WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 12 |

Результаты настоящегоисследования показали, что сезонныевсплески численности синезеленыхводорослей в Куйбышевском водохранилище вавгусте-сентябре на уровне 602,8-951,7 тыс. кл/млв 6-9 раз превышает установленный ВОЗпредельный, критический уровень. Этовлечет за собой принятие дополнительныхмер по очистке воды или обеспечениюнаселения альтернативными источникамипитьевой воды (Eutrophication and health…, 2002; Harmfulcyanobacteria, 2005).


Глава 4.подходы к экологическому нормированиюсодержания загрязняющих веществ в воде идонных отложениях

4.1.Нормирование содержания загрязняющихвеществ в донных отложениях

Актуальность вопросунормирования качественного состава донныхотложений придает отсутствиеотечественных стандартов, что усложняетпроблему оценки риска вторичногозагрязнения воды. Существует несколькоподходов к нормированию содержаниятоксикантов в донных отложениях, в основекоторых лежит использование фоновыхконцентраций (Persaud et al., 1993), интервалов (либопредельных уровней) негативноговоздействия на гидробионтов (Long, Morgan, 1991;Ingersoll et al., 1996; Cubbage et al., 1997), а также процессысорбции или равновесного распределениязагрязняющих веществ между взвешеннымивеществами и донными отложениями (Di Toro et al.,1991; Van Der Kooij et al, 1991; NYSDEC, 1994; EPA 823-R-97-006, 1997a; Wepeneret al, 2000). В России можно отметить работы,связанные с разработкой экологическихнормативов содержания индивидуальныхсоединений в донных отложениях, сиспользованием геохимического (Фрумин идр., 1998; Даувальтер, 2001; Бреховских и др., 2002)и токсикологического (Петрова, 1988;Томилина, 2000; Михайлова, 2006) подходов.

На базе собственныхэкспериментов и опубликованных влитературе данных, полученных в период с 1993по 2001гг. (Волга: независимые исследования..,1994; Андреев и др., 2001; Иванов, 2001), определенызначения среднего содержания металлов в донныхотложениях разного типа. Приведенные втабл. 12 значения могут рассматриваться какфоновые (СФ), т.е.характеризующие современныйгеохимический «фон» металлов в илистых ипесчаных ДО и могут служить критерием дляориентации по значению нижней границынормативного содержания металлов в донныхотложениях разного типа.

Таблица 12. Нормативысодержания (мг/кг) элементов в донныхотложениях, рассчитанные различнымиметодами

Элемент

СФ

СТ

СРР

ПДУДО

песок

ил

песок

ил

песок

ил

Cu

4,80

19,97

<5,05

<31,72

0,47

5,0

32

Cd

0,55

1,10

<0,57

<2,20

0,22

0,6

2,2

Pb

4,28

17,06

<4,05

<17,68

30,60

4,3

18

As

-

-

-

-

18,33

-

-

Zn

23,62

60,05

<73,39

<104,67

19,93

73

105

Cr

6,43

23,27

<7,43

<56,33

37,33

7

37

Со

4,73

9,98

<4,98

<12,90

15,60

5

13

Ni

16,80

47,53

<21,34

<52,89

14,00

21

53

Hg

0,005

0,045

<0,005

<0,46

0,04

0,005

0,05

Примечание. СФ – фоновыеконцентрации металлов; СТ–токсикологически толерантнаяконцентрация, выше которой вероятностьпроявления токсического эффекта нагидробионтах высока (по даннымтоксикологического скрининга донныхотложений); СРР – рассчитанныйуровень концентрации элементов методомравновесного распределения веществ;ПДУДО – обобщенныйнорматив содержания элементов в донныхотложениях; прочерк – отсутствие данных

Вцеляхнормирования качественногосостава донных отложений используется экспериментально-расчетныйбиогеохимический подход, основанный научете миграционных потоков токсикантаи егораспределения в системе «донные отложения -взвешенныевещества - вода–биота» попринципу «равновесного» распределения(DiToro et al., 1987; Shea, 1988; Van Der Kooij et al., 1991; ToxicologicalBenchmarks …, 1997;Wepener, 2000; Strategy for water quality …,2002).Распределение токсиканта в системе«взвешенные вещества - вода - донныеотложения» описывается через коэффициентыпереноса Ктв иКТД,представляющие собой отношение содержаниятоксиканта в твердой фазе взвешенныхчастиц и в воде (Ктв), в твердой фазевзвешенных частиц и донных отложениях(КТД). Через этикоэффициенты можно выразить взаимосвязьмежду концентрацией вещества в воде и егосодержанием в донных отложениях повыражению: СДО = (1).

Концентрация (СВ)вещества в воде может быть также выражена ичерез параметры системы «вода - биота -человек».Распределение токсиканта в системе «вода -рыба»описывается через коэффициентбиологического поглощения (), и, объединив выражения, получаем:= (2).

Для того, чтобысодержание (СДО) токсиканта вдонных отложениях приобрело смыслнорматива для донных отложений (СДО =ПДУДО),соответствующие концентрации СВ иСР выразили через их нормативноесодержание (СВ=ПДКВ, СР=ПДКР) стем, чтобы не были нарушены нормативы егосодержания в воде - по водно-миграционномупризнаку вредности (ур.1) и в мышцахпромысловых рыб - по способности вещества ктранслокации в организмы рыб (ур. 2). Такимобразом, учет двух механизмов воздействиязагрязняющих веществ в составе донныхотложений на гидробионтов (через воду) и начеловека (через рыбу) позволяет рассчитатьдля каждого токсиканта два типа пороговыхконцентраций в донных отложениях: первый -по наибольшей не действующей нагидробионтов концентрации токсиканта вводе и второй -по способности вещества к накоплению врыбах (мышцы). За нормативную величинуСРР в соответствии с принципомлимитирующего признака вредностипринимали минимальную из двухрассчитанных пороговых величин (табл.12). Для учета эффекта суммациидействия металлов были такжеиспользованы результатытоксикологических лабораторныхэкспериментов (СТ).

