Архив журнала по годам

№1 (81)

ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

Атаманова О. В., Тихомирова Е. И., Касымбеков Ж. К., Подоксенов А. А.ПОВЫШЕНИЕ СОРБЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ МОДИФИЦИРОВАННОГО БЕНТОНИТА ПРИ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД ПУТЕМ ЕГО АКТИВАЦИИ
Atamanova O. V., Tikhomirova E. I., Kassymbekov Zh. K., Podoksenov A. A.IMPROVING THE SORPTION ABILITY OF MODIFIED BENTONITE DURING WASTEWATER TREATMENT BY MEANS OF ITS ACTIVATION
DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.1.3-12

Введение. Рассматривается проблема адсорбционной очистки сточных вод промышленных предприятий. В качестве сорбционных материалов предлагаются глинистые материалы — бентониты, модифицированные включением в их структуру углеродных нанотрубок и глицерина. Изучение сорбционных материалов на основе модифицированного бентонита направлено на установление таких модификаций бентонита, которые позволили бы обеспечить максимально возможное извлечение из загрязненных производственных сточных вод нитро- и аминосоединений. Методы и материалы. Исследования сорбционной активности бентонитов проводились на модельных растворах о-фенилендиамина и п-динитробензола. Изучены возможные кислотная (HCl) и солевая (CaCl2) активации модифицированного бентонита. Концентрации о-фенилендиамина и п-динитробензола в фильтрате определялись методом фотометрического анализа. Статистическая обработка результатов экспериментов проводилась с помощью пакета программ Statistica for Windows 6.0. Результаты. Установлено, что наилучшей сорбционной способностью в статических условиях по отношению к п-динитробензолу обладает бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками после активации этого сорбента 9 %-ным раствором HCl и 30 %-ным раствором CaCl2, а лучшей сорбционной способностью по отношению к о-фенилендиамину обладает бентонит, модифицированный углеродными нанотрубками, но после активации этого сорбента 18 %-ным раствором HCl и 38 %-ным раствором CaCl2. Величина адсорбции о-фенилендиамина бентонитом, модифицированным углеродными нанотрубками, значительно выше, чем сорбция п-динитробензола: Г = 66,9 мг/г против Г = 2,41 мг/г. Подобная картина наблюдается и при сравнении значений адсорбции бентонитом, модифицированным глицерином, однако здесь разница в значениях чуть меньше: Г = 64,8 мг/г против Г = 1,95 мг/г. Рекомендовано назначать параметры адсорбционных фильтров цилиндрической формы в составе станций очистки сточных вод от нитро- и аминосоединений исходя из соотношения высоты к диаметру адсорбционной колонны, равного H/D = 1,4.
Ключевые слова: адсорбция, модифицированный бентонит, глицерин, углеродные нанотрубки, о-фенилендиамин, п-динитробензол, эффективность водоочистки.
Список литературы: 1. Вахидова, И. М., Шайхиев, И. Г., Гильманов, Р. З., Вахидов, Р. М. и Мусин, Р. З. (2013). Очистка сточных вод производства калиевой соли 4,6-динитробензфуроксана окислением. Вестник Казанского технологического университета, Т. 16, № 19, сс. 49–51.
2. Голованева, Н. В., Каграманов, Г. Г. и Фарносова, Е. Н. (2014). Нанофильтрационная очистка воды от солей жесткости. Вода: химия и экология, № 5 (71), сс. 36–41.
3. Истрашкина, М. В., Атаманова, О. В. и Тихомирова, Е. И. (2016). Особенности адсорбции ароматических аминосоединений на различных вариантах модифицированного бентонита. Известия Самарского научного центра РАН, Т. 18, № 2-2, сс. 381–384.
4. Каграманов, Г. Г., Фарносова, Е. Н., Лин, М. М. и Бланко-Педрехон, А. М. (2018). Удаление тяжелых металлов из шахтных сточных вод. Химическая промышленность сегодня, № 1, с. 44.
5. Касымбеков, Ж. К. (2018). Вакуумная очистка канализационных колодцев с использованием энергии выхлопного газа трактора. Вода и экология: проблемы и решения, № 2 (74), сс. 25–31. DOI: 10.23968/2305– 3488.2018.20.2.25–31.
6. Касымбеков, Ж. К., Абиров, А. А. и Егизбаев, Д. А. (2012). Современные технологии очистки сточных вод (аналитический обзор). Астана: АФ АО «Национальный центр научно-технической информации» МОН РК, 71 с.
7. Касымбеков, Ж. К., Ни, Н. П. и Ботантаева, Б. С. (2014). Испытание водопроводного воздухоотделителя-напорогасителя центробежного действия в лабораторных условиях. Вода и экология: проблемы и решения, № 2 (58), сc. 39–44.
8. Ким, А. Н. и Грун, Н. А. (2010). Исследование активированного угля, модифицированного фуллеренами, применяемого для кондиционирования водопроводной воды. Вестник гражданских инженеров, № 2 (23), сс. 146–150.
9. Ким, А. Н. и Грун, Н. А. (2013). Результаты по доочистке водопроводной воды на фильтрах с березовым активированным углем, модифицированным фуллеренами. Технологии мира, № 02 (50), сс. 37–39.
10. Коренман, И. М. (2012). Фотометрический анализ. Методы определения органических соединений. М.: Книга по требованию, 342 с.
11. Косарев, А. В, Атаманова, О. В., Тихомирова, Е. И. и Истрашкина, М. В. (2018). Кинетика адсорбции 2-метиланилина модифицированным бентонитом при очистке сточных вод. Вода и экология: проблемы и решения, № 3 (75), сс. 24–31. DOI: 10.23968/2305-3488.2018.20.3.24-31.
12. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации (2018). ГОСТ 31954–2012. Вода питьевая. Методы определения жесткости. М.: Стандартинформ, 13 с.
13. Перевалов, В. П. и Колдобский, Г. И. (2018). Тонкий органический синтез: проектирование и оборудование производств: учебное пособие для вузов. 2-е издание. М.: Юрайт, 290 с.
14. Феофанов, Ю. А., Мишуков, Б. Г., Подпорин, А. В. и Феофанов, М. Ю. (2017). Оценка эффективности использования различных сорбционных материалов для очистки нефтесодержащих вод. Вода Magazine, № 5 (117), сс. 42–47.
15. Феофанов, Ю. А. и Ряховский, М. С. (2018). О применении природных сорбентов для очистки воды от нефтепродуктов. Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение, № 6 (126), сс. 32–38.
16. Cheraghian, G. (2017). Evaluation of clay and fumed silica nanoparticles on adsorption of surfactant polymer during enhanced oil recovery. Journal of the Japan Petroleum Institute, Vol. 60, Issue 2, pp. 85–94. DOI: 10.1627/jpi.60.85.
17. Hanaor, D. A. H., Ghadiri, M., Chrzanowski, W. and Gan, Y. (2014). Scalable surface area characterization by electrokinetic analysis of complex anion adsorption. Langmuir, Vol. 30, Issue 50, pp. 15143–15152. DOI: 10.1021/la503581e.
18. Ismadji, S., Soetaredjo, F. E. and Ayucitra, A. (2015). Modification of clay minerals for adsorption purpose. In: Clay materials for environmental remediation. Cham: Springer, pp. 39–56. DOI: 10.1007/978-3-319-16712-1_3.
19. Khenifi, A., Bouberka, Z., Sekrane, F., Kameche, M. and Derriche, Z. (2007). Adsorption study of an industrial dye by an organic clay. Adsorption, Vol. 13, Issue 2, pp. 149–158. DOI: 10.1007/s10450-007-9016-6.
20. Li, H., Teppen, B. J., Johnston, C. T. and Boyd, S. A. (2004). Thermodynamics of nitroaromatic compound adsorption from water by smectite clay. Environmental Science & Technology, Vol. 38, Issue 20, pp. 5433–5442. DOI: 10.1021/es035054y.
21. Ma, J., Xu, H., Ren, J.-H., Yu, Z.-Z. and Mai, Y.-W. (2003). A new approach to polymer/montmorillonite nanocomposites. Polymer, Vol. 44, Issue 16, pp. 4619–4624. DOI: 10.1016/S0032-3861(03)00362-8.
22. Maramis, S. V., Kurniawan, A., Ayucitra, A., Sunarso, J. and Ismadji, S. (2012). Removal of copper ions from aqueous solution by adsorption using LABORATORIES-modified bentonite (organo-bentonite). Frontiers of Chemical Science and Engineering, Vol. 6, Issue 1, pp. 58–66. DOI: 10.1007/s11705011-1160-6.
23. Miyamoto, N., Kawai, R., Kuroda, K. and Ogawa, M. (2000). Adsorption and aggregation of a cationic cyanine dye on layered clay minerals. Applied Clay Science, Vol. 16, Issues 3–4, pp. 161–170. DOI: 10.1016/S0169-1317(99)00051-4.
24. Yang, H. and Zheng, Q. (2003). Structure stability of organic montmorillonite used for preparing polyethylene/montmorillonite nanocomposite. Journal of Materials Science Letters, Vol. 22, Issue 20, pp. 1431–1433. DOI: 10.1023/A:1025715514900.
25. Zohra, M., Rose J. and Borschneck, D. (2014). Urban wastewater treatment by adsorption of organic matters on modified bentonite by (iron-aluminum). Journal of Encapsulation and Adsorption Sciences, Vol. 4, No. 3, pp. 71–79. DOI: 0.4236/jeas.2014.43008.

