Диссертация (Эффективность использования гидробионтов для биоиндикации и биотестирования токсичности сточных вод), страница 9

2004).Токсикологический контроль воды в лаборатории проводился хроническим методом определения показателей смертности и плодовитостидафний, согласно «Руководству по определению методом биотестированиятоксичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровыхрастворов» (2002), «Методика определения токсичности воды и водныхвытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний» (2007).Биотестирование проводилось при температуре окружающего воздуха 22 °C, температуре климатостата 20±2 °C с освещенностью 500-1000люкс. Для анализа использовались односуточные экземпляры культурыDaphnia magna и Ceriodaphnia affinis, которые подсаживались в тестируемую воду, контролем служила культивационная вода.

Учет смертности иизменения их плодовитости определялся за период до 24 суток. Количество учтенных проб за 6 месяцев п=6, за три года п=18. Отбор проб осуществлялся один раз в месяц.Биоиндикационные исследования биоценоза активного ила проводятся согласно двум технологическим режимам работы аэротенков на АО«Рязанская нефтеперерабатывающая компания». Гидробиологический анализ вспухания активного ила заключался в микроскопической оценке егоструктурных особенностей согласно методике проведения технологиче-46ского контроля работы сооружений по очистке сточных вод (Методическое руководство по гидробиологическому…., 1996).

В биоценозе активного ила изучались показатели следующих представителей: Амебы раковинной (Testacea), прикрепленных инфузорий (отряд Peritrichia), свободноплавающихинфузорий(ОтрядНуmenostomatida),жгутиковых(Mastigofora), нитчатых бактерий, коловраток, бактерии вида Zoogloearamigera. Идентификация организмов осуществляется по морфологическим признакам в соответствии с атласом «Фауна аэротенков» Л. А. Лесникова (1984) и «Атлас сапробных организмов» (1977).

Определение количественного состава нитчатых бактерий проводится согласно ПНД Ф СБ14.1.92-96 (1996). Число экземпляров исчислялся в расчёте на 1 мл иловойсмеси.Для определения абсолютного количества организмов в единицеобъема иловой смеси использовалась камера Горяева. Определенное количество тщательно перемешанной иловой смеси наносилось на поверхностькамеры. Просматривались квадраты по диагонали, при численности менее100 тыс. экз., учитывались показатели во всей камере. Крупные экземпляры наблюдались при увеличении в 100 раз, более мелкие – в 200 раз. Расчет организмов проводился в 1 мл иловой смеси. Также отмечалось состояние организмов (инцистирование, хемотаксис, втягивание перистомы, отрыв зооида от стебелька). Размер организмов активного ила производилсяспомощьюмикрометра.окуляр-микрометрапомасштабнойлинейкеобъект-Использовался микроскоп марки Микмед-1.

Количествоучтенных проб активного ила из аэротенков очистных сооружений АО«РНПК» составило 30, где n=5. Отбор проб осуществлялся 1 раз в день.Расчеты по гидрохимическому составу воды проволись с помощьюпрограммы LabExpert. Статистическая обработка выполнялась согласнометодике Н.

А. Плохинского (1970), расчеты и рисунки исполнены в программе МС Excel 2013.473. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ3.1 Анализ видового разнообразия дафний для эффективногобиотестирования токсичности сточных вод при разныхтехнологических режимах работы предприятийОдной из задач в экологических исследованиях является поиск тестобъектов, применение которых в лабораторных условиях позволит эффективно оценить токсичность сточных вод и принять необходимые меры дляпредотвращения загрязнения природной среды.

В производственныхлабораториях, для биотестирования, чаще всего, используют дафний. Припроведении биотестирования токсичности одной и той же сточной воды сприменением разных ракообразных в качестве тест-объектов, не всегдасовпадают результаты анализа.По нашим исследованиям, два вида ракообразных, которых используют при проведении биотестирования, а именно, Daphnia magna иCeriodaphnia affinis, не одинаково реагируют на состав сточных вод в различные технологические режимы работы предприятия.

