermal power plant on the aquatic environment with different meteorological condition by using parallel technologies. Power, Control and Optimization, vol. 239, pp. 165–179. DOI: 10.1007/978-3-319-00206-4_11.
7. Issakhov, A. (2016). Mathematical modeling of the discharged heat water effect on the aquatic environment from thermal power plant under various operational capacities. Applied Mathematical Modelling, vol. 40, issue 2, pp. 1082–1096. DOI: 10.1016/j.apm.2015.06.024.
8. Launder, B. E. and Spalding, D. B. (1972). Lectures in mathematical models of turbulence. London, New York: Academic Press, 169 p.
9. Laws, E. A. (2000). Aquatic pollution: an introductory text. 3rd edition. New York: John Wiley & Sons, 672 p.
10. Lepikhin, A. P., Lyubimova, T. P., Parshakova, Ya. N. and Tiunov, A. A. (2012). Discharge of excess brine into water bodies at potash industry works. Journal of Mining Science, vol. 48 (2), pp. 390–397. DOI: 10.1134/S1062739148020220.
11. Lesieur, M., Metais, O. and Comte, P. (2005). Large-eddy simulations of turbulence. New York: Cambridge University Press, 219 p.
12. Lyubimova, T., Lepikhin, A., Konovalov, V., Parshakova, Ya. and Tiunov, A. (2014). Formation of the density currents in the zone of confluence of two rivers. Journal of Hydrology, vol. 508, pp. 328–342. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2013.10.041.
13. Lyubimova, T., Lepikhin, A., Parshakova, Ya. and Tiunov, A. (2016). The risk of river pollution due to washout from contaminated floodplain water bodies during periods of high magnitude floods. Journal of Hydrology, vol. 534, pp. 579–589. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2016.01.030.
14. Lyubimova, T., Lepikhin, A., Parshakova, Ya., Lyakhin, Yu. and Tiunov, A. (2018). The modeling of the formation of technogenic thermal pollution zones in large reservoirs. International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 126, part A, pp. 342–352. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.05.017.
15. Olsen, N. R. B. and Hillebrand, G. (2018). Long-time 3D CFD modeling of sedimentation with dredging in a hydropower reservoir. Journal of Soils and Sediments, vol. 18, issue 9, pp. 3031–3040. DOI: 10.1007/s11368-018-1989-0.
16. Perrone, D., Murphy, J. and Hornberger, G. M. (2011). Gaining perspective on the water–energy nexus at the community scale. Environmental Science & Technology, vol. 45 (10), pp. 4228–4234. DOI: 10.1021/es103230n.
17. Råman Vinnå, L. R., Wüest, A. and Bouffard, D. (2017). Physical effects of thermal pollution in lakes. Water Resources Research, vol. 53, issue 5, pp. 3968–3987. DOI: 10.1002/2016WR019686.
18. Scott, C. A., Pierce, S. A., Pasqualetti, M. J., Jones, A. L., Montz, B. E. and Hoover, J. H. (2011). Policy and institutional dimensions of the water–energy nexus. Energy Policy, vol. 39, issue 10, pp. 6622–6630. DOI: 10.1016/j.enpol.2011.08.013.
19. Sikdar, S. K. and Agrawal, R. (2014). Editorial overview: Energy and environmental engineering: Energy-water nexus: transition from generic to specific. Current Opinion in Chemical Engineering, vol. 5, pp. v–vi. DOI: 10.1016/j. coche.2014.07.005.
20. Thomas, A. C., Byrne D. and Weatherbee, R. (2002). Coastal sea surface temperature variability from Landsat infrared data. Remote Sensing of Environment, vol. 81, issues 2–3, pp. 262–272. DOI: 10.1016/S0034-4257(02)00004-4. 21. Wu, J. (1969). Wind stress and surface roughness at sea interface. Journal of Geophysical Research, vol. 74, issue 2, pp. 444–455. DOI: 10.1029/JB074i002p00444.

