«ЭКОЛОГИЯ: СИНТЕЗ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО, ТЕХНИЧЕСКОГО И ГУМАНИТАРНОГО ЗНАНИЯ Материалы II Всероссийского научно-практического форума Саратов, 6 – 10 октября 2011 года С арат ов Издательство СГТУ 2011 УДК 5 ББК 20 ...»

Формальдегид оказывает ингибирующее воздействие на способность водорослей к фотосинтезу (рис.1). Наибольшее снижение интенсивности фотосинтеза отмечается при концентрациях от 1,3310-6 до 1,3310-10 моль/л.

Рис.1 Изменение интенсивности фотосинтеза водорослей хлорелла в присутствии формальдегида. Концентрации формальдегида, моль/л: 1 Наряду с фотосинтезом происходит дыхание водорослей. Дыхание у растений осуществляется круглосуточно, но превалирует в темноте, когда фотосинтез прекращается.

Во всех концентрациях формальдегид также оказывает ингибирующее действие на дыхание. Как известно, для протекания процессов дыхания растениям необходим кислород. Как было сказано ранее, в темноте, когда преобладает процесс дыхания, в присутствии исследуемых концентраций формальдегида относительное содержание кислорода резко падает относительно контроля. Соответственно, водоросли находятся в среде с пониженным содержанием кислорода и с повышенным количеством углекислого газа, который и приводит к ингибированию процесса дыхания [Полевой, 1989].

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что формальдегид, находящийся во внешней среде, отрицательно влияет на процессы фотосинтеза и дыхания водорослей хлорелла.

1. Бурлакова Е.Б., Конрадов А.А., Мальцева Е.Л. Сверхслабые воздействия химических соединений и физических факторов на биологические системы // Биофизика. – 2004. – Т. 49, вып. 3. – С. 551–564.

2. Жмур, Н.С. Методика определения токсичности вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водоросли / Н.С. Жмур, Т.Л. Орлова. – М., 2001. – 44 с.

3. Брагинский, Л. П. Пресноводный планктон в токсической среде / Л.П.Брагинский, И.М. Величко, Э.П. Щербань. – Киев : Изд. Наукова думка, 1987. – 179 с.

4. Полевой В.В. Физиология растений / В.В.Полевой. – М. : Высшая школа, 1989. – 464 с.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Г. КРАСНОАРМЕЙСКА

Вода – это сама жизнь! И именно поэтому необходимо оберегать ее от загрязнения. По данным Всемирной Организации Здравоохранения вода содержит 13 тысяч потенциально токсичных элементов, 80% заболеваний передаётся водой. От них на планете ежегодно умирают 25 млн. человек.

Причиной появления токсичных веществ является производственная и иная деятельность человека. Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения, теряют рыбохозяйственное значение и т.д.

Такая картина характерна как для больших водоемов, таких как р.

Волга, так и для малых рек. Исследования, проведенные нами, позволили установить неэффективность работы городских очистных сооружений г.

Красноармейска, которые являются источником загрязнения малой реки Голый Карамыш, притока р. Иловли.

Анализ качества сточных вод за 2010г. по данным лаборатории городских очистных сооружений показал, что сточные воды контролируются по 16 показателям: температура, перманганатная окисляемость, БПК5, СПАВ, железо общее, фосфаты, сульфаты, хлориды, азот нитратный, азот нитритный, азот аммонийный, рН, минеральный состав, взвешенные вещества.

Было установлено, что за весь анализируемый период:

-сточные воды, поступающие на очистные, не соответствуют установленным предельно-допустимым нормативам, которые предъявляет ГУП «Облводоресурс» (см. табл.2);

-после прохождения очистки по показателям рН, хлориды, азот аммонийный, температура, нефтепродукты сточные воды соответствуют нормативным значениям; по взвешенным веществам зафиксировано только один раз превышение - в начале мая;

-по веществам СПАВ, железо общее, сульфаты в результате очистки концентрация снижается, но на выходе из биопруда концентрация все же выше нормы;

-в процессе очистки происходит рост уровня загрязнения по следующим веществам: азот аммонийный, фосфаты;

-на выходе с биопруда по вышеуказанным веществам фиксируется еще большее повышение концентрации;

- в результате повышения уровня загрязнения по биогенным элементам в процессе очистки закономерно превышение и показателя БПК5;

-общий сброс некачественно очищенных сточных вод составляет тыс.м.

-в соответствии с технологией очистки на очистных сооружениях в результате регенерации фильтров возникают сточные воды, качество которых не контролируется и они без очистки сбрасываются в водный объект в объеме 378 тыс.м.

Анализ работы очистных сооружений показал недостаточную эффективность их работы. Причин тому, с нашей точки зрения, несколько:

Во-первых, предприятия нарушают регламент в части качественного состава сточных вод. Поступающие сточные воды не соответствуют нормативам, которые предъявляет ФГУП СО «Облводоресурс» Красноармейский». Следует сказать, что это, чаще всего, является «бедой»

всех городских очистных сооружений.

Во- вторых, очистные сооружения были построены 25 лет тому назад и капитального ремонта за эти годы не проводилось.

В- третьих, экономический кризис, дефицит областного и муниципального бюджета, недостаточно высокая экологическая культура населения города и Саратовской области, отсутствие централизованных экологических фондов способствует тому, что за все годы предприятие не получало никаких финансовых средств для поддержания, ремонта или замены очистных сооружений В-четвертых, некачественная работа биопруда. Визуальный осмотр биопруда показал, что он сильно зарос и заилен. Пруд зарос, мощные донные отложения (от 20 до 40см), не только снижают эффективность очистки, но и являются источниками дополнительного загрязнения.

В качестве мероприятия по улучшению работы биопруда предлагается использование биопрепарата, в частности биопрепарата МИКРОЗИМ™ «ПОНД ТРИТ». Данный препарат содержит от 6 до12 видов естественных аэробных и факультативных мезофильных естественных микроорганизмов, для которых основным источником энергии жизнедеятельности является свободная органика в воде и донных отложениях водоема. Благодаря биологической очистке водоема препаратом эффективно нейтрализуются экологические последствия загрязнения и эвтрофикации водоема, снижается общая нагрузка на водоем. В водоеме восстанавливается биологическое равновесие, вода и донные отложения очищаются от свободной органики, взвешенных веществ, азота, фосфора, восстанавливается кислородный режим, понижается уровень донных отложений, многократно интенсифицируется микробиологическое самоочищение воды от вредных микроорганизмов (эффект самообеззараживания водоема). При достижении заданного уровня очистки водоема от загрязнения и восстановления процессов самоочищения среда водоема перестает быть cуперпитательной для сине-зеленых водорослей, тины, ряски и они исчезают из водоема естественным образом, возвращаясь в свою естественную биологическую нишу в условиях биологического равновесия. Успевшая образоваться к моменту очистки избыточная биомасса сине-зеленых водорослей, ряски, тины отмирает естественным образом в течение двух-трех недель и опускается на дно, где ее остатки полностью уничтожаются бактериями биопрепарата. В результате биологической очистки процесс деградирования водоема не только останавливается, но происходит восстановление экосистемы в порядке обратном деградированию. В результате водоем восстанавливается как самоочищающаяся экосистема. Применение препарата «ПОНД ТРИТ» рекомендовано для очистки воды и донных иловых отложений, восстановления биологического баланса и самоочищения интенсивно загрязненных (деградирующих, эвтрофных) и испытывающих техногенную и антропогенную нагрузку прудовых и озерных водоемов - с высоким уровнем донных осадков, высокой мутностью воды, образованием неприятных запахов, засилием сине-зеленых водорослей, тины, ряски, периодическими заморами, ослабленным самоочищением, биологическим загрязнением. Применение биопрепарата эффективно для закрытых и слабопроточных водоемов - прудов, озер, водохранилищ. Биопрепарат «ПОНД ТРИТ» высоко эффективен в борьбе с засильем сине-зеленых водорослей, тины, ряски.