Скачать

Sánchez-Góngora M.-A., Peón-Escalante I.-E., Cardona-Juárez Т., Ortega-Arroyo L., Castaño V. M. LOW TEMPERATURE WASTEWATER TREATMENT AND RECYCLING BY PSYCHROPHILIC BIODEGRADATION (A CASE STUDY MEXICO)
Санчез-Гонгора М.-А., Пеон-Эскаланте И.-Э., Кардона-Хуарез Т., Ортегa-Арройо Л., Кастано В. М.НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ОЧИСТКА И РЕЦИРКУЛЯЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД ПОСРЕДСТВОМ ПСИХРОФИЛЬНОЙ БИОДЕГРАДАЦИИ (НА ПРИМЕРЕ МЕКСИКИ)
DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.1.13-27

Introduction. Only 27 % of the surface water in Mexico complies with the local BOD5 and COD standards. Constant desertification of the soils contributing to reduced recharge rate of the aquifers makes finding a solution to effective and wide-spread wastewater treatment a very pressing matter. The paper provides experimental data on a case study of low temperature wastewater treatment. Methods. We treated domestic (sanitary) wastewater in a continuous flow anaerobic biodigester and conducted its physicochemical evaluation during winter-spring. The treatment was done by means of a low temperature process and with a supplied influent flow volume of 20.78 L/day. Results. The first sludge formation in the initial stage showed substantial changes compared to those obtained in the final stage, where the effluent had scarce lime as a result of the microbiological activity. This transformation is seen through a removal of: 99.9 % of settleable solids (SS), 92.66 % of total solids (TS), 99.14 % of total suspended solids (TSS), 33.21 % of 5-d biochemical oxygen demand (BOD5), 3.64 % of chemical oxygen demand (COD) with a steady pH oscillating between 8.12 and 8.72, electric conductivity (EC) within the range from 1961 μS/cm to 1785 μS/cm, temperature from 19.2 to 20.1 °C in the effluent. Conclusion. Thus, the system described is considered to be stable, easy and economic meeting the current conditions for the unloading of treated wastewater suited for agricultural reuse according to NOM-001-ECOL-1996 standard.
Ключевые слова: permissible maximum range, lime, psychrophilic biodegradation, removal, resilience, life cycle metaphor
Список литературы: 1. APHA, AWWA & WEF (2012). Standard methods for examination of water and wastewater. 22nd ed. Washington: American Public Health Association, 1360 p.
2. Brauer, H. and Hefni-Omar, M. (1988). Biological elimination of ammonium contained at high concentration in waste water. Bioprocess Engineering, Vol. 3, Issue 2, pp. 51–62.
3. Butarbutar, I., Varianemil, D. and Sanwani, E. (2013). Influence of Variation Dosage of Chemical Reagents in the Turbidity of Overflow from Sedimentation Process at Dewatering Plant of PT. Freeport Indonesia. Procedia Earth and Planetary Science, Vol. 6, pp. 287–294.
4. Cañizares-Villanueva, R.-O. (2000). Biosorción de metales pesados mediante el uso de biomasa microbiana. Revista Latinoamericana de Microbiología, Vol. 42, pp. 131–143.
5. Cervantes-Zepeda, A. I., Cruz-Colín, M. R., Aguilar- Corona, R., Castilla-Hernández, P. and Meraz-Rodríguez, M. (2011). Caracterización Fisicoquímica y Microbiológica del agua tratada en un reactor UASB escala piloto. Revista mexicana de ingeniería química, Vol. 10, No. 1, pp. 67–77.
6. Chávez-Porras, Á., Cristancho-Montenegro, D.-L. and Ospina-Granados, É.-A. (2009). Una alternativa limpia para el tratamiento de las aguas residuales galvánicas: revisión bibliográfica. Revista Ingenierías Universidad de Medellin, Vol. 8, No. 14, pp. 39–50.
7. Crites, R. and Tchobanoglous, G. (2000). Tratamiento de aguas residuales en pequeñas poblaciones. Colombia: McGraw- Hill, pp. 33, 45, 57, 177, 181, 345, 348, 385.
8. Chernicharo, C. A. L. (2006). Post-treatment options for the anaerobic treatment of domestic wastewater. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, Vol. 5, Issue 1, pp. 73–92.
9. Chong, S., Sen, T. K., Kayaalp, A. and Ang, H. (2012). The performance enhancements of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors for domestic sludge treatment – A State-of-the-art review. Water Research, Vol. 46, Issue 11, pp. 3434–3470. DOI: 10.1016/j.watres.2012.03.066
10. Department of Health (2015). RTK Hazardous Substance Fact Sheets. State of New Jersey. [online] Available at: https://www.nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/1222. pdf [Date accessed 03.02.2020].
11. Del Borghi, A., Gallo, M. and Del Borghi, M. (2009). A survey of life cycle approaches in waste management. The International Journal of Life Cycle Assessment, Vol. 14, Issue 7, pp. 597–610.
12. Eckenfelder Jr., W. (2000). Industrial Water Pollution Control. USA: McGraw-Hill, pp. 138–149.
13. Rodríguez, M. A. E., Bolaños, O. B., Aguirre, J. M. O. and Millán, A. H. (2014). Evaluación de la nitrificación a través de perfiles operacionales en un reactor aerobio. Ingenierías, Vol. XVII, No. 62, pp. 50–62.
14. Feng, L., Yan, Y. and Chen, Ch. (2011). Co-fermentation of waste activated sludge with food waste for short-chain fatty acids production: effect of pH at ambient temperature. Frontiers of Environmental Science & Engineering in China, Vol. 5, Issue 4, pp. 623–632. DOI: 10.1007/s11783-011-0334-2.
15. García, N., Villanueva, P., Campos, E. and Velázquez, A. (2012). Análisis de la adsorción como método de pulimiento en el tratamiento de aguas residuales. [online]. Quivera, Vol. 14, Issue 1, pp. 109–129. Available at: http://www.redalyc.org/ articulo.oa?id=40123894007 [Date accessed 03.02.2020].
16. Iñiguez-Covarrubias G. and Camacho-López, A. (2011). Evaluación de un reactor de manto de lodo con flujo ascendente (UASB) con cambios de velocidad de alimentación. Ingeniería Investigación y Tecnología, Vol. 12, No. 2, pp. 199–208.
17. Keser, G. and Buyuk, G. (2011). Effects of Wastewater Irrigation on Chemical and Physical Properties of Petroselinum crispum. Biological Trace Element Research, Vol. 146, Issue 3, pp. 369–375. DOI: 10.1007/s12011-011-9259-7.
18. Kopittke, P. M. and Menzies, N. W. (2005). Control of nutrient solution for studies at high pH. Plant and Soil, Vol. 266, Issue 1–2, pp. 343–354.
19. Lettinga, G. (1995). Anaerobic digestion and wastewater treatment system. Antonie van Leeuwenhoek, Vol. 67, Issue 1, pp. 3–28.
20. Low, E. and Chase, H. (1999). Reducing production of excess biomass during wastewater treatment. Water Research, Vol. 33, Issue 5, pp. 1119–1132.
21. McCleskey, R. B., Nordstrom, D. K., Ryan, J. N. and Ball, J.W. (2012). A new method of calculating electrical conductivity with applications to natural waters. Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 77, pp. 369–382. DOI: 10.1016/j. gca.2011.10.031.
22. McLaughlin, M. R., Brooks, J. P. and Adeli, A. (2012). Temporal flux spatial dynamics of nutrients, fecal and zoonotic pathogens in anaerobic swine manure lagoon waters. Water Research, Vol. 46, Issue 16, pp. 4949–4960. DOI: 10.1016/j. watres.2012.06.023.
23. McKeown, R.M., Hughes, D., Collins, G., Mahony, T. and O’Flaherty, V. (2012). Low-temperature anaerobic digestion for wastewater treatment. Current Opinion in Biotechnology, Vol. 23, Issue 3, pp. 444–451. DOI: 10.1016/j. copbio.2011.11.025.
24. Mudhoo, A. and Kumar, S. (2013). Effects of heavy metals as stress factors on anaerobic digestion processes and biogas production from biomass. International Journal of Environmental Science and Technology, Vol. 10, Issue 6, pp. 1383–1398. DOI: 10.1007/s13762-012-0167-y.
25. Nelson, M., Pechurkin, N. S., Allen, J. P., Somova, L. A. and Gitelson, J. I. (2009). Closed Ecological Systems, Space Life Support and Biospherics. In: Wang, L. K. et al. (eds) Handbook of Environmental Engineering, Vol. 10: Environmental Biotechnology. New York: Humana Press, pp. 517–565.
26. Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (1996). Norma Oficial Mexicana NOM-002. Que establece los límites permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal. [online] Available at: http://siga.jalisco.gob.mx/Assets/ documentos/normatividad/nom002semarnat1996.htm [Date accessed 03.02.2020].
27. Secretaria de Desarrollo Social (1993). Norma Oficial Mexicana NOM-CCA/032-ECOL/. Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las aguas residuales de origen urbano o municipal para su disposición mediante riego agrícola. [online] Available at: http://www.paot.org.mx/centro/ ine-semarnat/gacetas/GE28.pdf [Date accessed 03.02.2020].
28. Secretaria de Comercio y Fomento Industrial (2008). Norma Mexicana NMX-AA-003-(1, 2, 3). Aguas residuales– Muestreo Norma Mexicana NMX-AA-004-SCFI-2013. Análisis de agua – Determinación de Sólidos sedimentables en Aguas Naturales, Residuales y Residuales Tratadas. [online] Available at: http://www.economia-nmx.gob.mx/normas/nmx/2009/proy- nmx-aa-003-1-scfi008.pdf [Date accessed 03.02.2020].
29. Secretaria de Comercio y Fomento Industrial (2013). Norma Mexicana NMX-AA-007. Análisis de Agua – Determinación de la Temperatura en Aguas Naturales, Residuales y Residuales Tratadas. [online] Available at: https:// www.imta.gob.mx/cotennser/index.php?option=com [Date accessed 03.02.2020].
30. Secretaria de Comercio y Fomento Industrial (2011). Norma Mexicana NMX-AA-008. Análisis de Agua– Determinación del pH–método de prueba. [online] Available at: http://www.economia-nmx.gob.mx/normas/nmx/2010/nmx-aa- 008-scfi11.pdf [Date accessed 03.02.2020].
31. Secretaria de Comercio y Fomento Industrial (2000). Norma Mexicana NMX-AA-093- Análisis de Agua– Determinación de la Conductividad Electrolítica. Available at: http://legismex.mty.itesm.mx/normas/aa/aa093-00.pdf
32. Organización Mundial de la Salud (2006) Guías para la calidad del agua potable PRIMER APÉNDICE A LA TERCERA EDICIÓN Recomendaciones. Genève 1. [online] Available at: https://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq3_es_ fulll_lowsres.pdf?ua=1 [Date accessed 03.02.2020].
33. Comité Consultivo Nacional de Normalización de Regulación y Fomento Sanitario (2007). PROYECTO de Norma Oficial Mexicana NOM-XXXX. Agua para uso y consumo humano. Límites máximos permisibles de la calidad del agua, control y vigilancia de los sistemas de abastecimiento. [online] Available at: http://www.economia-nmx.gob.mx/normas/ nmx/2009/proy-nmx-aa-003-1-scfi008.pdf [Date accessed 03.02.2020].
34. Rajesh Banu, J., Uan, D. K., Kaliappan, S. and Yeom, I. T. (2011). Effect of sludge pretreatment on the performance of anaerobic/ anoxic/oxic membrane bioreactor treating domestic wastewater. International Journal of Environmental Science & Technology, Vol. 8, Issue 2, pp. 281–290. DOI: 10.1007/ BF03326216.
35. Rizvi, H., Ahmad, N., Abbas, F., Bukhari, I. H., Yasar, A., Ali, S., Yasmeen, T. and Riaz, M. (2014). Start-up of UASB reactors treating municipal wastewater and effect of temperature/sludge age and hydraulic retention time (HRT) on its performance. Arabian Journal Chemistry, Vol. 8, Issue 6, pp. 780–786. DOI: 10.1016/j.arabjc.2013.12.016.
36. Sánchez Vargas, A., Gay García, C. and Estrada Porrua, F. (2011). Cambio climático y pobreza en el Distrito Federal. InvestigaSarathai, Y., Koottatep, T. and Morel, A. (2010). Hydraulic characteristics of an anaerobic baffled reactor as onsite wastewater treatment system. Journal of Environmental Sciences, Vol. 22, No. 9, pp. 1319–1326. DOI: 10.1016/S1001- 0742(09)60257-6.
37. SEMARNAT, SAGARPA, FIRCO (2010). Especificaciones Técnicas para el Diseño y Construcción de Biodigestores en México. México Disponible en: Documento Especificaciones Técnicas VF – Proyecto de Energía proyectodeenergiarenovable.com/…/Biodigestor/ Especificaciones. [online] Available at: http://biblioteca. semarnat.gob.mx/janium/Documentos/Ciga/libros2009/ CD001057.pdf [Date accessed 03.02.2020].
38. Sosa-Rodríguez, F. S. (2012). El futuro de la disponibilidad del agua en México y las medidas de adaptación utilizadas en el contexto internacional. Revista Internacional de Ciencias Sociales y Humanidades, SOCIOTAM, Vol. 12, No. 2, pp. 165–187.
39. Van Haandel, A., Kato, M.T., Cavalcanti, P. F. F and Florencio, L. (2006). Anaerobic reactor design concepts for treatment of domestic wastewater. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, Vol. 5, Issue 1, pp. 21–38. DOI: 10.1007/s11157-005-4888-y.
40. Wang, L. K. and Shammas, N. K. (2010) Sequencing Batch Reactor Technology. In: Wang, L. K. et al. (eds). Handbook of Environmental Engineering, Vol. 10: Environmental Biotechnology. Totowa, NJ: Humana Press, pp. 721–747. DOI: 10.1007/978-1-60327-140-0_15.
41. Yi, H., Han, Yu. and Zhuo, Y. (2013). Effect of combined pretreatment of waste activated sludge for anaerobic digestion process. Procedia Environmental Sciences, Vol. 18, pp. 716–721. DOI: 10.1016/j.proenv.2013.04.097.

