АНАЛИЗ ТОКСИЧНОСТИ СТОЧНЫХ ВОД УЧАСТКА ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ И ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗО-ТИТАНОВОГО КОНЦЕНТРАТА Горбунова Т.Л.

Институт природно-технических систем


Номер: 6-1
Год: 2017
Страницы: 7-16
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

токсичность, взвешенные вещества, гидробионты, сточные воды, горнодобывающее предприятие, toxicity, suspended solids, aquatic organisms, effluents, mining enterprise

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Статья посвящена определению общей токсичности сточных вод горнодобывающего предприятия Новой Зеландии для установления интегральной нагрузки на водоем-приемник вызванной стоками данного предприятия, с использованием рачка Ceriodaphnia Dubia R. Исследовалось токсическое воздействие промышленных сточных вод участка добычи железо-титанового концентрата, содержащих металлы и взвешенные вещества, на гидробионтов. Информация и опыт, полученные в ходе данного исследования, могут быть также использованы для эффективного планирования, управления и экологического мониторинга стоков с карьеров, отвалов, строительных площадок, а также вод ливневой канализации.

Текст научной статьи

Введение. Процессы добычи и обогащения полезных ископаемых являются весомым фактором загрязнения водных путей. Высокая нагрузка от осаждаемого материала, поступающего с мест разработки минералов, отрицательно влияет на биологические сообщества водных объектов, и для таких аномалий характерна комплексность состава и характера воздействия. Деградация рек, вызванная осажденными и взвешенными веществами, содержащимися в стоках добывающих предприятий, вызывает беспокойство во многих странах мира. Поэтому, для объективной оценки нагрузки такого рода на водоем, необходим интегральный подход, включающий как технологические, гидрологические и физико-химические данные, так и биологический анализ стоков и принимающих водоемов, позволяющий определить комплексное влияние загрязнителей на биоту [1, гл.12; 2, 283; 3]. Целью данной работы является анализ состава стоков участка добычи и обогащения железо-титанового песка, изучение условий сброса воды этого участка в природный водоем, обоснование выбора репрезентативных биомаркеров для оценки влияния исследуемых стоков на биоценозы реки Вайкато и определение уровня их токсичности. Такой опыт может быть эффективно использован для планирования, управления и экологического мониторинга стоков с открытых участков добычи полезных ископаемых, карьеров, отвалов, строительных площадок, а также вод ливневой канализации. Новая Зеландия, благодаря разнообразию геологии и развитию тектонической истории, имеет достаточное разнообразие экономически важных для страны минеральных депозитов: разрабатываются месторождения меди, железо-титана, свинца, серебра и золота, алюминия. В стране используются несколько способов добычи минеральных ресурсов, и каждый из них характеризуется различными видами воздействия на природную среду: от разрушения мест обитания до ситуации, когда загрязненные стоками участка добычи стоки или подземные воды, попадают в водоем. Обычно, предприятия горнодобывающей промышленности располагаются вблизи водоемов, так как вода является важным компонентом технологического процесса добычи и обогащения руд. Поэтому их деятельность часто вызывает изменения в водных экосистемах длительного или краткосрочного действия, в зависимости от характера влияющих факторов. Основными типами воздействия сточных вод добывающей промышленности являются повышение кислотности воды, выпадение осадка железосодержащих хлопьев, повышенная седиментация, неадекватное водопользование и токсическое действие тяжелых металлов [4, 230]. Анализ условий и состава стоков предприятия. Качество воды промышленных стоков в Новой Зеландии, в соответствии с Законом об Управлении Ресурсами 1991, регулируется по следующим показателям: температура, соленость, рН, токсиканты (металлы, нефтепродукты и масла, биогены), взвешенные вещества и мутность, растворенный кислород [5]. В дополнение к этому, могут использоваться биологические индикаторы, позволяющие определить экологическое состояние водной среды: плотность популяций, разнообразие видов, содержание хлорофилла и реакции беспозвоночных