Обработку водоема биопрепаратом рекомендуется начинать в апрелемае, после прогрева воды до +100С, но можно приступать к обработке водоема и в течение лета - микроорганизмы препарата будут очищать водоем до становления льда, перезимуют и возобновят активность следующей весной.

Видимое невооруженным глазом очищение воды в водоеме наступает в среднем через 1-1.5 месяца после начала обработки водоема биопрепаратом.

100% отмирание простейших водорослей наступает в течение 3 - 8 недель в закрытых и слабопроточных водоемах, ряски - 1.5-2.5 месяца в закрытых водоемах.

ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ НОВЫХ O–, N–, S – СОДЕРЖАЩИХ

ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА БИОСИСТЕМЫ

РАЗЛИЧНОГО УРОВНЯ ОРГАНИЗАЦИИ

Как известно, мишенью действия пестицидов растения (гербицидное или рострегулирующее действие) и фитопатогенные микроорганизмы (бактерицидное, фунгицидное действие) [Мельников,I987.]. Оценку их опасности для экосистем проводят с помощью биологических тест-объектов, как правило, инфузорий [Виноходов,1995] и дафний [Филенко,1998].

Целью данного исследования изучение действия новых О-, N-, Sсодержащих гетероциклических соединений на биологические тест-объекты –растения и дафнии.

В качестве объектов исследования были взяты следующие соединения (табл. 1).

-O-, N-, S- содержащие соединения На примере трех тест-объектов: инфузориях Paramecium caudatum, дафниях Daphnia magna и водорослях Scenedesmus quadricauda определена токсичность растворителя DМSO, который используется для растворения образцов гетероциклических соединений, используемых в работе.

Установлено, что показатель токсичности по всем трем тестам находится в пределах допустимой нормы. Следовательно, вещество DМSO не оказывает отрицательного влияния на используемые в работе биообъекты, что позволяет применять водный 1% раствор DМSO в качестве растворителя ON-,S-содержащих гетероциклических соединений в опытах на биообъектах.

Изучено их росторегулирующее действие на примере кресс-салата.

Определено действие следующих концентраций веществ (310-2, 310-3, 310г/л) на прорастание семена кресс-салата (Lepidium sativum). Изучались следующие характеристики:

всхожесть семян, длина корня и стебля проростков семян. Для трех соединений ГГХ-3-ЦМ, ДГП-4-ЦМ и ГГТХ-6 получен волнообразный характер концентрационной зависимости (рис.1), т.е. при определенных концентрациях вещества могут ингибировать или стимулировать рост растения. Два соединения ДАПТ-1 и ДАПТ-2 при большинстве концентраций оказывают стимулирующее действие.

Рис.1 Зависимость длины корней проростков семян кресс-салата (Lepidium sativum) на третьи сутки выращивания от концентраций соединения ГГХЦМ (г/л): 1 - контроль, 2 – 310-2, 3 – 310-3, 4 – 310 -4, 5 - 310-5, 6 – 310-6, Полученные данные свидетельствуют о перспективности исследования в этой области, т.к. варьируя концентрации веществ, можно изменять их рострегулируемую активность. В литературе отсутствуют данные об активности перечисленных веществ в отношении роста растений, поэтому пока не представляется возможным описать, чем обусловлена данная активность.

Изучено действие следующих концентраций веществ (310-2, 310-3, 310г/л) на численность дафний (Daphnia magna Straus) и установлено, что три соединения ГГХ-3-ЦМ, ДГПЦМ и ГГТХ-6 оказывают в концентрациях 10-2- 10 -4 (ГГХ-3-ЦМ, ДГП-4ЦМ) и 10-2-10 -6г/л (ГГТХ-6) токсическое действие, а два соединения ДАПТ- и ДАПТ-2 являются не токсичными во всех изученных концентрациях.

1. Виноходов Д.О. Токсикологические исследования кормов с использованием инфузорий / С.-Петербург: Ломоносовская типография, – 1995. – 80 с.

2. Мельников Н.Н. Кн. Пестициды: Химия, технология и применение / М.:

Химия. – I987. – 312 с.

3. Методы биотестирования качества водной среды / Под ред. О.Ф. Филенко.

- М.: Изд-во МГУ, 1998. – 124 c.

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВОДОТОКОВ

ДЕЛЬТЫ Р. ВОЛГИ

Исследования экологического состояния водотоков дельты р. Волги является важным звеном в комплексной оценке антропогенного воздействия на крупнейший пойменный комплекс Европы. Целью работы являлась сравнительная характеристика водотоков дельты р. Волги по комплексу гидрологических, гидрофизических и гидрохимических показателей. В работе использовались полевые методы определения показателей качества воды и методы количественного химического анализа. Научные исследования проводились в период 2007 -2010 гг. по следующим водотокам:

р. Волга по основному руслу в г. Астрахани и ее окрестностях, рук. Камызяк, рук. Бузан, водотоки дельты р. Волга на территории Астраханского государственного биосферного заповедника.

В течение всего времени исследования гидролого-гидрофизическое состояние водотоков изменялось по сезонам года и в зависимости от токсикологического загрязнения. В годовой динамике гидрологогидрофизических показателей за период 2007 – 2010 гг. особых различий не зафиксировано.

Среди трофических показателей во всех водотоках района исследования лидирующее положение занимали соединения азота и фосфора. В водотоках населенных пунктов отмечены высокие концентрации нитритов, аммония, сульфатов, в водотоках Астраханского биосферного заповедника - по нитратам, фосфатам, кремнекислоте. Наибольшее содержание трофических показателей наблюдалось летом, а наименьшее зимой. В годовой динамике концентраций трофических показателей в исследованных водотоках в период с 2007 по 2010 гг. особых различий не наблюдалось.

Среди исследованных токсикологических показателей приоритетными в порядке убывания являлись: нефтепродукты > медь > железо > цинк > СПАВ > фенолы (Приложение).

Сезонная динамика содержания токсикантов изменялась циклично. Ее характер в период исследований являлся скачкообразным, что, по-видимому, является следствием залповых сбросов гидрополлютантов (нефтепродукты, медь, СПАВ) в водотоки в результате деятельности различных предприятий.

Для тяжелых металлов выявлено небольшое снижение к зиме, что возможно связано с осветлением воды и переходу взвешенных форм токсикантов в состав донных отложений. Выявлено снижение содержания фенолов в летний период, что связано с увеличением скорости их распада с ростом температуры. В р. Волга по основному руслу в районе г. Астрахани и ее окрестностях за исследованный период наблюдался рост содержания нефтепродуктов до 20 ПДК в период с 2007 по 2009 гг. В 2010 г. произошло снижение концентрации нефтепродуктов до 5 ПДК, что связано с недопущением аварийных сбоев в технологическом процессе на предприятиях. Годовая динамика нефтепродуктов в рук. Бузан и рук.

Камызяк изменялась в пределах от 1 до 5 ПДК. Среднегодовое содержание меди в р. Волга по основному руслу в районе г. Астрахань и ее окрестностях за 2007 – 2008 гг. находилось в пределах от 5 до 6 ПДК; в 2009 г. наблюдался резкий скачок содержания поллютанта до 17 ПДК. В 2010 г. снижение концентрации меди в воде до 6 ПДК возможно связано с переходом взвешенных форм меди в состав донных отложений. В рук. Бузан и рук.