Скачать

ЭКОЛОГИЯ

Курбанов Б. Т., Курбанов Б. Б. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД В УЗБЕКИСТАНЕ: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ
Kurbanov B. T., Kurbanov B. B.ECOLOGICAL STATE OF SURFACE WATERS IN UZBEKISTAN: PROBLEMS AND SOLUTIONS
DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.1.28-37

Введение. В настоящее время в Республике Узбекистан наблюдаются определенные проблемы с обеспечением населения качественной водой для хозяйственно-питьевых нужд. В этой ситуации часть населения, особенно в сельской местности, использует поверхностные воды. Здоровье населения Узбекистана во многом зависит от качества поверхностных вод в республике. Методы. Статья посвящена анализу состояния качества поверхностных вод. Используемая в настоящее время методика оценки качества поверхностных вод не отвечает современным требованиям. Для анализа и оценки степени загрязнения поверхностных вод принимались во внимание все вещества, по которым проводится анализ, так как даже их присутствие в концентрациях, не превышающих предельно допустимые концентрации, имеет негативное воздействие на здоровье человека. Результаты. По данной методике разработана карта районирования по качеству поверхностных вод в Узбекистане. Определены территории с повышенным загрязнением поверхностных вод, количественные и качественные характеристики основных ингредиентов-загрязнителей поверхностных вод. Выявлен главный и наиболее опасный для окружающей среды и здоровья населения загрязнитель — ртуть и ее соединения. Указана необходимость принятия срочных мер по инвентаризации источников ртути в поверхностных водах и разработке мероприятий, обеспечивающих минимизацию поступления ее в каналы и реки, воды которых потребляются на технологические и хозяйственнопитьевые цели. Заключение. Результаты исследования будут способствовать принятию оптимальных мер по контролю над приоритетными источниками загрязнения промышленными выбросами, сбросами сточных вод, эмиссией загрязняющих веществ в почву и минимизации ущерба для окружающей среды в республике.
Ключевые слова: экология, гидрология, качество поверхностных вод, здоровье населения, индекс загрязнения воды
Список литературы: 1. Абдиров, Ч. А. (1993). Проблемы Приаралья и экология человека. Узбекский биологический журнал, № 5, сс. 23–27.
2. Агафонова, Л. В., Макарова, А. С. и Додонова, А. А. (2015). Оценка загрязнения ртутью объектов окружающей среды на примере РФ. Анализ ртутного законодательства. Успехи в химии и химической технологии. Т. 29, № 9 (168), сс. 28–31.
3. Алламуратов, К. К. (2016). Качество воды и здоровье населения Республики Каракалпакстан. Теория и практика современной науки, № 6-1 (12), сс. 37–45.
4. Бесплатная электронная библиотека (2004). Национальный доклад об использовании и охране водных ресурсов в Республике Узбекистан. [online] Доступно по ссылке: http://nauka.x-pdf.ru/17raznoe/606568-1-seminar- the-role-ecosystems-water-suppliers-geneva-13-14-december-2004-uzbekistan-national-report-nacionalniy-d.php [Дата обращения: 12.03.2019].
5. Гаевая, Т. Я. и Писарева, В. Н (1995). Экологическая ситуация в Узбекистане. [online] Доступно по ссылке: http:// www.igpi.ru/bibl/igpi_publ/uzb_eco.html [Дата обращения: 02.03.2019].
6. Государственное патентное ведомство РУз (2000). Способ комплексной оценки качества речных вод. Предварительный патент № IDP 04390. Авторы Б. Т. Курбанов, Ю. Н. Лесник, С. Г. Турсунбаева. Опубликовано 23.06.2000 г.
7. Государственный комитет СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды (1988). Методические рекомендации по формализованной комплексной оценке качества поверхностных и морских вод по гидрохимическим показателям. М.: Гидрометеоиздат, 7 с.
8. Кузиев, Р. К. (2007). К вопросу размещения сельскохозяйственых культур с учетом качества почв. В: Материалы научно-производственной конференции «Проблемы рационального использования земельных ресурсов», 11–12 сентября, Ташкент, «Uneck print», сс. 73–75.
9. Кузиев, Р. К. (2007). Проблемы рационального использования земельных ресурсов Республики Узбекистан и основные направления их научного обеспечения. В: Материалы научно-производственной конференции «Проблемы рационального использования земельных ресурсов», 11–12 сентября, Ташкент, «Uneck print», сс. 11–16.
10. Курбанов, Б. Т. (2019). К вопросу оценки качества поверхностных вод Узбекистана. Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление, № 5, сс. 80–96.
11. Курбанов, Б. Т. (2019). Некоторые проблемы оценки качества поверхностных вод на территории Узбекистана. Ученые Записки Российского государственного гидрометеорологического университета, № 55, сс. 129–136. DOI: 10.33933/2074-2762-2019-55-129-136.
12. Мамбетуллаева, С. М., Халмуратова, Р. П. и Таджибаева, М. К. (2006). Влияние качества питьевых вод на состояние здоровья населения в зоне Приаралья. Естественные и технические науки, № 1, сс. 121–122.
13. Мягкова, Н. В. (2017). Возможности совершенствования методов оценки качества воды в Республике Узбекистан. Вопросы науки и образования, № 10 (11), сс. 27–29.
14. Норматова, Ш. А., Ашурова, М. Д., Эрматова, Г. А., Хожиматов, Х. О., Султонов, Г. Н. и Болтабоев, У. А. (2014). Актуальные проблемы экологии и здоровья населения в Узбекистане. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук, № 5-2, сс. 208–211.
15. Рафиков, В. А. (2018). Проблемы Аральского моря. Что дальше? В: Сборник докладов международной научной конференции «Геофизические методы решения актуальных проблем современной сейсмологии», посвященной 150-летию Ташкентской научно-исследовательской геофизической обсерватории, Ташкент 15–16 октября, Ташкент, «Complex print», сс. 377–382.
16. Реймерс, Н. Ф. (1990). Природопользование: Словарь-справочник. М.: Мысль, 637 с.
17. Тетюхин, Г. Ф. (ред.) (1988). Опустынивание в Узбекистане и борьба с ним. Ташкент: Фан, 154 с.
18. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). (2002). РД 52.24.643–2002. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. Ростов-на-Дону: Гидрометеоиздат, 2002. 49 с.
19. Чембарисов, Э. И., Атаназаров, К. М. и Реимов, А. Р. (2006). Опыт оценки экологических индикаторов в Республике Каракалпакстан. Вестник ККО АН РУз, № 2, сс. 19–21.
20. Шабанов, В. В. и Маркин, В. Н. (2014). Методика эколого-водохозяйственной оценки водных объектов. Монография. М.: ФГБОУ ВПО РГАУ МСХА им. К. А. Тимирязева, 162 с.
21. Minamata convention on mercury. UN environment programme (2017), Status of Signature, and ratification, acceptance, approval or accession. [online] Доступно по ссылке: http://www.mercuryconvention.org/Countries/ tabid/3428/Default.aspx [Дата обращения: 28.11.2019].

Скачать

Ложкин В. Н., Ложкина О. В., Селиверстов С. А., Крипак М. Н. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОПАСНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА КРУИЗНЫМИ СУДАМИ И АВТОТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ В ЗОНАХ ИХ СОВМЕСТНОГО ВЛИЯНИЯ В СЕВАСТОПОЛЕ, ВЛАДИВОСТОКЕ И САНКТ-ПЕТЕРБУРГЕ