на загрязнение среды. Водный объект характеризуется тремя основными компонентами: гидрологией, физико-химическими данными и биологией. Полный анализ качества воды должен быть основан на соответствующем мониторинге всех трех компонентов [6, 127]. Поэтому при оценке качества сбрасываемых вод и мониторинге их влияния на биоценозы природного водоема необходимо учитывать как физико-химические параметры стока, так и биологические аспекты. Однако, биологический анализ, на сегодняшний день, не является обязательным для контроля влияния стоков на среду водоема-приемника и служит лишь вспомогательным инструментом. Как показано на схеме (Рисунок 1), влияние химических и физических факторов, влияющих на естественный водоем стоков вызывает реакции гидробионтов на организменном уровне, а при повторяющихся или постоянных воздействиях - приводит к изменениям биоценозов водоемов. Химические и физические факторы могут взаимно влиять на степень и характер воздействия. Поэтому включение биологических методов в систему контроля сложных по составу стоков горно-обогатительных предприятий имеет важное значение - такие методы позволяют оценить влияние опасных сбросов в комплексе, учитывая не только наличие различных токсикантов в сточной жидкости, но и их реальное совокупное воздействие на среду. Обычно при планировании участка добычи и выдачи соглашений на водопользование, сброс отработанных стоков и утверждения плана последующего контроля качества сброса не учитываются особенности техногенной миграции загрязняющих веществ, поступающие с других промышленных предприятий, сельскохозяйственных угодий, жизнедеятельности поселений, расположенных в зоне водосбора одного и тоже водного объекта. Это затрудняет определение реального уровня воздействия от данного участка добычи на экологическое состояние водоема. Основными источниками поступления загрязняющих веществ с участка добычи в водотоки являются различные сливы с рудников и карьеров, обогатительных цехов, «хвостохранилищ», отвалов и поверхностный сток с территории горных отводов. Рудничные воды, в которых металлы представлены в подвижных формах, представляют собой особую опасность. Также загрязнение водных путей взвешенными веществами ассоциируется с экскаваторными работами, деятельностью цехов обогащения и ливневыми стоками с участка добычи. Даже после прекращения эксплуатации месторождений неорганизованный сток с отвалов может еще долго влиять на экологическую ситуацию водотоков и водоемов [1, гл.12]. Рисунок 1 - Схема влияния стоков горной разработки на биологические сообщества природного водоема. Добыча железной руды из железо-тинанового магнитного песка в Новой Зеландии разрабатывается открытым способом. Сброс отработанных вод с обогатительного цеха, операций закачивания пульпы для транспорта материала и отвалов осуществляется в приустьевую зону реки Вайкато после очистки путем поэтапного осаждения в прудах-отстойниках. На основании анализа многолетних наблюдений за динамикой химического состава сточных вод предприятия сделан вывод, что основными загрязнителями, поступающими с данного участка, являются взвешенные вещества, вызывающие повышенную мутность воды, подвижные элементы алюминия, железа, марганца, меди и цинка. Взвешенные вещества, содержащиеся в стоках участка, преимущественно состоят из минеральных частиц - песка, глин, илов. Тип и концентрация взвешенных веществ определяют значения мутности и прозрачности воды. Чаще всего размер частиц варьируется примерно от 10 нм до 0.1 мм в диаметре [7]. Существует две различные системы переноса взвешенных веществ в водоеме: относительно легкие взвешенные частицы, переносящиеся в толще воды, и тяжелые частицы, перемещающиеся вдоль дна. Легкие взвешенные частицы обычно включают в себя глины и коллоиды, иногда ил. Донные наносы состоят из более грубого материала - песка, гравия или больших частиц. Обычно легкие взвешенные фракции геохимически активны, а грубый придонный осадок - относительно инертен. В зависимости от размеров взвешенных частиц определяется их способность к адсорбции и переносу загрязнителей воды. Чем легче частица, тем больше подвижных элементов с ней связано. Содержание подвижных элементов зависит от количества легких фракций (менее 16 микрометров) в воде [6, 146]. Тест-объекты и