Камызяк за исследованный период концентрация меди регистрировалась в пределах от 2 до 6 ПДК, содержание цинка - от 0,5 до 2 ПДК. В р. Волга по основному руслу в г. Астрахань и ее окрестностях, рук. Бузан за период – 2010 гг. наблюдался непрерывный рост концентрации железа до 3 ПДК. В рук. Камызяк за исследованный период среднегодовые концентрации железа не превышали 2 ПДК.В водотоках населенных пунктов содержание фенолов и СПАВ за исследованный период имело тенденцию к росту (0,5 – 1,5 ПДК и 0,8 – 1,4 ПДК, соответственно).

Качество воды в водотоках можно разделить на группы в соответствии с комплексной экологической классификацией качества поверхностных вод суши.

В период с 2007 по 2010 гг. качество вод на участке р. Волги по основному руслу характеризовались как «предельно грязные» по нефтепродуктам, меди; «весьма грязные» по железу; «сильно загрязненные»

по СПАВ; «умерено загрязненные» по цинку и фенолам. Воды рук. Бузан и рук. Камызяк относятся к категории «весьма грязные» по нефтепродуктам и меди; «сильно загрязненные» по СПАВ; «умеренно загрязненные» по цинку, железу и фенолам.

Экологическое состояние водотоков населенных пунктов является неблагополучным, тогда как состояние водотоков Астраханского государственного биосферного заповедника следует считать наиболее приемлемым, и испытывающим щадящую антропогенную нагрузку.

Концентрации токсикантов в водотоках Астраханского заповедника в 4 раза меньше, чем в водотоках населенных пунктов. Устья рек являются биогеохимическим барьером для гидрополлютантов, наличие токсикантов здесь объясняется преимущественно транзитом из выше расположенных створов.

ВЛИЯНИЕ ФОРМАЛЬДЕГИДА И ФЕНОЛА НА ОДНОДОЛЬНЫЕ

И ДВУДОЛЬНЫЕ НАЗЕМНЫЕ РАСТЕНИЯ

Известно о влиянии фенолов на содержание фотосинтетических пигментов в водных растениях (на примере элодеи) [1]. Установлено, что как при высоком содержании фенолов в воде (500 мг/дм3), так и при низком ( мг/дм3) даже по истечении времени, данное вещество оказывает негативное воздействие на фотосинтетические пигменты [1].

Ранее нами было изучено влияние сверхмалых концентраций формальдегида на прорастание семян кресс-салата[2,3], на рост и развитие ряски и элодеи [4].

Установлено, что в определенных сверхнизких концентрациях формальдегид обладает двойственной природой влияния на растения, что проявляется в ингибирующем и стимулирующем эффекте его воздействия.

Так, концентрации формальдегида 1,23 10 -14, 1,2310-17, 1,2310 -19 моль/л оказывают высокий ингибирующий эффект на рост и прорастание семян кресс – салата, при этих концентрациях всхожесть семян нулевая даже через 5 дней. При концентрациях формальдегида 1,23 10-18, 1,2310-20, 1,2310- моль/л наблюдается стимулирующий эффект воздействия вещества:

возрастает всхожесть семян и увеличивается количество проростков.

Для водных растений также установлен немонотонный дозо-зависимый характер воздействия формальдегида на различные показатели водных растений: ряски и элодеи. Водные растворы формальдегида с концентрациями 1,3310-8 и 1,3310-12 моль/л ингибируют рост элодеи, а с концентрациями 1,3310-10, 1,3310 -11, 1,3310-13, 1,3310-14 и 1,3310- моль/л вызывают больший суммарный прирост биомассы. В отношении ряски сверхнизкие концентрации формальдегида с одной стороны приводят к развитию хлороза (10-8, 10-12, 10-13, 10-14, 10-15 моль/л), а с другой вызывают рост корней (10-9, 10 -10, 10-11, 10-16 моль/л).

Целью данной работы являлось: изучить влияние различных концентраций формальдегида и фенола на прорастание семян однодольных и двудольных растений (пшеницу и кресс-салат) и рост их проростков.

Для определения влияния формальдегида и фенола на прорастание семян и рост проростков нами была предложена методика проведения опытов, отличающаяся от аналогичной методики Федоровой А.И. и Никольской А.Н. [5] созданием условий герметичности. Определялась всхожесть семян, длина корня и стеблей проростков. Наблюдения велись в течение 10 дней.

Известно, что при благоприятных условиях семена кресс-салата начинают прорастать через 3–4 дня, о 100% всхожести можно говорить на сутки эксперимента. В наших опытах 100% всхожесть семян кресс-салата отмечается только на 5 сутки эксперимента у семян, находящихся в контрольной пробе и в концентрациях 610-1; 410 -1; 210-1 мг/м3. В пробах с концентрациями 1,0; 810-1 мг/м3 100% прорастания не наблюдается. 100% прорастания семян пшеницы не наблюдалось при всех концентрациях формальдегида. Получены графические зависимости длины стебля и корня кресс-салата и пшеницы от различных концентраций формальдегида. Длины стебля и корня проростков кресс-салата находятся в экспоненциальной зависимости от концентрации вещества.

Для пшеницы получена аналогичная кресс-салату зависимость длины стебля от концентрации формальдегида. Для концентрации формальдегида, равной 810-1 мг/м3, наблюдается резкое увеличение длины стебля, которая хоть и незначительно, но превосходит контрольные значения. При следующих концентрациях субстрата рост стебля уменьшается. Вид графической зависимости длины корня проростков пшеницы от концентрации формальдегида имеет двухфазный характер. Концентрации формальдегида 210-1; 410-1; 610 -1 мг/м3 оказывают ингибирующее действие на рост корней проростков, а концентрации 810-1, 1,0 мг/м3 стимулируют их рост. Т.е., чем выше содержание формальдегида в пробе, тем выше его стимулирующая активность.

Т.об., показано, что однодольные и двудольные растения по-разному испытывают воздействие формальдегида: на однодольные растения он оказывает стимулирующее действие, а на двудольные ингибирующее. Это, вероятно связано с тем, что растворы вещества активизируют разные зоны роста корней проростков. Результаты, полученные для пшеницы, согласуются с литературными данными, где отмечается (Макарова и др., 2006), что действие химических веществ активизирует зоны растяжения у однодольных растений. Что касается двудольных растений, то в литературе отсутствуют данные по такому эффекту. Нами установлено, что для кресссалата рост корней обусловлен стимуляцией зоны меристематических клеток.

1. Алыков, Н. Н. Влияние фенолов на содержание фотосинтетических пигментов в водных растениях (на примере элодеи) // Экологические системы и приборы. – 2008. – № 9. – С. 38-39.

2. Козин, В. А. Забродина З. А., Рогачева С. М., Губина Использование методов биоиндикации для оценки воздействия сверхнизких концентраций формальдегида на живые системы // Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития: мат. Всерос. науч.–практ.конференции, Киров. – 2009. – Ч.2. – С.127-129.

3. Козин В.А., Забродина З.А., Левина К.Е., Губина Т.И.Опасность воздействия формальдегида на культурные растения // Техногенная и природная безопасность – ТПБ-2011: Сб.науч.трудов Первой Всерос. науч.практ.конф. – Саратов:ИЦ «Наука», – 2011. –С.42-45.

4. Козин В.А., Забродина З.А., Губина Т.И. Влияние компонентов фенолформаль-дегидных смол на живые системы //«Вавиловские чтения 2009» мат. Межд.науч.-практ.конф. -Саратов: – 2009. – Ч.1. – С.121-122.

5. Федорова, А.И., Никольская, А.И. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.:

Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003. – 288 с.