Поэтому необходимопроследить динамику их адаптивной реакции к гидрохимическому составусточных вод и выбрать эффективный вид дафний для биотестирования токсичности среды в разные технологические режимы работы предприятий.При биотестировании стоков с применением дафний Daphnia magna иCeriodaphnia affinis, в качестве тест-объектов, обнаружены отличия в ихстресс-реакциях на изменение среды, выявлена видовая особенность к индикаторной способности разных дафний в зависимости от мощности работынефтеперерабатывающего предприятия, определяющей технологическийрежим очистки сточных вод в аэротенках (таблица 1).При анализе смертности и плодовитости двух видов дафний, обнаружена следующая тенденция: в I-ом технологическом режиме (низкая производственная мощность работы предприятия) показатель смертности уDaphnia magna увеличивается на 29 %, численность снижается на 31 %.

При48этом представители вида Ceriodaphnia affinis не проявляют себя, как эффективные тест-объекты, показатель смертности у них увеличивается на 2 %,плодовитость – на 0,6 %.Таблица 1 – Зависимость смертности и плодовитости дафний от гидрохимического состава сточных вод при различных технологических режимах(мощностях) работы нефтеперерабатывающего предприятияТехнологический режимПоказателиIконтрольIIвремя годаосеньзималетовесна7,4±0,717,0±0,682512,8±0,9912,2±1,28******Daphnia magnaплодовитость,7,2±0,825,2±0,394,7±0,35******2631экз./самкусмертность,%0Ceriodaphnia affinisплодовитость,21,6±1,2321,4±1,8022,0±1,51экз./самкусмертность,%0222629Примечание: здесь и далее в таблицах достоверность рассчитана по отношению к контролю: Р * – ≤0,05; ** –≤0,01; *** – ≤0,001.Во II-ом технологическом режиме (высокая производственная мощность работы предприятия), когда наблюдается превышение токсичности посодержанию аммонийных ионов до 35 ПДК, смертность Ceriodaphnia affinisв сточной воде увеличивается в среднем на 28 %, аналогичный показатель уDaphnia magna практически не меняется.

В тех же условиях среды плодови-49тость Ceriodaphnia affinis снижается на 12 %, численность вида Daphniamagna увеличивается на 11 %.Динамика показателя смертности Ceriodaphnia affinis, во II-ом технологическом режиме, связана с повышением уровня загрязнения сточной воды аммонийными ионами и фосфат-ионами. Технологический режим очистки вод на нефтеперерабатывающем заводе зависит от сезона года, так как встоки примешивается коммунальная вода, снег, удобрения. Поэтому увеличение концентрации этих загрязнителей в сточной воде при данном технологическом режиме связано с внесением азотных удобрений в почву.Тест-объект Ceriodaphnia affinis обладает высокой чувствительностьюпо показателям смертность и плодовитость во II-ом технологическом режиме работы нефтеперерабатывающего предприятия, именно этот вид дафнийявляется маркерным для биотестирования токсичности сточных вод с мартапо август, включительно.Так как высокой чувствительностью по показателям смертность иплодовитость в I-ом технологическом режиме работы нефтеперерабатывающего предприятия обладают Daphnia magna, этот вид дафний являетсямаркерным для биотестирования токсичности сточных вод с сентября пофевраль включительно.При анализе токсичности сточных вод с высоким содержанием хлорид-ионов (500 мг/дм3), что свойственно I-ому технологическому режимуработы нефтеперерабатывающего предприятия, маркерным является то, чтоизменения по показателям смертность и плодовитость Daphnia magna статистически достоверно отражает динамику, тогда как у Ceriodaphnia affinis этипоказатели не отличаются от контроля (таблица 2).При концентрации в стоках хлорид-ионов 200 мг/дм3 смертностьDaphnia magna увеличивается на 1 %, Ceriodaphnia affinis на такую концентрацию загрязнителя не реагирует.