методы. Исследованиями подтверждено, что концентрации инертных взвешенных веществ, превышающие 500 мг/л, были определены как летальные для различных видов рыб северного полушария, что позволяет сделать вывод об их сравнительно слабом токсичном действии. Однако, и меньшие концентрации взвешенных веществ могут в значительной степени влиять на популяции гидробионтов так как вызывают уменьшение их жизненного ареала, снижение темпа роста из-за нарушения способности находить и потреблять пищу и нарушения миграционных путей через избегание загрязненных участков [8, 27]. Краткосрочные лабораторные эксперименты, анализирующие влияние высоких концентраций взвешенных веществ суспензии мелкодисперсной глины на распространённых в водоемах Новой Зеландии личинок насекомых (Leptophlebiid Deleatidium) и ракообразных (Paranephropsplanifrons), не показали увеличения смертности по отношению к контролю. Авторы исследования предполагают, что эти виды гидробионтов достаточно толерантны к высоким концентрациям взвешенных веществ, и даже их длительное воздействие не вызывает гибели животных. Отсутствие этих беспозвоночных в водах с высоким содержанием взвешенных веществ объясняется изменениями условий их мест обитания в водоеме, таких как покрытие субстрата взвешенными веществами и загрязнение источников пищи [9, 70]. Влияние взвешенных веществ на гидробионты может осуществляться различными путями в зависимости от их типа: взвешенные и осаждаемые. Сублетальные концентрации взвешенных частиц вызывает реакцию избегания у молоди рыб, так как такие условия снижают расстояние, при котором некоторые виды рыб способны реагировать на добычу [10, 2846]. Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды и на проникновение в нее света, на температуру, состав растворенных компонентов поверхностных вод, адсорбцию токсичных веществ, а также на состав и распределение отложений и на скорость осадкообразования [11, ]. Высокая концентрация взвешенных веществ может вызвать у гидробионтов физиологический стресс, ведущий к снижению интенсивность питания [8, 28]. Эти выводы подтверждают исследования биологов Мурманского морского биологического института, которые установили, что в условиях свободного поведения подвижные формы гидробионтов, такие как рыбы и их личинки, избегают зон загрязнения взвешенными веществами, поэтому эти организмы не подвергаются значительному прямому воздействию взвешенных веществ [12, 372]. Однако, отмечается, что малоподвижные бентосные организмы и водофильтрующие ракообразные являются наиболее чувствительными биомаркерами для такого типа загрязнения. Мелкодисперсная взвесь в воде вызывает у этих гидробионтов засорение фильтрационного аппарата, увеличение массы тела и нарушение плавания из-за увеличения массы тела. Выявлено, что единичный сброс, создающий концентрацию взвешенных в воде 30 мг/л и сохраняющийся в воде в течение часа, может привести к потере 0.4% зоопланктона за счет снижения интенсивности питания. Результаты экспериментов демонстрируют, что такие факторы, как физические характеристики воды и качество питания ракообразных, способны изменить реакцию этих гидробионтов на различные загрязнители и влияют на их выживаемость и плодовитость [13]. Рекомендуется при исследовании влияния взвешенных веществ в воде на состояние биоты учитывать размеры сбрасываемых частиц и их скорость осаждения. Сброс легких механических частиц будет вызывать негативные реакции у зоопланктона и малоподвижных организмов бентоса даже при кратковременном воздействии. Беспозвоночные бентоса живут относительно продолжительное время, от трех месяцев до двух лет и ведут преимущественно оседлый образ жизни. Благодаря этим характеристикам они могут служить чувствительными индикаторами загрязнения среды и здоровья экосистем, предоставляя обширную информацию об их среде обитания[14, 388]. Недостаток исторических данных о качестве воды и преобладание эндемичных для Новой Зеландии организмов затрудняют выбор репрезентативных методологий биологического анализа для оценки экологической ситуации и степени воз действия на нее участков добычи. Чувствительность новозеландских пресноводных организмов к различным загрязнителям изучена недостаточно, поэтому некоторые авторы рекомендуют использовать разработки зарубежных