РОЛЬ СТРУКТУРНОГО ФАКТОРА В ПРОЦЕССАХ ОТВЕРЖДЕНИЯ

ОЛИГОМЕРНЫХ СМОЛ

Нами поставлена задача определения в точке гелеобразования максимального числа n слоев в глобулах, являющихся структурными элементами отверждаемой олигомерной смолы. Число n может быть определено следующим образом:

где r – кратчайшее расстояние между двумя молекулами олигомера в исходной отверждаемой смоле, D – эффективный диаметр молекулы олигомера, - мольная доля активных молекул олигомера в исходной отверждаемой смоле. Количество N ol молекул олигомера в единице объема исходной смолы составит:

где NA – число Авогадро;, М - плотность и средняя молекулярная масса исходной олигомерной смолы. Количество активных функциональных групп N ф составляет:

где – функциональность олигомера. Тогда молярный объем vМ, отвечающий свободному пространству между ближайшими функциональными группами, будет равен Линейное расстояние r между функциональными группами соседних молекул олигомеров в исходной олигомерной смоле составит:

Подставляя выражение (5) в (1), получаем окончательное соотношение для оценки максимального числа n слоев в олигомерной глобуле:

В соответствии с соотношением (6) нами проведен расчет размера глобул в точке гелеобразования для ряда олигомерных смол, характеристикикоторых приведены в таблице 1.

Молекулярные и макроскопические характеристики ряда олигомерных смол смола ная смола Зависимость размера глобулярной структуры в точке гелеобразования от мольной доли активных молекул рассматриваемых олигомеров, полученная в рамках модельного расчета, представлена на рис. 1. Как видно, при увеличении мольной доли активных молекул число слоев в глобуле снижается.

Рис. 1. Зависимость числа n слоев в точке гелеобразования от мольной доли олигомерной смолы (1 – мочевиноформальдегидная смола, 2 – фенолформальдегидная смола; 3 – эпоксидная смола) Полученные результаты позволили расширить существующие теоретические данные о механизме самоорганизации в полимолекулярных системах. Они могут быть применены в планировании экспериментальной работы по проведению синтеза полимерной системы. Экологические свойства исходных олигомерных смол и образующихся в результате их отверждения густосшитых полимеров являются, таким образом, функцией структурных параметров (функциональности олигомера) и параметров синтеза (наличия инициаторов). Полученная модель вносит вклад в решение актуальных задач промышленной экологии, связанных с синтезом и эксплуатацией полимерных материалов.

1. Иржак, В.И. Сетчатые полимеры. Синтез, структура, свойства // В.И.Иржак, Б.А. Розенберг, Н.С. Ениколопян. - М.: Наука, 1979.-248 с.

ВЛИЯНИЕ РЕАКЦИИ ВОДНОЙ СРЕДЫ НА

ВОСПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ КАЧЕСТВА

ТИМИРЯЗЕВСКОЙ ТИЛЯПИИ

Одним из важнейших параметров среды обитания гидробионтов является показатель концентрации ионов водорода в воде (рН). Величина рН в аквариуме не является стабильной, она все время находится в динамике.

Пороговые величины рН для разных видов рыб заметно различаются [Зеленников, 1995]. Некоторые исследователи отмечают, что тиляпии не растут в кислых водах. Изучение влияния рН воды на воспроизводительные качества тиляпии связано не только с малой изученностью этого фактора в отношении нетрадиционных объектов аквакультуры для нашей страны, но и с особенностями химического состава сбросных теплых вод и геотермальных источников, используемых для выращивания рыб, а также усиливающимся антропогенным воздействием на внутренние водоемы [Боронецкая, 2010].

Исследования по изучению влияния реакции водной среды на воспроизводительные качества тимирязевской тиляпии выполнялись на базе аквариальной лаборатории кафедры «Гидробиология и общая экология»

Астраханского Государственного Технического Университета. Рыбу содержали при трех уровнях рН воды: 4,5; 6,5 и 8,5. В контроле значение рН воды поддерживалось на уровне 7,2. Для подкисления воды использовали маточный раствор серной кислоты.

Объектом исследования служила молодь тимирязевской тиляпии в возрасте 7-8 месяцев, представляющая собой гибрид самки тиляпии мозамбикской и самца тиляпии нильской (T. Mossambica x T. Nilotica). В отличие от исходных видов для тимирязевской тиляпии характерны более ранние сроки наступления половой зрелости. Гибрид достоверно отличается более высокими показателями индексов упитанности и обхвата тела, характеризующих продуктивные качества рыбы [Привезенцев, 2006].

В опыте не выявлено заметных отличий в поведении тиляпии, содержащейся в условиях слабокислой или слабощелочной реакции воды.

Максимальная абсолютная плодовитость тимирязевской тиляпии отмечена при рН 6,5 и 7,2 (1145,6 и 1221,8 шт. икринок соответственно). В варианте с рН 4,5 плодовитость тиляпии существенно отличалась от максимального значения и составляла 811,6 шт. икринок. При рН 8,5 показатель плодовитости был ниже на 4,96 % по сравнению с максимальным значением (рметапрот. Восстановление физической работоспособности более чем в контроле (в течение одинакового временного периода) отмечается только у ацизола и экдистена.

Результаты экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что комбинированное действие фармакологических препаратов на основе ацизола в условиях ингаляционного воздействия угарного газа приводит к некоторому повышению физической работоспособности по отношению его индивидуального поступления в организм. При этом наибольшим эффектом обладает комбинация ацизол + милдронат + метапрот. Восстановление физической работоспособности возрастает на 75,79 %, а повышение – на 26,02 % по отношению введения только одного ацизола.

1. Борисова И.Г. Коррекция физической работоспособности и процессов восстановления антиоксидантами. Автореф. дис. канд. мед.наук. - М., 1988. – С. 28.

2. Сейфулла Р.Д. Применение лекарственных средств здоровым человеком // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 1994. - № 3, Т. 57.- С. 3-6.

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА

НИТРИЛА АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ

В данной работе изучены качественный и количественный состав промышленных стоков и процесс обезвреживания дистиллята сточных вод производства НАК методом парофазного каталитического окисления.

В качестве катализаторов изучены следующие промышленные катализаторы: алюмоплатиновый марки АП-56, отработанный в нефтепереработке, алюмопалладиевые катализаторы АД-15 (отработанный) и ШК-2 – (свежий), используемые на установках каталитического дожига абгазов.

Кроме того, изучено влияние температуры, соотношения воздух : пар и времени контакта на степень очистки дистиллята сточных вод.

Отработанный катализатор MA-I5 не давал в этих условиях нужной степени обезвреживания синильной кислоты и оказался механически нестойким в испытанных условиях.

Наиболее эффективным оказался катализатор ШК-2, позволяющий при температуре 400°С, соотношении воздух : пар = 1 : 2 (об.) и времени контакта 1,8 с снизить массовую концентрацию вредных примесей ниже предельно допустимых норм для сброса на биохимическое обезвреживание.

Также изучен процесс очистки сточных вод и дистиллята сточных вод методом озонирования.

Показано, что при дозе озона, позволяющей снизить содержание цианидов, нитрилов и аммонийного азота до норм предельно допустимого содержания вредных веществ, химическое потребление кислорода обработанного дистиллята остается еще высоким. Поэтому для снижения потребления кислорода до 1000 мг/дм3 требуется увеличить дозу озона в 2- раза.

Так как прямое озонирование дистиллята требует значительного расхода озона на обезвреживание и по результатам опытов составляет 6 кг/м3 для снижения массовой концентрации синильной кислоты и нитрила акриловой кислоты до требуемых норм, и более чем 12 кг/м3 - для снижения до требуемой нормы также и химической потребности кислорода.