Lozhkin V. N., Lozhkina O. V., Seliverstov S. A., Kripak M. N.FORECASTING OF DANGEROUS AIR POLLUTION BY CRUISE SHIPS AND MOTOR VEHICLES IN THE AREAS OF THEIR JOINT INFLUENCE IN SEVASTOPOL, VLADIVOSTOK AND ST. PETERSBURG
DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.1.38-50

Введение. Индустрия круизного туризма в последние годы значительно выросла в Европе и в Российской Федерации. Однако влияние круизных судов на качество окружающей среды в портовых городах остается практически неизученным. Целью данной работы явилось численное прогнозирование загрязнения воздуха круизными судами и автомобильным транспортом в зонах их совместного воздействия в трех крупных портовых городах — Санкт-Петербурге, Владивостоке и Севастополе. Методы. Расчетное прогнозирование осуществлялось с использованием методов расчета рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе, утвержденных приказом Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации № 273 от 6 июня 2017 года. Результаты. Анализируется влияние круизных судов и автомобильного транспорта на качество воздуха в локальных пространственно-временных масштабах для неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), препятствующих естественному рассеиванию загрязняющих веществ. Установлено, что при НМУ в центральных районах Севастополя и Владивостока выбросы одного круизного судна с работающими основными и вспомогательными двигателями могут приводить к локальному кратковременному повышению концентраций NO2 и SO2 до 1,5–2,0 и 1,0–1,5 ПДК соответственно. В пределах санитарно-защитной зоны порта «Морской Фасад» Санкт-Петербурга при работе основных двигателей четырех круизных лайнеров возможно краткосрочное превышение ПДК NO2 до 3 раз. В то же время в районе жилой застройки — менее 1,2 ПДК. Заключение. Результаты исследования доказали влияние выбросов круизных судов на загрязнение воздуха в городах, однако влияние автомобильного транспорта остается намного большим.
Ключевые слова: круизные суда, автотранспортные средства, выбросы отработавших газов, загрязнение окружающей среды, прогнозирование и мониторинг.
Список литературы: 1. Abbasov, F. (2019). Luxury cruise giant emits 10 times more air pollution (SOX) than all of Europe’s cars. [online] Available at: https://www.transportenvironment.org/press/ luxury-cruise-giant-emits-10-times-more-air-pollution-sox-all- europe’s-cars-–-study [Date accessed 07.12.2019].
2. Berlyand, M. E. (1991). Prediction and Regulation of Air Pollution. Atmospheric and Oceanographic Sciences Library, Book 14. Springer, 320 p.
3. Eckhardt, S., Hermansen, O., Grythe, H., Fiebig, M., Stebel, K., Cassiani, M., Baecklund, A. and Stoh, A. (2013). The influence of cruise ship emissions on air pollution in Svalbard – a harbinger of a more polluted Arctic? Atmos. Chem. Phys., No. 13, pp. 8401–8409.
4. Genikhovich, E. L. and Sciermeier, F. A. (1995). Comparison of United States and Russian complex terrain diffusion models developed for regulatory applications. Atmos. Environ., No. 29 (17), рр. 2375–2385.
5. Genikhovich, E. L., Gracheva, I. G., Onikul, R. I. and Filatova, E. N. (2002). Air pollution modeling at urban scale – Russian experience and problems. Water, Air, Soil Pollut.: Focus 2, No. 5-6, рр. 501–512.
6. Graw, R. and Faure, A. (2010). Air Pollution Emission Inventory For 2008 Tourism Season Klondike Gold Rush National Heritage Park Skagway, Alaska. Alaska Department of Environmental Conservation. Division of Water. Cruise Ship Program. 60 p.
7. Karl, M., Jonson, J. E., Uppstu, A. et al. (2019). Effects of ship emissions on air quality in the Baltic Sea region simulated with three different chemistry transport models Atmos. Chem. Phys., No. 19, рр. 7019–7053.
8. Ložkin, V., Ložkina, O. and Ušakov, A. (2013). Using K-theory in geographic information investigations of critical- level pollution of atmosphere in the vicinity of motor roads. World Applied Science Journal, No. 23 (13), рр. 96–100.
9. Lozhkin, V. N. and Lozhkina, O. V. (2017). Forecast of extreme air pollution by water and road transport in the zone of the cable-slayed bridges of St. Petersburg and Vladivostok. Water and ecology: problems and solutions, No. 21 (3), рр. 133–145.
10. Lozhkina, O. V. and Lozhkin, V. N. (2015). Estimation of road transport related air pollution in Saint Petersburg using European and Russian calculation models. Transport. Res. Part D, No. 36, рр. 178–189.
11. Lozhkina, O., Lozhkin, V. and Ntziachristos, L. (2018). Estimation and prediction of the effect of alternative engine technologies and policy measures on the air quality in St. Petersburg in 2010-2030. Architecture and Engineering, Vol. 3 (4), рр. 31–35.
12. Lozhkina, O., Lozhkin, V., Nevmerzhitsky, N., Tarkhov, D. and Vasilyev, A. (2016). Motor transport related harmful PM2.5 and PM10: from on-road measurements to the modelling of air pollution by neural network approach on street and urban level. Journal of Physics: Conference Series 772 (1). [online] Available at: http://iopscience.iop. org/article/10.1088/1742-6596/772/1/012031 [Date accessed 07.12.2019].
13. Lozhkin, V. N., Lozhkina, O. V. and Dobromirov, V. N. (2017). Forecast of extreme air pollution by water and road transport in the zone of the cable-stayed bridges of St. Petersburg and Vladivostok. Water and Ecology, No. 3 (71), pp. 133–145. DOI: 10.23968/2305-3488.2017.21.3.133-145.
14. Mölders, N., Gende, S. and Pirhalla, M. (2013). Assessment of cruise–ship activity influences on emissions, air quality, and visibility in Glacier Bay National Park. Atmospheric Pollution Research, No. 4, рр. 435–445.
15. Mueller, D., Uibel, S., Takemura, M., Klingelhoefer, D. and Groneberg, D. A. (2011) Ships, ports and particulate air pollution - an analysis of recent studies. J. Occup. Med. Toxicol, No. 6 (31). DOI: 10.1186/1745-6673-6-31.
16. Perdiguero, J. and Sanz, A. (2019). Cruise activity and pollution: the case of Barcelona Universita Autonoma de Barcelona. 68 p.
17. Ruiz-Guerra, I., Molina-Moreno, V., Cortes-García, F. J. and Pedro Nunez-Cacho, P. (2019). Prediction of the impact on air quality of the cities receiving cruise tourism: the case of the Port of Barcelona. Heliyon, No. 5, e01280. DOI: 10.1016/j. heliyon.2019.e01280.
18. Saraçoglu, H., Cengiz, C. and Kiliç, A. (2013). An Investigation on the Effects of Ship Sourced Emissions in Izmir Port, Turkey. The Scientific World Journal, No. 3. [online] Available at: http://dx.doi.org/10.1155/2013/218324 [Date accessed 07.12.2019].
19. Sofiev, M., Winebrake, J. J., Johansson, L., Carr, E. W., Prank, M., Soares, J., Vira, J., Kouznetsov, R., Jalkanen, J.-P. and Corbett, J. J. (2018). Cleaner fuels for ships provide public health benefits with climate trade offs. NATURE COMMUNICATIONS. No. 9, 406. DOI: 10.1038/s41467-017-02774-9.