ученых. Однако, внедрение зарубежных разработок в практику экологического контроля Новой Зеландии должно происходить с осторожностью из-за различий условий развития биологических сообществ на островах, климатических и географических факторов [4, 252; 7]. Для выбора репрезентативного тест-объекта и планирования токсикологических экспериментов, был проанализирован ряд публикаций по составу естественных биоценозов реки Вайкато и их чувствительности по отношению к некоторым видам токсикантов. Изучались работы, как новозеландских авторов, так и ученых других стран, анализирующие влияние сточных вод, содержащих взвешенные вещества, на гидробионтов [15, 46; 16, 341]. В том числе, анализировались данные специалистов Новозеландского Национального Института Воды и Атмосферы, отражающие результаты исследования чувствительности нескольких видов гидробионтов, широко распространенных в пресных водоемах страны и имеющих значительное экологическое значение в водных биоценозах. Чувствительность потенциальных тест-объектов тестировалась в острых (48 часов) и хронических (30 суток) экспериментах по отношению к различным токсикантам. В остром и хроническом экспериментах наибольшую чувствительность показали представители отряда Cladocera и Аmphipodа, демонстрировавшие большую чувствительность, чем рыбы [17-19]. Распространенный представитель зоопланктона водоемов Новой Зеландии, относящихся к отряду Сladocerа - Ceriodaphnia Dubia R. был выбран в качестве тест-объекта для биотестирования изучаемых стоков участка добычи. Основным критерием выбора этого тест-объекта была экспериментально подтвержденная чувствительность гидробионта к большому числу токсикантов, в том числе металлов. Ceriodaphnia Dubia - распространенный тест-объект, используемый в качестве биоиндикатора во многих странах, где разработан ряд стандартизированных методов определения острой и хронической токсичности воды с их использованием. Вид широко распространен в Новой Зеландии и экологически значим для своей среды обитания, так как служит кормом для других гидробионтов. Ceriodaphnia относится к водофильтрующие организмам, что обеспечивает ее высокую чувствительность к загрязнению мелкодисперсной взвесью и подвижными элементами, находящимися в сбросах участка добычи [10,20]. В течение периода с 2012 по 2016 годов определялась острая токсичность в пробах сточных вод участка добычи и хроническая токсичность в тех пробах, где не наблюдалось признаков острой токсичности за время 48-часового эксперимента [21-24]. Для определения острой и хронической токсичности использовались в качестве тест-объектов Ceriodaphnia Dubia, а их выживаемость по сравнению с контролем служила критерием токсичности. Проба считалась токсичной, если за время эксперимента наблюдалась гибель 50% цериодафний. В хроническом тесте (7 суток) критерием токсичности служила выживаемость и плодовитость рачков по сравнению с контролем. Пробы были отнесены к хронически токсичным, если хотя бы один из признаков, выживаемость или плодовитость, показывал достоверные отклонения от контроля. Пробы для определения токсичности отбирались в соответствии с требованиями методологии еженедельно в месте сброса в водоем. Анализировалась сточная вода, прошедшая очистку путем физической и химической седиментации в прудах осаждения, предназначенная для сброса в водоем. В воде из отобранных проб параллельно определялись рН, мутность, взвешенные вещества и некоторые металлы методом ICP [22, 24]. Результаты анализов обрабатывались статистически с помощью программы RStudio. Результаты и обсуждение. В течение исследования токсичность была проанализирована в 107 пробах. Из них 66,5% не показали отклонений от контроля по какому-либо показателю токсичности, как в острых, так и в хронических экспериментах. Острая токсичность была идентифицирована в 19,9 % проб, где наблюдалась гибель 50% тест-объектов в течение 48-часового эксперимента. Еще 13,7 % проб показали признаки хронической токсичности по выживаемости и/или по плодовитости в 7-суточном эксперименте. Общее количество проб, определенных как токсичные - 54, что составляет 40,5% от общего числа исследуемых проб. Исследуемые остро-токсичные пробы относились к типу слабо- или среднетоксичных. Минимальное определенное в ходе работы время гибели 50% гидробионтов