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