Установлено, что оптимальным является автоклавная обработка дистиллята при рН > 10, Т = 160-180° в течение 4-5 часов. Затем смешение его чистыми стоками, направляемыми на озонирование и далее в систему промышленного водоснабжения.

Этот вариант озонирования отличается экономичным расходом озона на обезвреживание, а также не требует капитальных затрат на сооружение собственной озонаторной установки обезвреживания дистиллята.

Вариант каталитического окисления позволит исключить стадию автоклавной обработки дистиллята, но потребует создание установки парофазного каталитического окисления дистиллята.

Несомненным достоинством метода каталитического окисления является качество очищенного дистиллята, которое отвечает требованиям предельно допустимого содержания токсичных веществ при сбросе на биологическую очистку.

ИССЛЕДОВАНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОГО ШТАММА, ВЫДЕЛЕННОГО

ИЗ СТОЧНЫХ ВОД КОЖЕВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

Материал для исследования отбирали из коллектора отстойника сточных вод Волгоградского кожевенного завода ООО «Шеврет»

Пробы сточной воды высевали на плотные селективные питательные среды, содержащие в качестве единственного источника углерода отходы переработки кожной мздры. После инкубации посевов в течении 24 ч при С и 48 ч при 18 С, проводили визуальный анализ выросших колоний.

Изолированные колонии (клоны) отсевали на скошенный агар для получения популяции чистых культур.

Культуральные свойства штаммов оценивали, анализируя внешний вид изолированных колоний (поверхность, размер, цвет, характер края, наличие складчатости). Морфологические свойства культур определяли по результатам окраски по Грамму и микроскопирования в проходящем свете оптического микроскопа МЛ-1 (ЛОМО, г Санкт-Петербург).

В результате проведенных экспериментов нами было выделено штаммов, отличающихся между собой по культуральным и морфологическим свойствам.

На следующем этапе исследований определяли скорость роста выделенных культур в селективной жидкой питательной среды. Высев штаммов производили в объеме 0,1 мл с концентрацией бактерий микробных клеток в 1мл, в пробирке с 3 мл среды, содержащей отходы кожевенного производства и минеральные компоненты. Посевы инкубировали в течении 18 часов при температуре 37 С. Интенсивность роста и накопление биомасс микро организмов оценивали фотоколориметрическим методом на приборе КФК-2-УХЛ-4.2.

В результате экспериментов было установлено, что штаммы № 1, 2 и фотоколориметрического метода. Оптические плотности взвесей микроорганизмов штаммов № 3, 4 и 5 представлены на рисунке 1.

Рис.1 Эффективность накопления биомассы микроорганизмами, выделенными из сточной воды кожевенного производства.

Наибольшей оптической плотностью взвеси, а, следовательно, и концентрацией биомассы, отличался штамм № 5, который использовали в качестве модели для дальнейших исследований.

Этапом работы была идентификация отобранного бактериального штамма. Биохимические исследования свойств показали, что выделенный микроорганизм №5 является облигатным аэробом, аксидазаотрицательным, уреазаотрицательным, на желточно-солевой среде Чистовича растет без изменения питательной среды. На кровяном агаре проявляют гемолитическую активность. Микроскопирование бактерий показало наличие спорообразования. При окраске спор по Ожешко [Лабинская А.С., 1978] выявлено субтерминальное расположение спор. Морфологические, культуральные, и биохимические свойства выделенного микроорганизма позволили отнести его к семейству Bacillaceae, роду Bacillus. Выделенный штамм был обозначен как Bacillus sp. ТУ5 [Хоулта Дж., 1997].

С целью увеличения скорости роста выделенных микроорганизмов было проведено клонирование, мутагенез и селекция бактериального штамма.

Суточную культуру в концентрации 109 микробных клеток в 1мл высевали на плотные питательные среды и подвергали мутагенезу, облучая ультрафиолетовым светом с длиной волны 260 нм в течение 8 и 12 минут.

После облучения микроорганизмы инкубировали 18 часов при 37С.

Уровень накопления биомассы оценивали фотоколориметрическим методом при длине волны светофильтра 670 нм в кюветах с длиной оптического пути 5.065 мм. В качестве контроля использовали культуру исходного штамма Bacillus sp., не подвергнутую воздействию мутагенного фактора. Результаты одного из экспериментов с тремя клонами выделенного штамма представлены в таблице 1.

Изучение интенсивности роста трех клонов штамма Bacillus sp. ТУ5 после обработки мутагенным фактором (ультрафиолетовым облучением) воздействие физического мутагенного фактора (ультрафиолетового облучения) изменяет уровень накопления биомассы бактерий в жидкой питательной среде. Экспозиция в течение 8 мин приводит к увеличению концентрации клеток в суспензии. Наибольшая интенсивность роста обнаружена у клона №2 (превышение оптической плотности суспензии по сравнению с контролем на 134%). Ультрафиолетовое облучение культуры в течение 12 мин приводит к снижению уровня накопления биомассы по сравнению с исходной культурой штамма. Высокопродуктивный клон (№2) является перспективным для дальнейших исследований с целью создания бактериального препарата, эффективно разлагающего загрязнения сточной воды кожевенных производств.

1. Душин Б.М., Григорьева В.И., Фридман Л.А. Методы очистки сточных вод кожевенных заводов. М., 1978. – 257 с.

2. Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований /Москва. - 1978. - 394 с.

3. Хоулта Дж. Крига Н. Снита П. Стейли Дж. Уильямса С. Определитель бактерий Берджи. Т.2. – Москва. - 1997. - 368 с.

РОЛЬ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ПОЛИМЕРОВ В РЕШЕНИИ

ГЛОБАЛЬНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

Семенов (1896-1986 г.г.), на протяжении нескольких десятилетий возглавлявший кафедру химической кинетики в МГУ имени М.В.

Ломоносова. Представленные в настоящей работе результаты исследований связаны с выявлением особенностей радикально-цепных процессов образования высокомолекулярных соединений (ВМС), участвующих в решении глобальных проблем охраны окружающей среды.

Изучены кинетика и механизмы полимеризации виниловых мономеров в присутствии стабильных (долгоживущих) свободных радикалов. Ингибирование с их помощью реакций полимеризации и процессов старения полимеров позволяют снижать количество отходов, образующихся в условиях синтеза и хранения мономеров, а также в результате термо- и светоокислительной деструкции ВМС. Установлены механизмы элементарных стадий изученных реакций. Показано, что органические парамагнетики могут быть использованы также и при решении таких глобальных экологических проблем, как: 1) торможение нежелательных окислительных реакций, протекающих в биологических системах; 2) индикация радиоактивного загрязнения окружающей среды (изменение их цвета под воздействием радионуклидов); 3) определение количества пресной и минерализованной воды в месторождениях нефти.

Исследованы механизмы процессов получения полимерных дисперсий на основе (мет)акрилатов. Выявлены физико-химические условия, которые позволяют получать стабильные дисперсии (краски, лаки и т.п.) в отсутствие поверхностно-активных веществ (эмульгаторов), то есть обладающие повышенной экологической чистотой. Специфика элементарных реакций инициирования, роста и обрыва цепи, а также образование и формирование латексных частиц обусловлены водорастворимостью мономеров, особенностями их взаимосмешения и влиянием водной фазы.

Результатом исследований, связанных с реализацией решений Монреальского Протокола, явилась замена озоноразрушающих веществ на озонобезопасные. Вместо фреона-11, применяемого в качестве вспенивателя при получении жесткого пенополиуретана, являющегося теплоизоляцией в холодильных камерах и строительных конструкциях, была использована азеотропная смесь фреона-123 и фреона-141б. Преимущество данной разработки состоит еще и в том, что она не требует изменения известных технологических приемов и привлечения дополнительных химических соединений.