было 17,5 часов, а максимальная кратность разбавления (LC50), безопасная для 50% цериодафний было 3.1 раза. Сточная жидкость полностью теряла токсичные свойства при максимальном разбавлении в 10 раз. За время исследования не было зафиксировано случаев стопроцентной гибели тест-объектов в эксперименте. Анализ распределения количества токсичных проб по годам показал, что 2012 год характеризуется большой долей проб, где была определена острая и хроническая токсичность. Выявлено высокое число проб с острой токсичностью (23,33%), а число проб с признаками хронической токсичности сравнимо с показателями 2013-2015 годов. Это может объясняться тремя причинами. Во-первых, данный исследовательский проект, направленный на систематизацию и улучшение организации лабораторного контроля над экологическими аспектами предприятия, начался в июне 2012 и захватил зимний и весенний периоды (с июня по октябрь). Эти месяца обычно характеризуются в Новой Зеландии большим количеством осадков, которые способствуют интенсивному вымыванию частиц из пород, что влияет на содержание взвеси в стоках. Во-вторых, порядок оповещения ответственного персонала для принятия соответствующих мер для прекращения поступления загрязненных стоков на сброс в водоем еще не функционировал адекватно. В-третьих, с середины 2013 года на основании данных лабораторных и производственных экспериментов были заменены типы осаждающих агентов для химической очистки сточных вод на более эффективные и менее токсичные для среды реагенты. Эффективная система аналитического контроля, включающая биологические методы, и тщательное планирование производственного процесса на основе его данных, позволило существенно улучшить показатели качества сброса в 2013 году, что привело к заметному снижению токсичности стоков по сравнению с 2012 годом (с 36,67% до 22,22%). Важно, что при этом в основном снизилась доля именно остро токсичных проб. Однако, в 2014 году резко возросли объемы производства. В конце 2013 года, предприятие перешло на непрерывный цикл работы, что исключило возможность увеличения времени процессов осаждения в прудах при повышенном содержании взвешенных веществ в разрабатываемом материале, так как интенсификация добычи производилась без изменения схемы очистки и/или увеличения площади прудов-отстойников. Это негативно повлияло на качество очистки сточных вод предприятия и что отражено в результатах токсикологических тестов. Позже был выработан эффективный алгоритм управления сточными водами, который позволил вторичное использование в процессе значительной части сточных вод предприятия и минимизировать сброс загрязненных вод. Благодаря этому в последующие годы было снижено количество остро токсичных проб. Наиболее токсичными стоками характеризуются зимние месяцы - июнь, июль и август, которые характеризуются значительным количеством осадков. Располагаясь в устье реки, предприятие использует загрязненную выше по течению воду. Загрязнители, поступающие в реку со стоками сельскохозяйственных угодий и промышленности, при определенных условиях могут вступать в химические реакции и действовать аддитивно с поллютантами, поступающими в процессе горной разработки. Корреляция между значениями рН, содержания марганца, меди и цинка и показателями, характеризующими степень токсичности пробы (LC50) очень малы для исследуемых проб (от 0,0028 до 0,33), поэтому влияние этих примесей на токсичность проб оценивалось как нулевое. Значения корреляций, определяющих зависимость между LC50 и концентрациями основных загрязнителей стока предприятия следующие: для взвешенных веществ - 0,63, мутности - 0,66, железа - 0,69 и алюминия - 0,59. В то же время влияние совокупного фактора совместного присутствия в пробе железа и взвешенных веществ, определенного как произведение значений концентрации этих ингредиентов в пробе, на степень токсичности стока - 0,81. Этот показатель корреляции значительно выше, чем значения корреляций, определенных для взаимозависимостей между LC50 и содержанием железа и взвешенных индивидуально. Такая же динамика наблюдается и для алюминия: зависимость показателя степени токсичности от совокупного влияния алюминия и взвешенных веществ (0,74) превышает значения корреляции, определенных для этих загрязнителей индивидуально. Диаграмма