Скачать

Савкин В. М., Двуреченская С. Я., Кондакова О. В. ВЛИЯНИЕ НОВОСИБИРСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА НА ФОРМИРОВАНИЕ ГИДРОЛОГО-ГИДРОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ВЕРХНЕЙ ОБИ НА ЗАРЕГУЛИРОВАННОМ УЧАСТКЕ
Savkin V. M., Dvurechenskaya S. Ya., Kondakova O. V.IMPACT OF THE NOVOSIBIRSK RESERVOIR ON THE FORMATION OF HYDROLOGICAL AND HYDROCHEMICAL REGIME OF THE UPPER OB RIVER IN THE REGULATED AREA
DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.1.51-62

Введение. Создание Новосибирского водохранилища определило гидролого-гидрохимический режим Верхней Оби на зарегулированном участке, обеспечило комплексное многоцелевое использование речного стока сложившимся водохозяйственным комплексом, защиту от паводков территории нижнего бьефа. Обсуждаются различные факторы, влияющие на современные гидрологические и гидрохимические характеристики водохранилища: изменение гидрологического режима реки при зарегулировании ее стока, выражающееся в замедлении течений, изменении морфометрических характеристик, снижении водообмена; процессы переработки (абразии) берегов, процессы подтопления и образования оврагов, заиление прибрежных заливов и засорение акватории плавающей древесиной, а также накопление загрязняющих веществ в связи с замедлением течений. Методы. Использованы суточные коэффициенты водообмена для конкретных дат, в которые проводился отбор проб воды. Для выявления и оценки силы связи между рядами сопоставляемых показателей применялся коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Результаты. Исследовано влияние одной из основных гидрологических характеристик — внешнего водообмена — на формирование гидрохимического режима водохранилища. Выявлены различия этих связей для лет разной водности (экстремально маловодного 2012 г. и многоводного 2013 г.). Показано, что для многоводного года проявляются наиболее сильные статистически достоверные связи между коэффициентами водообмена и рядом химических показателей. Заключение. Результаты исследования могут быть использованы для разработки рекомендаций в целях принятия управленческих решений по рациональному использованию водных ресурсов Верхней Оби на участке Новосибирского водохранилища и для оценки его водно-экологического состояния.
Ключевые слова: водохранилище, регулирование стока, маловодные и многоводные периоды, коэффициент водообмена, гидрохимические характеристики.
Список литературы: 1. Авакян, А. Б., Салтанкин, В. П. и Шарапов, В. А. (1987). Водохранилища. М.: Мысль, 323 с.
2. Ассоциация «Moldova Apa-Canal» (2016). Перечень методик, внесенных в государственный реестр методик количественного химического анализа. Часть I. Количественный химический анализ вод. [online] Доступно по ссылке: http://www.amac.md/Biblioteca/ data/28/14/06/01/01.2.pdf [Дата обращения: 17.02.2020].
3. Васильев, О. Ф. (ред.) (2014). Многолетняя динамика водно-экологического режима Новосибирского водохранилища. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 393 с.
4. Васильев, О. Ф., Бураков, Д. А., Вострякова, Н. В. и Савкин, В. М. (1990). Перспективы регулирования стока в Обь-Иртышском бассейне в связи с мелиоративным освоением территории. Гидрологическое обоснование водохозяйственных мероприятий. В: Труды V Всесоюзного гидрологического съезда, 20–24 октября 1986 г. Л.: Гидрометеоиздат, сс. 159–164.
5. Воропаев, Г. В. и Авакян, А. В. (ред.) (1986). Водохранилища и их воздействие на окружающую среду. М.: Наука, 367 с.
6. Двуреченская, С. Я., Ермолаева, Н. И. и Савкин, В. М. (2010). Комплексный мониторинг и экологические проблемы Новосибирского водохранилища. В: Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Научные основы экологического мониторинга водохранилищ», 26–29 октября 2010 г. Хабаровск: ИВЭП ДВО РАН, сс. 53–56.
7. Жиндарев, Л. А. (ред.) (2009). Управление состоянием берегов водохранилищ. Новосибирск: СО РАН, 239 с.
8. Матарзин, Ю. М. (2003). Гидрология водохранилищ: учебник для вузов. Пермь: Издательство ПГУ, 295 с.
9. Попов, П. А. и Визер, А. М. (2011). Влияние уровенного режима Новосибирского водохранилища на репродуктивный потенциал рыб. Мир науки, культуры, образования, № 1 (26), сс. 353–356.
10. Савкин, В. М. (2000). Эколого-географические изменения в бассейнах рек Западной Сибири (при крупномасштабных водохозяйственных мероприятиях). Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 152 с.
11. Cавкин, В. М. (2006). Современный гидрологический режим Новосибирского водохранилища в сравнении с многолетним. Гидрология и гидроэкология Западного Урала. Пермь: Перм. ун-т, сс. 5–12.
12. Савкин, В. М. (2015). Влияние Новосибирского водохранилища на трансформацию половодий и паводков экстремальной водности. В: Международная научно-практическая конференция «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов». Т. 1. Гидро- и геодинамические процессы управление водными ресурсами. Пермь: ПГНИУ, сс. 128–132.
13. Савкин, В. М. и Двуреченская, С. Я. (2017). Трансформация стока Верхней Оби под воздействием антропогенных факторов. В: Труды. VI Международной научно-практической конференции «Современные проблемы водохранилищ и их водосборов», Т. 1: Гидро- и геодинамические процессы. Управление водными ресурсами. Пермь: ПГНИУ, сс. 227–231.
14. Савкин, В. М. и Двуреченская, С. Я. (2017). Формирование и использование водных ресурсов Верхней Оби (Новосибирское водохранилище) в природнотехногенных условиях. В: Труды III Всероссийской научной конференции с международным участием «Водные и экологические проблемы Сибири и Центральной Азии», Т. 3. Барнаул: Институт водных и экологических проблем СО РАН, сс. 266–277.
15. Электронный фонд правовой и нормативнотехнической документации (2011). Р 52.24.309–2011. Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на сети Росгидромета. [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd. ru/document/1200049047 [Дата обращения: 17.02.2020].
16. Calijuri, M. L., Castro, J. d. S., Costa, L. S., Assemany, P. P. and Alves, J. E. M. (2015). Impact of land use/ land cover changes on water quality and hydrological behavior of an agricultural subwatershed, Environmental Earth Sciences, Vol. 74, Issue 6, pp. 5373–5382. DOI: 0.1007/s12665-0154550-0.
17. Interesova, E. A., Yadrenkina, E. N. and Savkin, V. M. (2009). Spatial organization of the spawning grounds of cyprinidae and the regulated flow of the Upper Ob. Journal of Ichthyology, Vol. 49, Issue 1, pp. 73–79.
18. Savkin, V. M. and Dvurechenskaya, S. Ya. (2014). Resources-related and water-environmental problems of the integrated use of the Novosibirsk Reservoir. Water Resources, Vol. 41, Issue 4, pp. 446–453.
19. Setegn, S. G. (2015). Water resources management for sustainable environmental public health. In: Setegn, S. G., Donoso, M. C. (eds.) Sustainability of integrated water resources management: water governance, climate and ecohydrology. Cham: Springer, pp. 275–287. DOI: 10.1007/978-3-319-121949_15.
20. Vasil’ev, O. F., Savkin, V. M., Dvurechenskaya, S. Ya. and Popov, P. A. (1997). Water-management and environmental problems of the Novosibirskoe Reservoir. Water Resources, Vol. 24, No. 5, pp. 538–545.