Скачать

Маханова Е. В.ДИАГНОСТИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМА: СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА, БИОТЕСТИРОВАНИЯ И БИОИНДИКАЦИИ
Mahanova E. V.DIAGNOSTICS OF THE WATER BODY ECOLOGICAL STATE: COMPARING RESULTS OF CHEMICAL ANALYSIS, BIOASSAY AND BIOINDICATION
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.102-110

Введение: в Европейском Союзе Водная рамочная директива (Water Framework Directive — WFD) дает законодательную возможность для комплексного подхода к диагностике экологического состояния водных объектов, включающего химический контроль, проведение биотестирования воды, биондикацию загрязнения по характеристикам водных сообществ и биомаркеров у отдельных видов. В Российской Федерации при проведении государственного экологического мониторинга водных объектов также используется комплексный подход. Однако далеко не все водные объекты охвачены пунктами государственного мониторинга. Информация о многих водных объектах поступает от водопользователей, проводящих производственный экологический контроль, не включающий оценку состояния биоты используемого водоема или водотока. В работе мы показываем, что в ряде случаев многолетние наблюдения за химическим составом сбрасываемых сточных вод и принимающих их природных вод не информативны с экологической точки зрения. Сопоставление результатов производственного контроля и научно-исследовательских работ по биодиагностике водоема позволит выяснить экологический статус водного объекта и, в перспективе, — тенденцию его трансформации. Методы и материалы: исследовано озеро Ивановское старичного типа (Россия, Кировская область), принимающее сточные воды от теплоэлектростанции (ТЭЦ) и одновременно сообщающееся с рекой Вятка — источником питьевого водоснабжения. Анализировали химический состав сточных вод ТЭЦ и поверхностных вод озера. Сопоставляли результаты с данными биотестирования по ответным реакциям Daphnia magna, Scenedesmus quadricauda, Paramecium caudatum, Escherichia coli и биоиндикации по видовому составу прибрежно-водной растительности. Результаты: приоритетными загрязняющими веществами оказались ионы аммония и органические вещества (по биохимическому потреблению кислорода за 20 суток). Максимальная концентрация ионов аммония достигала 3,17 мг/дм3, что больше российской нормы в 6 раз. В одном из источников сточных вод вода имеет щелочную реакцию (рН до 9,01). В биотесте по гибели D. magna токсичности не установлено. Большинство проб не оказывали действия на тест-организмы или были умеренно токсичны. Пробы воды из озера оказывали стимулирующее воздействие на S. quadricauda, P. caudatum, E. coli, что говорит об эвтрофикации водоема. Учет индикаторных видов прибрежно-водной растительности пока- зал, что озеро Ивановское мезотрофного типа. Количество видов-индикаторов загрязнения возрастает при приближении к источникам сточных вод. Заключение: в целом результаты биоиндикации свидетельствуют о более глубоких антропогенных изменениях, чем это удалось выявить с помощью химических методов и биотестирования. Такие данные говорят как о целесообразности совмещения производственного контроля с научными исследованиями, так и о коррекции перечня наблюдаемых химических и физико- химических показателей.
Ключевые слова: загрязнение водной среды, биотестирование, биоиндикация, химический анализ, ионы аммония, прибрежно-водная растительность.
Список литературы: 1. Акварос (2007). ФР 1.39.2007.03222. Биологические методы контроля. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. М.: Акварос, 51 с.
2. Акварос (2007). ФР 1.39.2007.03223. Биологические методы контроля. Методика определения токсичности вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей. М.: Акварос, 47 с.
3. Мелехова, О. П. и Сарапульцева, Е. И. (ред.) (2010). Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование. 3-е изд. М.: Академия, 288 с.
4. Министерство природных ресурсов Российской Федерации (2010). ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.11-04. Т.16.1:2:3:3.8-04. Методика определения интегральной токсичности поверх- ностных, в том числе морских, грунтовых, питьевых, сточных вод, водных экстрактов почв, отходов, осадков сточных вод по изменению бактериальной биолюминесценции тест-системой «Эколюм». М.: Нера-С, 30 с.
5. Моисеенко, Т. И., Даувальтер, В. А. и Родюшкин, И. В. (1998). Механизмы круговорота природных и антропогенных металлов в поверхностных водах Субарктики. Водные ресурсы, т. 25, № 2. сс. 231–243.
6. Никаноров, А. М. и Жулидов А. В. (1991). Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат, 312 с.
7. Олькова, А. С. (2017). Условия культивирования и многообразие тест-функций Daphnia magna Straus при биотестировании. Вода и экология: проблемы и решения, № 1, сс. 63–82. DOI: 10.23968/2305-3488.2017.19.1.63-82.
8. Олькова, А. С. и Дабах, Е. В. (2014). Опыт интерпретации результатов биотестирования поверхностных вод при химическом и радиоактивном загрязнении. Теоретическая и прикладная экология, № 3, сс. 21–28. DOI: 10.25750/1995- 4301-2014-3-021-028.