на рисунке 2 показывает содержание взвешенных веществ в пробах с различными показателями токсичности: остро токсичные, хронически токсичные (по одному или обоим показателям) и пробы, не показавшие отклонений от контроля за время эксперимента. Как видно на графике, содержание взвешенных в нетоксичных пробах не превышает 20 мг/л. Содержание взвешенных веществ в остро токсичных пробах незначительно превышает их содержание в пробах с хронической токсичностью: для большинства проб показатель варьируется между 30 мг/л и 40 мг/л. Рисунок 2 - Содержание взвешенных веществ в пробах с различным уровнем токсичности: 1 - нетоксичные пробы, 2 - пробы с острой токсичностью, 3 - пробы с хронической токсичностью. На рисунке 3 отображено, что содержание общего железа в пробах с острой токсичностью значительно выше, чем для большинства проб с признаками хронической токсичности или проб без отклонений от контроля. Концентрации общего железа в таких пробах варьируются от 3,5 до 5 мг/л, в то время, как концентрация этого загрязнителя для хронически токсичных проб - от1,5 до 2 мг/л, что сравнимо с показателями концентраций железа для нетоксичных проб. Кроме того, в некоторых пробах, не показавших достоверных отклонений от контроля, значения концентраций общего железа такие же, как и для остро токсичных проб. Отмечено, что остро токсичные пробы характеризовались высокими показателями содержания как взвешенных, так и общего железа, а в хронически токсичных пробах значения концентраций общего железа были значительно ниже, но при этом содержание взвешенных веществ оставалось на сравнительно высоком уровне. Нетоксичные пробы со сравнительно высоким содержанием общего железа характеризовались низкими значениями содержания взвешенных веществ. Таким образом, отмечено, что высокая степень токсичности проб наблюдается при совместном присутствии в них повышенных концентраций взвешенных веществ (более 28-30 мг/л) и общего железа. В то же время наличие хронического токсичного действия, даже при сравнительно низком содержании железа, обусловлено наличием в пробе в то же время взвешенных веществ. Рисунок 3 - Концентрация общего железа в пробах с различным уровнем токсичности: 1 - нетоксичные пробы, 2 - пробы с острой токсичностью, 3 - пробы с хронической токсичностью. Рисунок 4 представляет график распределения концентраций алюминия в пробах с различным уровнем токсичности. Высокие значения концентраций этого металла (3,5 - 5 мг/л) наблюдаются в пробах с острой токсичностью. Для проб с признаками хронической токсичности наблюдается значительное снижение уровня содержания алюминия по сравнению с остро токсичными пробами (1,5 - 2,5 мг/л). Эти значения близки к показателям нетоксичных проб, отличаясь от них только тем, что в пробах с признаками хронической токсичности были выявлены повышенные концентрации взвешенных веществ. В то же время, в группе нетоксичных проб в отдельных случаях отмечались концентрации алюминия, свойственные пробам с острой токсичностью. Однако, в этих пробах, где содержание взвешенных веществ невысоко, не регистрируются признаки отклонения от контроля. Рисунок 4 - Концентрация алюминия в пробах с различным уровнем токсичности: 1 - нетоксичные пробы, 2 - пробы с острой токсичностью, 3 - пробы с хронической токсичностью. Полученные в результате экспериментов данные, говорят об увеличении токсичных свойств металлов, общего железа и алюминия в присутствии повышенного содержания в этих стоках мелкодисперсных взвешенных веществ. Обнаружено, что содержание взвешенных веществ, превышающее 28 мг/л, может усиливать токсичные свойства сточных вод, если концентрации общего железо и алюминия в них превышает 1,5 мг/л. В то же время, согласно существующим соглашениям на природопользование, предприятию разрешается сброс сточных вод в водоем, если содержание в них взвешенных веществ не превышает 50 мг/л. Концентрации металлов не контролируются ежедневно, и сток предприятия регулируется исключительно по показаниям взвешенных веществ и мутности. Таким образом, данные гидробиологического анализа подтверждают, что сточные воды участка добычи могут представлять опасность для гидробионтов реки, даже если содержание взвешенных веществ в них не превышает принятых нормативов. Для определения фактического влияния