Скачать

Харина Г. В., Алёшина Л. В., Анахов С. В., Инжеватова О. В. МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ РОССИИ
Kharina G. V., Alyoshina L. V., Anakhov S. V., Inzhevatova O. V.MONITORING DRINKING WATER QUALITY IN THE SVERDLOVSK REGION OF RUSSIA
DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.1.63-73

Введение. Проблема обеспечения населения качественной питьевой водой в условиях мощного антропогенного давления на окружающую среду является актуальной. Особенно остро испытывают потребность в чистой воде промышленные регионы, к числу которых относится Свердловская область. В результате работы промышленных предприятий водоемы загрязняются различными экотоксикантами, оказывающими негативное влияние на здоровье человека. Цель работы — анализ и оценка качества питьевой воды Свердловской области. Методы. Представлено описание объемного (титриметрического), потенциометрического и инверсионно-вольтамперометрического методов анализа. Титриметрическим методом определяли жесткость и окисляемость, потенциометрическим — рН и содержание нитрат-ионов. Измерение концентрации ионов тяжелых металлов проводили методом инверсионной вольтамперометрии. Результаты. В работе приведены результаты исследования качества питьевой воды в Свердловской области. Установлено превышение допустимых норм жесткости и концентрации нитратов в пробах воды из подземных источников вследствие влияния природных геохимических и антропогенных факторов. Отмечено, что в некоторых пробах водопроводной воды значение перманганатной окисляемости выше нормативного значения в связи высокой степенью загрязнения органическими и минеральными соединениями природных водоемов. Выявлено загрязнение исследованных проб воды из разных систем водоснабжения тяжелыми металлами в количествах, существенно превышающих их предельно допустимые концентрации. Указаны возможные причины поступления тяжелых металлов в водоемы. Приведен сравнительный анализ качества проб воды, отобранных из разных населенных пунктов и систем водоснабжения. Заключение. Установлено, что результаты проведенных исследований свидетельствуют о неудовлетворительном качестве питьевой воды по указанным выше показателям в большинстве районов Свердловской области. Авторы считают, что для окончательной и более объективной оценки требуется продолжить исследования, увеличив число показателей качества воды и акцентируя внимание на причинах ее загрязнения.
Ключевые слова: качество воды, подземные воды, тяжелые металлы, загрязнение, метод исследования, гигиенический норматив, водоснабжение.
Список литературы: 1. Васильев, В. П. (1989). Аналитическая химия. В 2 ч. Ч. 1. Гравиметрический и титриметрический методы анализа. М.: Высшая школа, 320 с.
2. Галимова, А. Р. и Тунакова, Ю. А. (2013). Поступление, содержание и воздействие высоких концентраций металлов в питьевой воде на организм. Вестник Казанского технологического университета, Т. 16, № 20, сс. 165–169.
3. Гафуров, Ф. Г. (2008). Почвы Свердловской области. Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 396 с.
4. Дмитриев, Д. В., Черноусов, В. Д. и Стаканов, К. В. (2017). Анализ качества воды в различных регионах России. Актуальные проблемы авиации и космонавтики, Т. 2, № 13, сс. 579–581.
5. Егоричева, С. Д., Родюкова, О. А. и Авчинников, А. В. (2015). Гигиеническая оценка состояния питьевого водоснабжения населения Смоленской области. Здоровье населения и среда обитания, № 6 (267), сс. 16–19.
6. Ермолаева, В. А. (2019). Изучение сезонных изменений жесткости и щелочности питьевой воды. Вода и экология: проблемы и решения, № 1 (77), сс. 44–53. DOI: 10.23968/2305-3488.2019.24.1.44-53.
7. Зеленый мир. Экологическое досье мира и России (2012). Экологическая катастрофа в Дегтярске. [online] Доступно по ссылке: http://zmdosie.ru/proekty/ podrobnosti/1614-ekologicheskaya-katastrofa-v-degtyarske [Дата обращения: 10.07.2019].
8. Информационный сайт о состоянии недр Российской Федерации (2018). Информационный бюллетень о состоянии недр территории Уральского федерального округа Российской Федерации за 2017 год. Выпуск № 18. [online] Доступно по ссылке: http://www.geomonitoring.ru/ download/IB/2017_ufo.pdf [Дата обращения: 01.02.2020].
9. Касимов, Н. С. и Власов, Д. В. (2018). Тяжелые металлы и металлоиды в почвах российских городов (по данным ежегодных докладов Росгидромета). Вестник Московского университета. Серия 5. География, № 3, сс. 14–22.
10. Колосова, И. И. (2013). Влияние ацетата свинца, солей тяжелых металлов на репродуктивную функцию. Вестник проблем биологии и медицины, Т. 2, № 3 (103), сс. 13–18.
11. Коньшина, Л. Г. (2016). Оценка качества воды источников нецентрализованного водоснабжения Екатеринбурга и его окрестностей. Гигиена и санитария, Т. 95, № 5, сс. 413–416.
12. Коробкин, В. И. и Передельский, Л. В. (2012). Экология: учебник для студентов бакалаврской ступени многоуровневого высшего профессионального образования. 18-е издание. Ростов-на-Дону: Феникс, 601 с.
13. Костина, Л. В., Куюкина, М. С. и Ившина, И. Б. (2014). Оценка возможности использования RODOCOCCUSбиосурфактантов для снижения присутствия тяжелых металлов в техногенно загрязненных почвах Свердловской области. Вестник Пермского университета. Серия «Биология», № 4, сс. 73–78.
14. Котегов, Б. Г. и Лоханина, С. Ю. (2018). Влияние факторов водосбора на содержание ионов кальция и магния в воде малых прудов Удмуртии. Вода: химия и экология, № 7–9 (116), сc. 24–31.
15. Панков, Д. Н. и Парфенова, Л. П. (2017). Система водоснабжения г. Богдановича. В: Международная научнопрактическая конференция «Уральская горная школа — регионам», 24–25 апреля 2017 года. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет, сс. 550–551.
16. Сквалецкий, Е. Н. и Донецкова, А. А. (2011). О влиянии качества подземных вод на человека в Оренбуржье. Бюллетень Оренбуржского научного центра УрО РАН, 36.
17. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии (2014). ГОСТ Р 55684–2013. Вода питьевая. Метод определения перманганатной окисляемости. М.: Стандартинформ, 27 с.
18. Хакимова, Р. В. (2017). Экологические проблемы заброшенных Дегтярских рудников Свердловской области. В: Международная научно-практическая конференция «Уральская горная школа — регионам», 24–25 апреля 2017 года. Екатеринбург: Уральский государственный горный университет, сс. 554–555.
19. Шварцев, С. Л. (1996). Общая гидрогеология. М.: Недра, 423 с.
20. Шеренков, И. А., Осыка, Н. В. и Багмут, Л. Л. (2009). Анализ проблем эксплуатации систем питьевого водоснабжения из подземных источников. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, Т. 11, № 1 (3), сс. 350–352.
21. Электронный фонд правовой и нормативнотехнической документации (2001). 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 (с изменениями на 2 апреля 2018 года). [online] Доступно по ссылке: http://docs.cntd.ru/document/901798042 [Дата обращения: 28.06.2019].