9. Олькова, А. С. и Маханова, Е. В. (2018). Выбор биотестов для экологических исследований вод, загрязненных минеральными формами азота. Вода и экология: проблемы и решения, № 4, сс. 70–81. DOI: 10.23968/2305- 3488.2018.23.4.70-81.
10. Спектр-М (2015). ФР 1.39.2015.19242. ПНД Ф Т 16.2:2.2-98. Методика определения токсичности проб природных, питьевых, хозяйственно-питьевых, хозяйственнобытовых сточных, очищенных сточных, сточных, талых, технологических вод экспресс-методом с применением прибора серии «Биотестер». СПб.: ООО «СПЕКТР-М», 21 с.
11. Электронный фонд правовой и научно-технической документации (2014). Приказ Министерства Природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 2 июня 2014 года № 246 «Об утверждении Административного регламента Федерального агентства водных ресурсов по предоставлению государственной услуги по утверждению нормативов допустимых сбросов веществ (за исключением радиоактивных веществ) и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей по согласованию с Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Федеральным агентством по рыболовству и Федеральной службой по надзору в сфере природопользования» [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd.ru/ document/420201732 [Дата обращения: 02.05.2019].
12. Электронный фонд правовой и научно-технической документации (2016). РД 52.24.309-2016. Организация и проведение режимных наблюдений за состоянием и загрязнением поверхностных вод суши [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd.ru/document/495872993 [Дата обращения: 30.04.2019].
13. Электронный фонд правовой и научно-технической документации (2018). Водный кодекс Российской Федерации (с изменениями на 27 декабря 2018 года) [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd.ru/document/901982862 [Дата обращения: 02.05.2019].
14. Aguiar, F. C., Ferreira, M. T., Albuquerque, A., Rodríguez-González, P. and Segurado, P. (2009). Structural and functional responses of riparian vegetation to human disturbance: performance and spatial scale-dependence. Fundamental and Applied Limnology, vol. 175, No. 3, рр. 249– 267. DOI: 10.1127/1863-9135/2009/0175-0249.
15. Alemu, T., Bahrndorff, S., Pertoldi, C., Hundera, K., Alemayehu, E. and Ambelu, A. (2018). Development of a plant based riparian index of biotic integrity (RIBI) for assessing the ecological condition of highland streams in East Africa. Ecological Indicators, vol. 87, pp. 77–85. DOI: 10.1016/j. ecolind.2017.12.032.
16. Benedetti, M. F., Miln, C. J., Kinniburgh, D. G., Van Riemsdijk, W. H. and Koopal, L. K. (1995). Metal ion binding to humic substances: application of the non-ideal competitive adsorption model. Environmental Science and Technology, vol. 29, issue 2, pp. 446–457. DOI: 10.1021/es00002a022.
17. Capela, R., Raimundo, J., Santos, M. M., Caetano, M., Micaelo, C., Vale, C., Guimarães, L. and Reis-Henriques, M. A. (2016). The use of biomarkers as integrative tools for transitional water bodies monitoring in the Water Framework Directive context — A holistic approach in Minho river transitional waters. Science of the Total Environment, vol. 539, pp. 85–96. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2015.08.113.
18. Erofeeva, E. A. (2014). Hormesis and paradoxical effects of wheat seedling (Triticum aestivum l.) parameters upon exposure to different pollutants in a wide range of doses. Dose-Response, vol. 12 (1), pp. 121–135. DOI: 10.2203/doseresponse. 13-017.Erofeeva.
19. Karri, R. R., Sahu, J. N. and Chimmiri, V. (2018). Critical review of abatement of ammonia from wastewater. Journal of Molecular Liquids, vol. 261, pp. 21–31. DOI: 10.1016/j. molliq.2018.03.120.
20. Mikol, Y. B., Richardson, W. R., Van der Schalie, W. H., Shedd, T. R. and Widder, M. W. (2007). An online realtime biomonitor for contaminant surveillance in water supplies. Journal – American Water Works Association, vol. 99 (2), pp.107–115. DOI: 0.1002/j.1551-8833.2007.tb07873.x.
21. Ostfeld, A. and Salomons, E. (2004). Optimal layout of early warning detection stations for water distribution systems security. Journal of Water Resources Planning and Management, vol. 130 (5), pp. 377–385. DOI: 10.1061/ (ASCE)0733-9496(2004)130:5(377).