сточных вод на экологическое состояние реки Вайкато, необходимо проанализировать данные токсичности сточных вод в связи с показателями контрольных створов принимающего водоема: изменений его гидрохимических и гидробиологических параметров и степени разбавления сточных вод, поступающих в реку. Заключение. Анализ токсичности стоков горно-обогатительного предприятия, разрабатывающего депозит железо-титанового песка, позволил сделать следующие заключения. Взвешенные вещества, особенно мелкодисперсные частицы, могут оказывать негативное влияние на экосистемы водоемов прямым воздействием и косвенно. Кроме того, взвешенные вещества создают опасность для обитателей водоема как адсорбенты других загрязнителей и меняют физико-химические свойства воды. Воздействие взвешенных веществ различного происхождения на водоем неодинаково и зависит от их структуры, размера, веса и химического состава частиц. Этим обуславливается разброс данных об опасных для гидробионтов концентрациях взвешенных веществ в различных исследованиях. Воздействие взвешенных веществ не одинаково для различных групп гидробионтов. Высокое содержание взвешенных веществ и вызванная ими мутность практически не оказывает влияние на хищных личинок насекомых, ракообразных и некоторых видов рыб, как, например, карповые. Однако, даже в относительно небольших концентрациях, взвешенные вещества могут быть опасны для донных и водофильтрующих организмов и для икры рыб. Это обуславливается изменениями субстрата, на котором обитают гидробионты, нарушением механизма питания и дыхания. Для того, чтобы отразить влияние взвешенных веществ на гидробионтов водоема, был необходим наиболее чувствительный к их воздействию тест-объект. Исследование показало, что наиболее репрезентативным биомаркером для определения влияния сточных вод данного типа на водоем могут служить водофильтрующие низшие ракообразные рода Cladocera.Эти гидробионты широко распространены в различных водоемах мира и служат важным звеном трофических цепей водных ценозов. Подтверждено, что токсикологический анализ проб сточных вод предприятия отражает динамику изменений режима работы и экологической нагрузки от деятельности участка добычи. С помощью применения методов гидробиологического контроля установлено, что стоки данного участка представляют наибольшую экологическую опасность в течении периодов времени, характеризующимися повышенными содержаниями взвешенных веществ в стоках. Установлено, что для данного участка добычи показатели рН, марганца, меди и цинка, найденные в его стоках, практически не оказывают токсичного действия на гидробионтов, так как их концентрации и флуктуации значений незначительны. В то же время, было выявлено острое и хроническое влияние содержания общего железа и алюминия в сочетании с повышенными значениями взвешенных веществ в пробах. Отмечено, что даже при сравнительно высоких концентрациях этих металлов в сточной воде, токсичное свойства не были обнаружены, если содержание взвешенных веществ в этих пробах не превышало в среднем 28 мг/л.Это значение согласуется с принятыми в РФ ПДК для рыбохозяйственных водоемов [2]- 25 мг/л. Однако, установленные для данного предприятия нормативы допустимого сброса по взвешенным веществам (50 мг/л) существенно превышают это значение. Следуя этому, можно предположить, что сточные воды данного предприятия могут оказывать негативное влияние на биоту водоема даже в тех случаях, когда содержание взвешенных веществ в них полностью соответствует нормативу. Для определения фактического влияния стока участка разработка на экологию реки Вайкато, рекомендуется провести анализ нагрузки его сбросов на водоем, принимая во внимание исходные гидрохимические, гидробиологические и гидрологические характеристики реки. Анализ токсичности стока является эффективным инструментом контроля качества сточных вод добывающего предприятия. С помощью этого метода стало возможным идентифицировать проблему, когда токсичность стока обусловлена несколькими компонентами, содержащимися в пробах совокупно и оказывающих влияние на качество стока по эффекту адитивности. Данные гидробиологического анализа были рекомендованы к использованию при планировании управления водными ресурсами предприятия.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.