Известно, что для очистки природных сточных вод могут быть использованы флокулянты, наибольшую активность из которых имеет полиакриламид (ПАА). В связи с тем, что во многих странах (в том числе и в России) наблюдается дефицит акриламида (АА), были разработаны модификации синтеза ПАА-флокулянта путем использования акрилонитрила (АН) и серной кислоты и проведения реакций гидролиза и полимеризации.

Оказалось, что в присутствии радикального инициатора полимеризации и серной кислоты возможно одновременное участие АН в этих двух процессах, и по мере образования АА из АН начинается их совместная полимеризация.

Установлено влияние природы и концентрации инициатора, температуры, продолжительности указанных реакций на количество полимера, содержащегося в конечном продукте, а также на его водорастворимость и флокулирующие свойства. Найдены оптимальные условия синтеза высокомолекулярного флокулянта по малоотходной технологии (в одну или две стадии без выделения промежуточных продуктов).

Проведен анализ некоторых перспективных методов медикобиологического мониторинга окружающей среды. Установлено, что приоритетным направлением в изучении состояния окружающей среды и здоровья человека являются разработка и внедрение в лабораторную практику иммунохимических методов анализа незначительных количеств ксенобиотиков в воздухе, воде, почве, пищевых продуктах и биологических жидкостях (слюна, кровь, моча). Наиболее широко распространен иммуноферментный анализ, основанный на реакции специфического связывания антител с антигеном. Этот метод является надежным при количественном обнаружении в объектах окружающей среды следов полиароматических углеводородов, полихлорированных бифенилов, тяжелых металлов, пестицидов и гербицидов. Другим важным направлением являются биосенсорные технологии мониторинга следовых количеств органических соединений в матрицах окружающей среды и биологических жидкостях. В основе концепции биосенсоров лежит принцип «биологического узнавания», который в соответствующих устройствах реализуется такими механизмами функционирования биосенсорных компонентов, как биокатализ – ферменты, биоаффинность – антитела, рецепторы, нуклеиновые кислоты. Указанные направления характеризуются высокой эколого-экономической эффективностью.

ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

К настоящему времени по данной проблеме проведено значительное число научных исследований, направленных на выявление влияния загрязнения окружающей среды на состояние здоровья населения. В большинстве случаев выявлялась связь между концентрациями вредных веществ и заболеваемостью населения. Вместе с тем, весьма важны оценка реакции организма на действие вредных примесей в районах с различной степенью экологической обстановки, установление степени зависимости и силы влияния каждого из экологических факторов на изменение состояния здоровья населения в конкретных условиях. Подобная проблема стала одной из острых тем Ставропольского края.

Ставропольский край – аграрно-индустриальный регион России, на территории которого насчитывается 19 малых и средних городов и более 6000 предприятий промышленности, транспорта, связи, сельского хозяйства, пищевой промышленности и коммунально-бытового назначения, являющихся основными источниками загрязнения атмосферного воздуха (рис. 1). К основным загрязняющим веществам, содержащимся в воздушной среде, относятся оксиды азота (30,0%) и углеводороды (25%).

Рис. 1. Количество предприятий в Ставропольском крае в 2008-2010 гг.

На территории Изобильненского и Нефтекумского районов, городов:

Невинномысск, Буденновск, Ставрополь, где сосредоточены основные отрасли промышленности, такие как электроэнергетика, машиностроение, химическая и пищевая промышленности, наблюдаются наиболее высокие концентрации выбросов вредных веществ в окружающую среду. На каждый квадратный километр территории Ставропольского края в год выбрасывается более 6,3 тыс. тонн загрязняющих веществ. При этом основное количество промышленных выбросов приходится на города Невинномысск (80,4 кг/чел), Буденновск (70,4 кг/чел), Минеральных Воды (16,5 кг/чел), Ставрополь (9, кг/чел) [1].

Кроме промышленных предприятий, на состояние окружающей среды оказывает влияние автотранспорт. Автотранспорт Ставропольского края преимущественно использует неэтилированный бензин. По сравнению с общей долей легкового и грузового транспорта, в крае сократилось количество автобусов на 1,4%. Однако экологический ущерб от автотранспорта огромен и проявляется непосредственно во многих явлениях:

загрязнение почвы, воды, атмосферы, Автотранспорт создает шумовые и энергетические загрязнения (табл. 1). Таким образом, экологическая ситуация в ряде городов Ставропольского края остается напряженной и приводит к значительному ухудшению здоровья и резким изменениям демографических показателей населения.

Основные загрязнители атмосферного воздуха автотранспортом соединения Так, в большинстве районов края наблюдаются высокие показатели смертности (Буденновский, Апанасенковский, Ипатовский, г. Невинномысск и др.). В этих территориях уровень заболеваемости имеет тенденцию к росту (25-30%) практически во всех возрастных группах населения и по большинству классов болезней, особенно бронхиальной астмой, аллергией, болезнями желудочно-кишечного тракта и т. д.[3].

В связи с тем, что в крае размещаются предприятия, использующие технологические процессы с применением канцерогенных веществ (хрома, никеля, свинца, формальдегида и др.), санитарно-эпидемиологической службой проводится экологический мониторинг состояния окружающей природной среды, позволяющий контролировать деятельность всех предприятий и организаций независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности.

Действующее законодательство предоставляет гражданам право на благоприятную окружающую среду, возмещение ущерба, причиненного здоровью или имуществу гражданина экологическими правонарушениями.

Однако нет ни одного факта обращения граждан в правоохранительные органы и суды с иском о возмещении вреда, причиненного жизни, здоровью или собственности граждан в результате нарушений природоохранного законодательства. Это свидетельствует о том что:

• в крае не сложилась система эколого-правового просвещения с использованием потенциала общественных экологических объединений, организаций и средств массовой информации;

• не действуют эффективные механизмы защиты прав граждан на здоровую окружающую среду и экологически безопасные работу и жилье;

• не созданы общественные институты оказания экологическоюридической помощи с использованием правовых возможностей экологических общественных организаций;

• не реализуются права граждан и общественности на информацию о состоянии окружающей природной среды.

Таким образом, экологическая ситуация в крае подошла к той критической черте, за которой происходит не только нанесение вреда здоровью людей, но и разрушение генофонда, и тем самым угроза его самоуничтожения. Для этого необходима масштабная государственная политика экологической безопасности, в которой будут учтены все факторы разрушительного воздействия на среду обитания человека.

1. Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Ставропольском крае в 2010 году» // Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Ставропольскому краю. – Ставрополь, 2011. – 201с.

2. Сидоренко Г.И., Кутепов Е.Н. Приоритетные направления научных исследований по проблемам оценки и прогнозирования влияния факторов риска на здоровье населения // Гигиена и санитария. – 1994. – № 8. – С.3–5.

3. stavstat.ru. – Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Ставропольскому краю.

ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ВОЛГОГРАДА

ТЯЖЁЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Для оценки антропогенной нагрузки были определено содержание валовых и подвижных формы тяжелых металлов в гумусовых горизонтах почв исследуемых объектов. Отбор почвенных образцов проведён согласно существующим ГОСТам. Анализы почв проводились в ИЦ ФГУ «ЦАС Волгоградский». Атомно-адсорбционным методом определяли валовое содержание Pb, Cd, Zn, Co на приборе «СПЕКТР-5», а содержание Hg – на приборе «Юлия-МК». Подвижные кислоторастворимые формы тяжёлых металлов определяли в вытяжках 1М HNO 3 с pH 4,8 методом экстракции.