22. Pandard, P., Devillers, J., Charissou, A. M., Poulsen, V., Jourdain, M.-J., Férard, J.-F., Grand, C. and Bispo, A (2006). Selecting a battery of bioassays for ecotoxicological characterization of wastes. Science of the Total Environment, vol. 363, issues 1–3, pp. 114–125. DOI: 10.1016/j. scitotenv.2005.12.016.
23. Schintu, M., Buosi, C., Galgani, F., Marrucci, A., Marras, B., Ibba, A. and Cherchi, A. (2015). Interpretation of coastal sediment quality based on trace metal and PAH analysis, benthic foraminifera, and toxicity tests (Sardinia, Western Mediterranean). Marine Pollution Bulletin, vol. 94, issues 1–2, pp. 72–83. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2015.03.007.
24. Solimini, A. G., Ptacnik, R. and Cardoso, A. C. (2009). Towards holistic assessment of the functioning of ecosystems under the Water Framework Directive. TrAC Trends in Analytical Chemistry, vol. 28, issue 2, pp. 143–149. DOI: 10.1016/j. trac.2008.10.015.
25. Zovko, M., Vidaković-Cifrek, Ž., Cvetković, Ž., Bošnir, J. and Šikić, S (2015). Assessment of acrylamide toxicity using a battery of standardised bioassays. Archives of Industrial Hygiene and Toxicology, vol. 66 (4), pp. 315–321. DOI: 10.1515/aiht-2015-66-2715.

Скачать

Олькова А. С., Березин Г. И.ИССЛЕДОВАНИЕ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ АТТЕСТОВАННЫХ БИОТЕСТОВ К ЗАГРЯЗНЕНИЮ ВОД СОВРЕМЕННЫМИ ГЕРБИЦИДАМИ: МОДЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
Olkova A. S., Berezin G. I.STUDY ON THE SENSITIVITY OF CERTIFIED BIOASSAYS TO WATER POLLUTION WITH MODERN HERBICIDES: MODEL EXPERIMENTS
DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.2.111-119

Введение: гербициды имидазолиноны и производные пиридина являются современными препаратами для борьбы с сорняками. К их преимуществам специалисты относят возможность применения как для почвы, так и для растений, широкий спектр действия против нежелательных растений, защиту полей в течение всего вегетационного сезона. Производители заявляют об экологичности использования гербицидов последнего поколения за счет их быстрой деструкции в окружающей среде. Однако в различных исследованиях показано, что применение современных гербицидов воздействует как на микроорганизмы, так и на крупных животных. Следовательно, диагностика гербицидного загрязнения в почве и водных объектах является актуальной задачей. Методы: в работе мы исследовали воздействие на живые организмы имидазолинонов (имазетапир и имазамокс) и производных пиридина (смесь клопиралида и пиклорама). Эти вещества рекомендованы к применению в системе «чистого поля» (Clearfield system). Коммерческие формы препаратов (водные растворы) произведены в России и Республике Беларусь под торговым марками «Родимич» (имазамокс), «Гольф ВК» (имазетапир), «Актеон» (смесь клопиралида и пиклорама). Для расчетов использовали ПДК для воды действующих веществ: для имазетапира — 0,01 мг/л, для клопиралида и пиклорама — 0,04 мг/л, для имазамокса — 0,004 мг/л. Практическая задача состояла в определении чувствительности биотестов, аттестованных в России, к этому специфическому загрязнению. Сравнивали чувствительность биотестов по смертности Daphnia magna, Ceriodadhnia affinis, хемотаксису Paramecium caudatum, изменению биолюминесценции Escherichia coli. Дополнительно оценивали хронические эффекты для D. magna. Результаты: рачки D. magna и C. affinis оказались нечувствительными к исследуемым веществам. Гибель C. affinis наступала в ответ на дозы 350 ПДК, а для D. magna летальными оказались добавки, равные 300 ПДК. Было установлено, что опасность гербицидов для этих гидробионтов увеличивается в ряду Имазетапир < Клопиралид + Пиклорам < Имазамокс. Биотесты по предлетальным реакциям микроорганизмов P. caudatum и E. coli оказались чувствительнее. Смесь клопиралида и пиклорама угнетала тест-функции микроорганизмов в ответ на минимальную дозу 1 ПДК (в расчете на клопиралид). Негативное действие имазетапира на инфузорий начиналось с 10 ПДК, на E. coli — с 50 ПДК. Наиболее безопасным оказался имазамокс, оказывающий эффект при дозе 50 ПДК. В итоге для P. caudatum и бактерий тест-системы «Эколюм» справедлив ряд возрастания опасности действующих веществ в препаратах: имазамокс («Родимич») < Имазетапир («Гольф ВК») < Клопиралид + пиклорам («Актеон»). В хронических опытах с D. magna было показано, что современные гербициды вызывают задержку созревания самок D. magna и более позднее появление молоди по сравнению с контролем (на 1–2 дня). В результате за 24 дня эксперимента плодовитость D. magna была достоверно угнетена в ответ на действие доз в диапазоне от 1 до 50 ПДК в 1,3–1,8 раз (p < 0,05). Заключение: опыты показали, что чувствительность четырех биотестов к гербицидам имазетапиру, имазамоксу, смеси клопиралида и пиклорама можно представить следующим рядом: биотест по изменению хемотаксиса P. caudatum > биолюминесцентный биотест с бактериальным препаратом «Эколюм»> биотест по гибели C. affinis > > биотест по гибели D. magna.