При концентрации 300 мг/дм3 хлоридионов в пробе сточной воды смертность Daphnia magna увеличивается на 5%, при 400 мг/дм3 – на 28 %. При этом у Ceriodaphnia affinis смертность уве-50личивается на 3 %, что свидетельствует о низкой индикаторной чувствительности этого вида гидробионтов.Таблица 2 – Динамика смертности и плодовитости дафний в зависимости отконцентрации хлорид-ионов в сточных водах при низкой производственноймощности работы предприятияКонцентра-Объект для биотестированияция хлоридионов в сточной воде,Daphnia magnaCeriodaphnia affinisсмертность,плодовитость,смертностьплодови-%экз./самку%тость,мг/дм30 (контроль),экз./самку07,1±0,35024,0±1,06200, n=1816,9±0,21024,3±1,09300, n=1856,8±0,32324,3±1,15400, n=18285,9±0,56***323,4±1,06500, n=18463,6±0,19***422,9±1,02n=18При превышении ПДК по хлорид-ионам в 1,5 раза, что свойственносточным водам в I-ом технологическом режиме, когда наблюдается низкаяпроизводственная мощность предприятия, смертность Daphnia magna увеличивается на 46 %.

Этот показатель у Ceriodaphnia affinis при концентрациях от 200 до 500 мг/дм3 остается в пределах 3-4 % независимо от технологического режима.По показателю – плодовитость, при превышении в стоках ПДК похлорид-ионам, Daphnia magna также обладают высокой чувствительностью,по сравнению с Ceriodaphnia affinis. При концентрации 500 мг/дм3 плодовитость у Daphnia magna снижается на 50 %, у Ceriodaphnia affinis – всего на 6%.51В I-ом технологическом режиме работы предприятия, при превышении концентрации хлорид-ионов в сточных водах, Daphnia magna являетсямаркерным тест-объектом для биотестирования.При высокой производственной мощности нефтеперерабатывающегопредприятия в сточных водах наблюдается превышение ионов аммония(таблица 3).Таблица 3 – Смертность и плодовитость дафний в зависимости от концентрации ионов аммония в сточных водах предприятия, работающего при высокой производственной мощности предприятияОбъект для биотестированияКонцентрацияаммонийныйионов в сточнойDaphnia magnaCeriodaphnia affinisсмертность,плодови-смертность,плодови-%тость,%тость,воде, мг/дм3экз./самкуэкз./самку0 (контроль)07,2±0,80020,4±1,120,50, n=1806,9±0,34018,8±1,03***0,55, n=1806,6±0,38619,6±1,12***3,50, n=1827,0±0,516510,2±0,95***4,60, n=1836,3±0,33739,3±0,62***В сточной воде, свойственной этому технологическому режиму,смертность вида Daphnia magna обладает более низкой чувствительностьюпо сравнению с Ceriodaphnia affinis.

Для вида Ceriodaphnia affinis концентрация аммонийных ионов в сточных водах имеет определяющее значение.Исследования показали, что при концентрации 3,5 мг/дм3 и 4,6 мг/дм3 аммонийные ионы оказывают высокое токсичное действие на ракообразных двухизучаемых видов.В пробе с концентрацией ПДК в пределах нормы смертность видаDaphnia magna не отличается от контрольной, тогда как у Ceriodaphnia52affinis этот показатель увеличивается на 6 %. В целом, процент смертностицериодафний выше, чем у Daphnia magna, что указывает на высокую чувствительность к аммонийным ионам представителей первого вида по сравнению со вторым.По сравнению с Daphnia magnа, Ceriodaphnia affinis позволяет за более короткий срок (5 суток вместо 24) получить достоверную оценку хронической токсичности тестируемого образца воды (таблица 4).Таблица 4 – Скорость проведения биотестирования сточных вод с применением Daphnia magna и Ceriodaphnia affinis при низкой производственноймощности нефтеперерабатывающего предприятияПоказателиплодовитость впробе,экз./самку,n=18смертность, %,n=18Контроль8,5±0,510Время биотестирования, сут.51020Daphnia magna248,6±0,738,1±0,49*6,6±0,41***5,0±0,32***0153639Ceriodaphnia affinisплодовитость,экз./самку,n=18смертность, %,n=1821,3±2,11 19,0±1,61* 14,4±1,23*** 13,2±0,87*** 10,3±1,01***020434449Тест с использованием вида Ceriodaphnia affinis проявил себя какэкспрессный и информативный метод оценки токсичности сточных вод иих компонентов.