Скачать

Чердакова А. С., Гальченко С. В., Воробьева Е. В. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ БИОПАВ НА ПРОЦЕССЫ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ РЕМЕДИАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОДНЫХ СРЕД
Cherdakova A. S., Galchenko S. V., Vorob’eva E. V.RESULTS OF THE EXPERIMENTAL EVALUATION OF THE BIOSURFACTANT INFLUENCE ON THE PROCESSES OF MICROBIOLOGICAL REMEDIATION OF OIL-POLLUTED AQUATIC ENVIRONMENTS
DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.1.74-83

Введение. Биотехнологические способы ремедиации водных сред от нефтеуглеводородного загрязнения позволяют значительно сократить время их восстановления, не нарушая при этом свойства экосистем и не вызывая угрозы вторичного загрязнения. Гуминовые вещества, проявляя поверхностно-активные свойства, стимулируют активность микробиодеструкторов нефтяных углеводородов, в значительной степени повышают результативность ремедиационных мероприятий. Были проведены экспериментальные исследования в целях определения влияния биоПАВ на основе гуминовых веществ на процессы микробиологической ремедиации водных сред, загрязненных различными нефтепродуктами. Методы. В модельном эксперименте вода была загрязнена бензином и дизельным топливом. Для ремедиации были использованы товарные гуминовые препараты, полученные из различных видов сырья и по различным технологиям: «Экорост», «Биогумус». Внесение гуминовых веществ осуществлялось совместно с нефтеокисляющим биопрепаратом «Дестройл». Результаты. Интенсивность процессов биодеградации и диспергирования пленки нефтепродуктов на водной поверхности при совместном применении гуминовых и микробиопрепаратов зависит как от вида нефтепродукта, так и от свойств гуминового препарата, а также его концентрации. Заключение. Полученные результаты указывают на возможность совместного использования нефтеокисляющей микрофлоры и гуминовых препаратов в целях повышения эффективности биоремедиации водных сред.
Ключевые слова: гуминовые препараты, загрязнение воды нефтепродуктами, бензин, дизельное топливо, ремедиация, микроорганизмы.
Список литературы: 1. Гальченко, С. В., Спиридович, Д. В. и Чердакова, А. С. (2015). Результаты экспериментальной оценки влияния гуминовых препаратов на процессы диспергирования нефтепродуктов. Научное обозрение, № 1, сс. 126–130.
2. Демин, В. В., Завгородняя Ю. А. и Терентьев, В. А. (2006). Природа биологического действия гуминовых веществ. Часть 1. Основные гипотезы. Доклады по экологическому почвоведению, Т. 1, № 1, сс. 72–79.
3. Морозов, Н. В. и Сидоров, А. В. (2007). Нефтяное загрязнение в поверхностных водах и методы их биоремедиации. Вода и экология: проблемы и решения, № 3 (32), сс. 31–38.
4. Пурыгин, П. П., Потапова, И. А. и Воробьев, Д. В. (2014). Гуминовые кислоты: их выделение, структура и применение в биологии, химии и медицине. В: Актуальные проблемы биологии, химии и медицины, Одесса: Куприенко С.В., сс. 180–196.
5. Стом, Д. И., Казаринов, С. В. и Балаян, А. Э. (2005). Действие препаратов гуминовых веществ и нефтеокисляющих микроорганизмов на состояние капель углеводородов. Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН, № 6 (44), сс. 166–168.
6. Федосеева, Е. В., Терехова, В. А., Якименко, О. С. и Гладкова, М. М. (2009). Экотоксикологическая оценка гуминовых препаратов разного происхождения с применением микроводорослей Scenedesmus quadricauda. Теоретическая и прикладная экология, № 4, сс. 45–49. DOI: 10.25750/1995-4301-2009-4-045-049.
7. Чердакова, А. С. (2017). Экологическая оценка влияния различных гуминовых препаратов на состояние техногенно-измененных серых лесных почв. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. М.: Российский университет дружбы народов.
8. Atlas, R. M., Hazen, T. C. (2011). Oil biodegradation and bioremediation: a tale of the two worst spills in U.S. history. Environmental Science & Technology, No. 45 (16), рр. 6709–6715. DOI: 10.1021/es2013227.
9. Beškoski, V. P., Milic, J. S., Gojgic-Cvijovic, G. D., Ilic, M. V., Miletic, S. B., Jovančićević, B. S. and Vrvic, M. M. (2012). Bioremediation of soil polluted with crude oil and its derivatives: Microorganisms, degradation, pathways, technologies. Hemijska Industrija, No. 66 (2), рр. 275–289. DOI: 10.2298/HEMIND110824084B.
10. Brown, L. D., Gee, K. F., Cologgi, D. L. and Ulrich, A. C. (2017). Bioremediation of oil spills on land. In: Fingas, M. (ed.) Oil Spill Science and Technology, 2nd edition. Houston: Gulf Professional Publishing, pp. 699–729.
11. Grechishcheva, N. Yu., Meshcheryakov, S. V., Perminova, I. V. and Kholodov, V. A. (2017). Stabilization of oil-in-water emulsions by highly dispersed particles: Role in self-cleaning processes and prospects for practical application. Russian Journal of General Chemistry, Vol. 87, рр. 2166–2180. DOI: 10.1134/S1070363217090432.
12. Ivanov, A. A., Yudina, N. V., Mal’tseva, E. V., Matis, E. Ya. and Svarovskaya, L. I. (2010). Stimulation of the activity of microorganisms by humin preparations in oilpolluted soils. Eurasian Soil Science, Vol. 43, рр. 210–215. DOI: 10.1134/S1064229310020110.
13. Liang, Y, Britt, D. W., McLean, J. E., Sorensen, D. L. and Sims, R. C (2007). Humic acid effect on pyrene degradation: finding of an optimal range for pyrene solubility and mineralization enhancement. Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 74, Issue 6, рр. 1368–1375. DOI: 10.1007/ s00253-006-0769-8.
14. Lipczynska-Kochany, E. (2018). Humic substances, their microbial interactions and effects on biological transformations of organic pollutants in water and soil. Chemosphere, Vol. 202, рр. 420–437. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.03.104.
15. Liu, Q., Tang, J., Gao, K., Gurav, R. and Giesy, J. P. (2017). Aerobic degradation of crude oil by microorganisms in soils from four geographic regions of China. Scientific Reports, No. 7, 14856. DOI: 10.1038/s41598-017-14032-5.
16. Ortega-Calvo, J. J. and Saiz-Jimenez, С. (1998). Effect of humic fractions and clay on biodegradation of phenanthrene by a Pseudomonas fluorescens Strain isolated from soil. Applied and Environmental Microbiology, Vol. 64, No. 8, рр. 3123–3126. DOI: 10.1128/AEM.64.8.3123-3126.1998.
17. Rodrigues, E. M., Kalks, K. Н. and Tótola, M. R. (2015). Prospect, isolation, and characterization of microorganisms for potential use in cases of oil bioremediation along the coast of Trindade Island, Brazil. Journal of Environmental Management, Vol. 156, рр. 15–22. DOI: 10.1016/j.jenvman.2015.03.016.
18. Saini, H. and Arya, I. D. (2016). Bioremediation of oil polluted soil: Effect on hill bamboo (Drepanostachyum falcatum) plant emergence and height. Journal of Agricultural Biotechnology and Sustainable Development, Vol. 8 (6), pp. 46–52. DOI: 10.5897/JABSD2016.0269.
19. Sakthipriya, N., Doble, М. and Sangwai, J. S. (2015). Bioremediation of coastal and marine pollution due to crude oil using a microorganism Bacillus subtilis. Procedia Engineering, Vol. 116, рр. 213–220. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.08.284.
20. Shimp, R. and Pfaender, F. K. (1985). Influence of naturally occurring humic acids on biodegradation of monosubstituted phenols by aquatic bacteria. Applied and Environmental Microbiology, Vol. 49, Issue 2, рр. 402–407.
21. Yakimenko, O. S. and Terekhova, V. A. (2011). Humic preparations and the assessment of their biological activity for certification purposes. Eurasian Soil Science, Vol. 44, No. 11, pp. 1222–1230. DOI: 10.1134/S1064229311090183.
22. Yang, Y., Shu, L., Wang, X., Xing, B. and Tao, S. (2012). Mechanisms regulating bioavailability of phenanthrene sorbed on a peat soil-origin humic substance. Environmental Toxicology and Chemistry, Vol. 31, Issue 7, pp. 1431–1437. DOI: 10.1002/etc.1844.