Ключевые слова: биотестирование, Daphnia magna, Ceriodadhnia affinis, Paramecium caudatum, Escherichia coli, загрязнение воды, имазамокс, имазетапир, клопиралид, пи- клорам.
Список литературы: 1. Акварос (2007). ФР 1.39.2007.03221. Биологические методы контроля. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний. М.: Акварос, 56 с.
2. Акварос (2007). ФР 1.39.2007.03222. Биологические методы контроля. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. М.: Акварос, 51 с.
3. Главный государственный санитарный врач Российской Федерации (2018). Постановление от 10 мая 2018 г. № 33 «Об утверждении гигиенических нормативов ГН 1.2.3539–18 «Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды (перечень)» [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd.ru/document/557532326 [Дата обращения: 26.02.2019].
4. Государственная дума (2017). Федеральный закон «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами (с изменениями на 17 апреля 2017 года)» [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd.ru/document/9045962 [Дата обращения: 26.02.2019].
5. Данилов-Данильян, В. И. и Пискулова, Н. А. (ред.) (2015). Устойчивое развитие: новые вызовы М.: Аспект Пресс, 336 с.
6. Министерство природных ресурсов Российской Феде- рации (2010). ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.11–04. Т.16.1:2:3:3.8–04. Методика определения интегральной токсичности поверхностных, в том числе морских, грунтовых, питьевых, сточных вод, водных экстрактов почв, отходов, осадков сточных вод по изменению бактериальной биолюминесценции тест-системой «Эколюм». М.: ФБУ «ФЦАО», 26 с.
7. Олькова, А. С. (2017). Условия культивирования и многообразие тест-функций Daphnia Magna Straus при биотестировании. Вода и экология: проблемы и решения, № 1, сс. 63–82. DOI: 10.23968/2305-3488.2017.19.1.63-82.
8. Олькова, А. С. (2018) Актуальные направления развития методологии биотестирования водных сред. Вода и экология: проблемы и решения, № 2 (74), сс. 40–50. DOI: 10.23968/2305–3488.2018.20.2.40–50.
9. Спектр-М (2015). ФР 1.39.2015.19242. ПНД Ф Т 16.2:2.2–98 Методика определения токсичности проб природных, питьевых, хозяйственно-питьевых, хозяйственно-бытовых сточных, очищенных сточных, сточных, талых, технологических вод экспресс-методом с применением прибора серии «Биотестер». СПб.: ООО «СПЕКТР-М», 21 с.
10. Федорова, Е. А., Зинчук, О. А., Бессчетнова, Л. М. и Сороколетова, Г. В. (2016). Хроническая токсичность имадазолинонового гербицида имазетапир для пресноводных организмов разных систематических групп. Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета, № 123 (9), сс. 90–101.
11. Botelho, R. G., Santos, J. B., Oliveira, T. A., Braga, R. R. and Byrro, E. C. M. (2009). Acute toxicity to herbicides to Oreochromis niloticus. Planta Daninha, vol. 27 (3), pp. 621–626. DOI: 10.1590/S0100-83582009000300024.
12. Brock, T. C. M., Arts, G. H. P., Maltby, L. and Van den Brink, P. J. (2006). Aquatic risks of pesticides, ecological protection goals, and common aims in European Union legislation. Integrated Environmental Assessment and Management, vol. 2, issue 4, pp. e20–e46. DOI: 002/ ieam.5630020402.