Полученные результаты представлены в таблицах 1-2.

Валовое содержание тяжёлых металлов в почвах, мг/кг «Волгограднефтемаш»

По данным таблицы 1 видно, что Zn практически втрое превышает ПДК в почвах ОАО «Волгограднефтемаш» и СЗЗ «Химпром», вдвое – в почвах УНПЦ «Горная поляна», в 1,4 раза – в почве УНПЦ «Горная поляна»

и только в почве Купоросной балки меньше ПДК. Валовое содержание Pb в два раза превышает норматив в почве ОАО «Волгограднефтемаш», в почвах остальных объектов ниже установленного ПДК. Концентрация валовой формы Co выше ПДК в 1,6 раза в почве ОАО «Химпром», в его санитарнозащитной зоне соответствует нормативу. Превышение установленного норматива для Cd в 1,6 раза отмечено только в почве санитарно-защитной зоне ОАО «Химпром». Валовая доля Hg в 20 и более раз ниже ПДК в почвах всех изучаемых объектов. В почве ОАО «Волгограднефтемаш» наибольшее накопление Pb (60,8 мг/кг), Zn (165,2), повышенная аккумуляция Cd (0,16), в почвах ОАО «Химпром» и его СЗЗ максимальна доля Cd (0,19 мг/кг), Со (7,8), Hg (0,124), Zn (157,5, СЗЗ). Отчетливо видно наименьшее содержание Pb, Zn, Hg и Cd в почве Купоросной балки. Очевидно, что максимальное содержание валовых форм тяжелых металлов в окрестностях промышленных предприятий.

Нами впервые была определена доля подвижных форм тяжелых металлов в почвах урболандшафтов Волгограда, сведения о которых приведены в табл. 2.

Содержание тяжёлых металлов в подвижной форме в почвах Превышение ПДК подвижной формы Zn повсеместно, особенно в почве ОАО «Волгограднефтемаш» (в 5,9 раза) и почти в 4 раза в почвах СЗЗ ОАО «Химпром» и УНПЦ «Горная поляна». Превышение подвижных форм Pb в 2,5-3 раза отмечено соответственно в почвах ОАО «Химпром» и его СЗЗ. Доля подвижного Cd превышает ПДК в 1,2 раза. Наименьшая аккумуляция подвижных форм Pb (7,42 мг/кг) и Cd (0,08) выявлено в почве УНПЦ «Горная поляна», Со (1,32) – в ОАО «Волгограднефтемаш».

Концентрация подвижных форм Со во всех почвах значительно ниже нормы.

Концентрация подвижных форм тяжелых металлов также, как и их валовых форм наибольшая на территории и в окрестностях промышленных предприятий.

Более чёткое представление о миграции тяжёлых металлов и их соединений даёт степень подвижности, которую определяли по формуле:

Sп – степень подвижности ТМ, %; ТМп, ТМв – содержание ТМ в подвижной и валовой формах соответственно, мг/кг.

Ниже приведен расчет степени подвижности тяжелых металлов в почвах исследуемых объектов (табл. 3).

Степень подвижности тяжелых металлов в почвах, % Степень подвижности очень высока – до 94,8 %. Высокая миграционная способность тяжёлых металлов свидетельствует об опасности загрязнения почвенного профиля и сопредельных сред поллютантами, а также об увеличении ареала загрязнения почвенного профиля. Это свидетельствует о необходимости организации мониторинга почв урболандшафтов.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ И РАЦИОНАЛЬНОЕ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ

РЕСПУБЛИКИ КОМИ

ОАО «Воркутауголь» в целях повышения уровня безопасности производства и сокращения вредных выбросов в атмосферу проводит работу по дегазации пластов и утилизации каптируемого на поверхность метана. В компании работают стационарные вакуум-насосные станции на метановоздушной смеси, извлекаемой из выемочных участков выработанного пространства шахт. ОАО «Воркутауголь» в 2010 г.

приступило к строительству газогенераторной теплоэлектростанции на шахтном метане.

Газо-поршневая электростанция будет построена на шахте «Северная».

По проекту мощность станции составляет 16 МВт и будет способна на выработку 16 Гкал тепла в час. Ввод станции в эксплуатацию позволит значительно снизить затраты на тепло- и электроэнергию, уменьшив зависимость предприятия от роста тарифов. Работа станции будет способствовать также повышению уровня промышленной безопасности шахты «Северная», существенно сократит выброс метана в атмосферу.

Закончена реконструкция на УОФ «Северная». Принято решение о реконструкции обогатительной фабрики шахты «Воркутинская», что позволит не только повысить надежность работы оборудования и сократить число простоев, но и увеличить выпуск угольного концентрата. В 2010 г.

завершена реконструкция флото-фильтровального отделения ЦОФ «Печорская», что позволило увеличить выход концентрата на 2 %.

ОАО «Боксит Тимана» успешно осуществляет работы по внедрению нового способа добычи бокситов на Средне-Тиманском руднике.

Традиционный буро-взрывной способ имеет ряд существенных недостатков – он вызывает нарекания со стороны экологов и ведет к ненужному увеличению степени разубоживания добываемого сырья. Поэтому ОАО «Боксит Тимана» систематически проводит работы по внедрению на руднике новых техники и технологий, призванных обеспечить качественно новый и более производительный уровень добычи и первичной технологической подготовки бокситовой руды. Изготовление фрезерного комбайна МТС «Манн Такраф» фирмы TAKRAF, было осуществлено под северные условия нашего региона и особенности добываемой на этом руднике бокситовой руды. В этом уникальность этого проекта, когда самой добывающей компанией совместно с ведущей фирмой-изготовителем оборудования была заказана, опробована на практике и модернизирована под нужды конкретного добычного производства современная горно-добывающая техника.

Внедрение этого проекта позволит добиться существенного снижение негативного воздействия на окружающую среду.

Создание боксито-глиноземного комплекса – является одной из стратегических задач Правительства Республики Коми. Полная реализация глиноземного проекта в итоге «подарит» республике более 50 млн. т «красных шламов», захороненных навечно в шламохранилище завода.

Однако эти отходы могут представлять из себя долгосрочный, крупнообъемный, однородный по составу и технологически подготовленный (перемолотый) перерабатывающей промышленности, в т.ч. и строительной (наполнители для бетонных и строительных смесей, компоненты строительных блоков, дорожных покрытий и т.п.). Постановка работы по утилизации отходов глиноземного производства в республике могла бы в корне изменить существующий в настоящее время подход к проблеме «красных шламов»

СГЗ: вместо их захоронения и последующего многолетнего мониторинга за состоянием шламохранилищ – полное использование этих отходов с производством целого комплекса полезной продукции и устранение возможных экологических последствий вечного захоронения красных шламов в результате нештатных ситуаций.

Переработка отходов угледобычи в последнее время получила новую направленность в нашей республике. До сих пор породы угольных отвалов использовались для отсыпки дорог и промплощадок.

направленный на создание нового промышленного производства на территории МО ГО «Воркута». Целью проекта является комплексная переработка породных отвалов угледобывающих предприятий с получением высоко востребованной товарной продукции.

Технологический процесс переработки исходного сырья в товарную продукцию основан на авторской методике. Предполагается осуществлять переработку 50 000 тонн сырья (породных отвалов) в год. Общий объем произведенной продукции составит 35 000 тонн в год.

Инициатором проекта успешно проведены научно-исследовательские работы по анализу и генерации технологической цепочки с получением образцов товарной продукции, выполнены технико-экономическое обоснование географического размещения производства и выбор производственной площадки в г. Воркуте, проведен маркетинговый анализ потенциальных рынков сбыта продукции в Российской Федерации.