Скачать

Шилова А. В., Максимов А. Ю., Максимова Ю. Г. ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОБИОМА КАК ИНДИКАТОР ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРИРОДНЫХ СРЕД СОДОВОГО ШЛАМОХРАНИЛИЩА АО «БЕРЕЗНИКОВСКИЙ СОДОВЫЙ ЗАВОД»
Shilova A. V., Maksimov A. Yu., Maksimova Yu. G.MICROBIOME CHANGES AS AN INDICATOR OF THE RECOVERY OF NATURAL ENVIRONMENTS AT THE SODA SLUDGE STORAGE FACILITY OF BEREZNIKI SODA PLANT
DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.1.84-94

Введение. Содовые шламонакопители занимают значительные земельные площади и являются источником постоянного воздействия на объекты гидросферы вследствие щелочной реакции среды (рН до 12) и высокой минерализации. Исследование микробиоценозов необходимо для понимания экологических процессов, происходящих в этих техногенных образованиях, и оценки состояния окружающей среды. Цель работы — исследование изменения микроценоза содового шламохранилища в процессе естественного восстановления почвенного и растительного покрова после осушения, а также выявление филогенетических групп — индикаторов восстановления окружающей среды после экстремального защелачивания. Методы. Определение количества жизнеспособных бактерий, метагеномное секвенирование генов 16S рРНК, атомно-абсорбционный метод определения концентрации тяжелых металлов. Результаты. Изучено изменение микробиома при восстановлении земель на месте осушенного содового шламохранилища. Показано, что в воде и техногенных поверхностных образованиях содового шламохранилища преобладали представители филума Firmicutes, тогда как в осадках соды и в объединенном образце грунта старого осушенного содового озера — Proteobacteria. В микробиоме объединенного образца грунта осушенного содового озера преобладали семейства Moraxellaceae и Staphylococcaceae (20–23 %), а также Pseudomonadaceae и Burkholderiaceae (11–13 %), тогда как на глубине 10 см в большей степени были представлены семейства Streptococcaceae и Cellulomonadaceae. Обнаруженные изменения микробного сообщества, связанные со сменой состава техногенного образования, могут быть использованы в качестве индикаторов восстановления среды.
Ключевые слова: микробиом, содовое шламохранилище, алкалофильные бактерии, алкалотолерантные бактерии, гидролитическая активность.
Список литературы: 1. Абидуева, Е. Ю., Базаров, С. М., Батоболотова, Б. Б. и Бурюхаев, С. П. (2015). Химия донных осадков и разнообразие микробного сообщества соленого озера Борзинское (Забайкалье). Вестник Бурятского государственного университета, (3), сс. 51–52.
2. Блинов, С. М., Максимович, Н. Г., Найданова, Н. Ф., Шлыков, В. Г. и Потапов, С. С. (2003). Минералогические основы утилизации отходов ОАО «Березниковский содовый завод». Минералогия техногенеза, Т. 4, сс. 51–55.
3. Волкова, О. Н. (2016). Экологические проблемы утилизации отходов на шламонакопителе «Белое море» завода «Капролактам» ОАО «Сибур-нефтехим», г. Дзержинск Нижегородской области. Вестник Мининского университета, № 1–1, сс. 30.
4. Дмитриева, О. М. и Бархутова, Д. Д. (2017). Особенности состава органического вещества микробных матов щелочных водных экосистем Байкальского региона. Современные проблемы науки и образования, № 3. [online] Доступно по ссылке: https://www.science-education.ru/ru/ article/view?id=26534 [Дата обращения: 01.10.2019].
5. Калинина, Е. В. и Рудакова, Л. В. (2018). Снижение токсичных свойств шламов содового производства с последующей их утилизацией. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, Т. 329, № 6, сс. 85–96.
6. Кашкак, Е. С., Гайсин, В. А., Дагурова, О. П., Брянцева, И. А. и Данилова, Э. В. (2016). Формирование и функционирование микробных матов минерального источника Хойто-Гол (Восточный Саян). Известия Самарского научного центра РАН, Т. 18, № 2-2, сс. 397–402.
7. Крепышева, И. В., Рудакова, Л. В. и Козлов, С. Г. (2015). Физико-химические и токсикологические свойства шлама содового производства. Горный информационноаналитический бюллетень, № 1, сс. 335–342.
8. Максимова, Ю. Г., Бурлуцкая, Е. Ю. и Максимов, А. Ю. (2019). Бактериальные сообщества активного ила очистных сооружений г. Перми (Россия). Вода и экология: проблемы и решения, № 1 (77), сс. 64–74. DOI: 10.23968/23053488.2019.24.1.64-74.
9. Самутин, Н. М., Вайсман, Я. И., Рудакова, Л. В., Калинина, Е. В., Глушанкова, И. С. и Батракова, Г. М. (2013). Санитарно-гигиеническая оценка отходов содового производства. Гигиена и санитария, Т. 92, № 2, сс. 30–33.
10. Шатов, А. А., Кутырёв, А. С. и Бадертдинов, Р. Н. (2013). Некоторые пути утилизации отходов производства соды. Башкирский экологический вестник, № 3-4 (36-37), сс. 8–16.
11. Эрдынеева, Е. Б., Раднагуруева, А. А., Белькова, Н. Л., Намсараев, З. Б. и Лаврентьева, Е. В. (2018). Алкалогалофильные бактерии семейства Bacillaceae в озерах пустыни Бадаин Жаран (Китай). Вавиловский журнал генетики и селекции, Т. 22, № 3, сс. 370–378.
12. Canfora, L., Bacci, G., Pinzari, F., Lo Papa, G., Dazzi, C. and Benedetti, A. (2014). Salinity and bacterial diversity: to what extent does the concentration of salt affect the bacterial community in a saline soil? PLoS ONE, 9 (9): e106662. DOI: 10.1371/journal.pone.0106662.
13. Foti, M. J., Sorokin, D. Yu., Zacharova, E. E., Pimenov, N. V., Kuenen, J. G. and Muyzer, G. (2008). Bacterial diversity and activity along a salinity gradient in soda lakes of the Kulunda Steppe (Altai, Russia). Extremophiles, Vol. 12, Issue 1, pp. 133–145. DOI: 10.1007/s00792-007-0117-7.
14. Grant, W. D. and Sorokin, D. Yu. (2011). Distribution and diversity of soda lake alkaliphiles. In: Horikoshi, K. (ed.) Extremophiles Handbook. Tokyo: Springer, рp. 27–54.
15. Ibrahim, A. S. S., Al-Salamah, A. A., Elbadawi, Y. B., El-Tayeb, M. A. and Ibrahim, S. S. S. (2015). Production of extracellular alkaline protease by new halotolerant alkaliphilic Bacillus sp. NPST-AK15 isolated from hyper saline soda lakes. Electronic Journal of Biotechnology, Vol. 18, Issue 3, рp. 236–243. DOI: 10.1016/j.ejbt.2015.04.001.
16. Kalwasińska, A., Felföldi, T., Szabó, A. J., DejaSikora, E., Kosobucki, P. and Walczak, M. (2017). Microbial communities associated with the anthropogenic, highly alkaline environment of a saline soda lime. Antonie van Leeuwenhoek, Vol. 110, Issue 7, pp. 945–962. DOI: 10.1007/s10482-0170866-y.
17. Kevbrin, V. V. (2019). Isolation and cultivation of alkaliphiles. In: Advances in Biochemical Engineering/ Biotechnology. Berlin, Heidelberg: Springer, pp. 1–32. DOI: 10.1007/10_2018_84.
18. Liu, S., Ren, H., Shen, L., Lou, L., Tian, G., Zheng, P. and Hu, B. (2015). pH levels drive bacterial community structure in sediments of the Qiantang River as determined by 454 pyrosequencing. Frontiers in Microbiology, Vol. 6: 285. DOI: 10.3389/fmicb.2015.00285.
19. Maturrano, L., Santos, F., Rossello-Mora, R. and Anton, J. (2006). Microbial diversity in Maras salterns, a hypersaline environment in the Peruvian Andes. Applied and Environmental Microbiology, Vol. 72, Issue 6, pp. 3887–3895. DOI: 10.1128/AEM.02214-05.
20. Sharma, K. M., Kumar, R., Panwar, S. and Kumar, A. (2017). Microbial alkaline proteases: Optimization of production parameters and their properties. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, Vol. 15, Issue 1, pр. 115–126. DOI: 10.1016/j.jgeb.2017.02.001.
21. Sorokin, D. Y., Banciu, H. L. and Muyzer, G. (2015). Functional microbiology of soda lakes. Current Opinion in Microbiology, Vol. 25, pр. 88–96. DOI: 10.1016/j. mib.2015.05.004.
22. Tourova, T. P., Sorokin, D. Yu., Grechnikova, M. A. and Kuznetsov, B. B. (2014). Phylogenetic diversity of bacteria in soda lake stratified sediments. Microbiology (Mikrobiologiya), Vol. 83, Issue 6, pp. 869–879. DOI: 10.1134/ S0026261714060186.
23. Vanitha, N., Rajan, S. and Murugesan, A. G. (2014). Optimization and production of alkaline protease enzyme from Bacillus subtilis 168 isolated from food industry waste. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, Vol. 3, No. 6, pр. 36–44.
24. Wu, Y., Zeng, J., Zhu, Q., Zhang, Z. and Lin, X. (2017). pH is the primary determinant of the bacterial community structure in agricultural soils impacted by polycyclic aromatic hydrocarbon pollution. Scientific Reports, 7: 40093. DOI: 10.1038/srep40093.
25. Zaitseva, S. V., Abidueva, E. Yu., Namsaraev, B. B., Wang, L. and Wu, L. (2014). Microbial community of the bottom sediments of the brackish lake Beloe (Transbaikal region). Microbiology (Mikrobiologiya), Vol. 83, Issue 6, pp. 861–868. DOI: 10.1134/S0026261714060216.
26. Zhang, L., Gao, G., Tang, X., Shao, K., Bayartu, S., Dai, J. (2013). Bacterial community changes along a salinity gradient in a Chinese wetland. Canadian Journal of Microbiology, Vol. 59, No. 9, pp. 611–619. DOI: 10.1139/cjm-2013-0212.

Скачать