13. Bzour, M. I., Zuki, F. M. and Mispan, M. Sh. (2018). Introduction of imidazolinone herbicide and Clearfield® rice between weedy rice—control efficiency and environmental concerns. Environmental Reviews, vol. 26, No. 2, pp. 181–198. DOI: 10.1139/er-2017-0096.
14. Cedergreen, N., Kudsk, P., Mathiassen, S. K. and Streibig, J. C. (2007). Combination effects of herbicides on plants and algae: do species and test systems matter? Pest Management Science, vol. 63, issue 3, pp. 282–295. DOI: 10.1002/ps.1353.
15. Cruz, C., Silva, A. F., Shiogiri, N. S., Garlich, N. and Pitelli, R. A. (2015). Imazapyr herbicide efficacy on floating macrophytes control and ecotoxicology for non-target organisms. Planta Daninha, vol. 33, No. 1, pp. 103–108. DOI: 10.1590/S0100-83582015000100012.
16. Daam, M. A. and Van den Brink, P. J. (2010). Implications of differences between temperate and tropical freshwater ecosystems for the ecological risk assessment of pesticides. Ecotoxicology, vol. 19, issue 1, pp. 24–37. DOI: 10.1007/s10646-009-0402-6.
17. Della Vechia, J. F., Cruz, C., Silva, A. F., Cerveira Jr., W. R. and Garlich, N. (2016). Macrophyte bioassay applications for monitoring pesticides in the aquatic environment. Planta Daninha, vol. 34, No. 3, pp. 597–603. DOI: 10.1590/S0100-83582016340300021.
18. Erofeeva, E. A. (2014). Hormesis and paradoxical effects of wheat seedling (Triticum aestivum l.) parameters upon exposure to different pollutants in a wide range of doses. Dose- Response, vol. 12, issue 1, pp. 121–135. DOI: 10.2203/doseresponse. 13-017.Erofeeva.
19. Golombieski, J. I., Sutili, F. J., Salbego, J., Seben, D., Gressler, L. T., da Cunha, J. A., Gressler, L. T., Zanella, R., de Almeida Vaucher, R., Marchesan, E. and Baldisserotto, B. (2016). Imazapyr+imazapic herbicide determines acute toxicity in silver catfish Rhamdia quelen. Ecotoxicology and Environmental Safety, vol. 128, pp. 91–99. DOI: 10.1016/j. ecoenv.2016.02.010.
20. Kasamesiri, P. and Thaimuangphol, W. (2019). Effects of agrochemical residues on aquatic invertebrates in semi-organic rice fields. International Journal of GEOMATE, vol. 16, issue 56, pp. 54–58. DOI: 10.21660/2019.56.4567.
21. López-Vizcaíno, R., dos Santos, E. V., Yustres, A., Rodrigo, M. A., Navarro, V. and Martínez-Huitle, C. A. (2019). Calcite buffer effects in electrokinetic remediation of clopyralidpolluted soils. Separation and Purification Technology, vol. 212, pp. 376–387. DOI: 10.1016/j.seppur.2018.11.034.
22. Reck, L., Reimche, G. B. Alves, C. R., Abreu, K. do V., Oliveita, M. A. and de Oliveira Machado, S. L. (2018). Effect of herbicides imazapyr and imazapicon in the phytoplanktonic community of rice paddy fields. Iheringia Serie Botanica, vol. 73, issue 3, pp. 298–307. DOI: 10.21826/2446-8231201873307.
23. Saldivar, R. H. L, Arguello, B. M., Reyes, I. V. and de los Santos Villarreal, G. (2018). Agronanotechnology: a new tool for modern agriculture. Revista de la Facultad de Ciencias Agrarias, vol. 50, issue 2, pp. 395–411.
24. Xie, J., Zhao, L., Liu, K., Guo, F., Gao, L. and Liu, W. (2018). Activity, toxicity, molecular docking, and environmental effects of three imidazolinone herbicides enantiomers. Science of the Total Environment, vol. 622–623, pp. 594–602. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.11.333.
25. Zhang, Y., Lorsbach, B. A., Castetter, S., Lambert, W. T., Kister, J., Wang, N. X., Klittich, C. J. R., Roth, J. Sparks, T. C. and Loso, M. R. (2018). Physicochemical property guidelines for modern agrochemicals. Pest Management Science, vol. 74, issue 9, pp. 1979–1991. DOI: 10.1002/ps.5037.

Скачать