Предложенный ООО «Регион-11» инвестиционный проект опирается на опробованную инициатором проекта технологию по переработке отходов угледобычи и углеобогащения (угольных шламов) с производством востребованной продукции – угольных брикетов.

К положительным сторонам инвестпроекта следует отнести:

- утилизацию большеобъемных и многолетних отходов угольного производства Воркутинского района, что, безусловно, благоприятно скажется на улучшении экологической обстановки в части снижения отрицательного воздействия на окружающую среду района и уменьшения объемов накопленных промышленных отходов;

- организацию дополнительных рабочих мест в Воркутинском районе (55 единиц).

Проектная мощность производства – 32 660 т угольных брикетов в год.

Брикеты предназначены для использования в печном отоплении, а также для отопления зданий с децентральзованным теплоснабжением.

Применение методов увеличения нефтеотдачи. На месторождениях Тимано-Печорской провинции в 2010 г. применены физические, химические, гидродинамические методы увеличения нефтеотдачи, проведены зарезки вторых стволов, а также бурение горизонтальных стволов. Наиболее эффективными признаны бурение горизонтальных скважин, зарезки вторых стволов, гидроразрыв пласта, переводы на другой объект.

В 2010 г. проведено 604 скважино-операции, в том числе оптимизация работы скважин – 306, обработка призабойной зоны – 102, годроразрыв пласта – 23, приобщение пластов, перевод на другие горизонты – 84, мероприятия по нагнетательному фонду – 146. В результате проведенных мероприятий дополнительная добыча нефти составила 825,71 тыс. т, газа – 32,755 тыс. т, конденсата – 8,457 тыс. т.

СПОСОБ ВЫЖИВАНИЯ БАКТЕРИЙ В РТУТЬСОДЕРЖАЩИХ

ОТХОДАХ ЗОЛОТОДОБЫЧИ

Рис.1 Сканирующая электронная микроскопия препаратов- отпечатков из отходов золотодобычи: а- множественные ЭТ, иммобилизованные в отмеченную стрелкой биопленку. Короткая стрелка указывает на свободно расположенные ЭТ и палочковидную бактерию (х 3800); б- ЭТ и не разделившиеся палочковидные бактерии в отмеченной стрелками биопленке (х 4500). Двойная стрелка указывает на деление ЭТ ЭТ располагаются в микроколониях обособленно, парами или небольшими скоплениями с вариациями численности в полях зрения от единиц до многих десятков, даже превышают сотню. Они характеризуются электронной плотностью, сферической и овальной формой, четкими ровными контурами и диаметром от 0,15 до 0,4 мкм. Среди них выделяются размножающиеся (репродуцирующие) и не репродуцирующие ЭТ.

Количество репродуцирующих ЭТ небольшое, зато они делятся неравномерно пополам либо, что чаще, почкованием. При этом образуются дочерние особи меньшего размера, по мере созревания которых популяция ЭТ возрастает. Способы размножения ЭТ свидетельствуют о том, что они: а) не вирусы; б) жизнеспособны; в) метаболически активны; г) функционирующие; д) резистентны к экстремальным факторам среды обитания. То есть, являются глубоко измененными клетками бактерий.

Такого же генезиса ЭТ второго типа, хотя по результатам просмотров препаратов- отпечатков судить об их функциональном состоянии сложно.

Не исключено, что они пребывают в так называемом «физиологическом покое».

Одновременно некоторая часть ЭТ агрегирует с формированием различной величины и формы конгломератов (микроколоний), состоящих из функционирующих и не функционирующих клеток. Обращает также внимание, что при делении палочковидных клеток, входящих в состав смешанных микроколоний, дочерние особи не расходятся, а образуют неодинаковой длины и ширины нити. Они не имеют отростков и не ветвятся, чем отличаются от мицелия грибов. Поэтому такие нити расцениваются как форма несбалансированного роста бактерий.

По электронной плотности, форме, размерам и способам репродукции ЭТ, их конгломераты, дочерние особи и палочковидные клетки соответствуют морфогенезу L-форм бактерий [1], широко распространенных в природе. ЭТ L-форм обладают замедленным метаболизмом, способностью увеличиваться в размерах, резистентностью к высокой температуре (+90 оС в течение 1- 2 часов) и высыханию (до 10 лет). Но не культивируются на рутинных питательных средах и не выявляются биохимическими методами.

При благоприятных условиях L-формы могут реверсировать в бактерии с полноценной клеточной стенкой и исполнять присущие их виду функции.

Таким образом, в многолетних геотехногенных отходах золотодобычи бактерии обитают в виде культивируемых и не культивируемых Lтрансформантов, объединенных биопленкой в многовидовые гетерогенные сообщества. Этот эффективный механизм защищает бактерии от физических, химических и биологический стрессоров, гарантирует им выживание, функционирование и видовую сохранность. Предполагается, что с улучшением обстановки в биотопе (увлажнение, удаление водорастворимых токсичных металлов, приток трофических и энергетических ресурсов и т.д.) репродуцирующие ЭТ и палочковидные клетки начинают реверсировать в исходные бактериальные формы. Именно ревертанты осуществляют деструкцию минералов, круговорот химических элементов, участвуют в процессах почвообразования и приобретают способность к росту на питательных средах. В отличие от них не репродуцирующие клетки остаются в «спящем» состоянии, которое продолжается до тех пор, пока в месте локализации не возникнет новая жизнеобеспечивающая ситуация.

Следовательно, морфо- структурная организация бактерий изменяется в соответствии с циклами, происходящими в такой экосистеме как многолетние отходы золотодобычи. И в заключение добавим, что результаты исследований не только объясняют механизм выживаний бактерий в аномальной среде, но и наглядно показывают, почему бактериологическими методами из биотопов в культуру выделяется гораздо меньшее их количество, чем реальная численность.

1. Елисеева И.В., Бабич Е.М., Волянский Ю.Л. и др. О роли латентных, трудно культивируемых и некультивируемых персистентных бактерий в патологии человека // Аннали Мечнiвського Iнституту. – 2006. – № 1. – С.

12-44.

2. Катола В.М. Упрощенный способ наблюдения за естественным состоянием микроорганизмов в сканирующем электронном микроскопе // Генезис месторождений золота и методы добычи благородных металлов. Материалы Международ. конф. 28 – 30 авг. 2000 г. – Благовещенск, 2001. – С. 228- 230.

РТУТЬ В ЭКОСИСТЕМАХ Г. БЛАГОВЕЩЕНСКА И

ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ ДЕТЕЙ И ВЗРОСЛЫХ

Во время отопительного сезона доминирующими загрязнителями окружающей среды Благовещенска являются ТЭЦ, мелкие котельные и бытовой сектор, транспортирующие, складирующие и сжигающие богатый ртутью (до 1 г/т) бурый уголь местных месторождений. При средней уровне ртути в атмосфере 0,5-2 нг/м3 [3] ее содержание в приземном воздухе вокруг ТЭЦ составляет 6,8 нг/м3, в городских парках = 5,3- 6,3 нг/м3, на кольцевой дороге = 2,7 нг/м3, участках главных улиц = 7,5 нг/м3. Но более информативными оказались исследования снежного покрова, взятого в некоторых городских кварталах с глубины 10- 20 см – наряду с ртутью (7,4нг/м3) в нем обнаружены медь (1100-1130 нг/м3), цинк (3500-9300 нг/м3), свинец (300- 980 нг/м3) и кадмий (31-32 нг/м3). Это служит свидетельствует о том, что в составе загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, содержится комплекс токсичных металлов, циркулирующих в ней и выпадающих из нее «мокрым» путем в разных количествах и соотношениях.