Значения ПДУДО, полученныеэкспериментально-расчетным итоксикологическим методами, для рядаметаллов (Co, Hg)практически соизмеримы. Для Crцелесообразно использовать нормативыПДУДО,определенные экспериментально-расчетнымспособом, как более жесткие в сравнении стоксикологическими; для Pb, напротив, – расчетныезначения ПДУДО значительно вышетоксикологических, поэтому выбор сделан впользу токсикологически толерантныхзначений. Для целей оценкиуровня загрязнения донныхотложений целесообразно использоватьсоответствующие нормативы в зависимостиот типа грунта: ПДУП – дляоценки уровня загрязнения песчаных проб;ПДУИЛ - дляоценки уровня загрязнения илистых проб.

Предложенные нормативыкачества донных отложений, безусловно,носят региональный характер. Тем не менее,по порядку величин они практическиукладываются в диапазоны значений,определенных теми или иными способами длядонных отложений равнинных водоемовразличных стран (Slooff et al., 1989; Code..., 1990; Guide...,1991; Australian..., 1992; Topfer, 1992; Janus, 1993; Ecotox …, 1996) (помышьяку, кадмию и никелю), либо близки книжнему пределу соответствующих значений(по большинству рассмотренных металлов)(рис. 21).

Загрязнение донныхотложений Куйбышевского водохранилищаорганическими токсикантами носитлокальный характер и приурочено кконкретным источникам загрязнения, что непозволяет использовать для нормированияих содержания геохимический метод.Исключение из предложенной системынормирования токсикологическихэкспериментов в данном случае связано сосложностью интерпретации результатов всилу наложения токсических эффектов состороны как упомянутых ксенобиотиков, таки соединений природного происхождения вреальных образцах донных отложений.Поэтому в основе нормирования содержанияпестицидов и бенз(а)пирена в донныхотложениях использованэкспериментально-расчетный методравновесного распределения. Процедуранормирования основывалась на учететоксичности соединений (NOEC) ифизико-химических свойств, выраженныхчерез коэффициент (КOW) распределения всистеме «октанол-вода», характеризующийспособность накопления токсиканта вжировой ткани, а следовательно, испособность к накоплению в рыбе) (Di Toro et al., 1991; Van Der Kooij etal., 1991; EPA-823-R-00001; Анохина, 2004).

Рис. 21. Нормативноесодержание (ПДУДО - горизонтальная линия) металлов имышьяка в донных отложениях Куйбышевскоговодохранилища в сравнении с диапазономзначений опубликованных зарубежныхнормативов для донных отложенийпресноводных систем (в логарифмическихкоординатах)

Для учета региональныхособенностей применяли экспериментальныйпоказатель fOC– коэффициент,характеризующий содержание органическогоуглерода во взвешенном веществе воды(fOC = (СООУ-СРОУ)/СВЗВ,где СООУ - содержаниеобщего органического углерода (мг/л);СРОУ - содержание растворенногоорганического углерода (мг/л); СВЗВ– содержаниевзвешенных веществ (мг/л)). На основесобственных результатов было рассчитанозначение fOC = 0,15.Исходя из эмпирически полученного иописанного в литературе (Di Toro et al., 1991; Van DerKooij et al., 1991; EPA-823-R-00001) отношения содержанияорганического вещества во взвешенномвеществе и седиментах, равного 2,определили значение fДO = 0,15/2 =0,075. Отсюдадопустимое значение содержание токсикантав донных отложениях рассчитывали поформуле:

ПДУДОi = NOECifДO ·КOWi 10-0,21 (3).

Такой способ расчетадопустимого уровня содержания токсикантав донных отложениях, основанный на егофизико-химических свойствах (QSAR), как отмечается влитературе (Kalf et al., 1997), для многихсоединений дает завышенные результаты посравнению с экспериментальным,токсикологическим определениемминимальной недействующей концентрации.Так, было показано (Kalf et al., 1997), что для такихвеществ как, бенз(а)пирен, флюорантен,фенантрен и др., отношение NOECQSAR кNOECэкспсоставляет 1,1 – 133. Поэтому для корректировкиданных, полученных расчетным методом, былвведен поправочный коэффициент, равный 100,который, кроме того, позволяет учестьэффект суммации.

Другой способ расчета(ур. 4) допустимого уровня содержаниятоксиканта в донных отложениях основан напрогнозе его способности к накоплению вбиоте и концентрированию по пищевой цепи(Di Toro et al., 1991). Для того, чтобы учестьфактор биоаккумуляции, можновоспользоваться взятыми из литературызначениями коэффициентов биологическогопоглощения (КБП) исанитарно-гигиеническими нормативами(СанПИН 2.3.2.1078-01) содержания вещества впродуктах питания (в рыбе).

Тогда ПДУДОi = (СРi/КБПi)fДO ·КOWi10-0,21 (4).

Результаты расчетовпредельно допустимого уровня содержаниятоксикантов в донных отложениях,полученные двумя описанными методами,представлены в табл. 13. Для использования вцелях оценки уровня загрязнения донныхотложений следует использоватьминимальные значения из рассчитанныхдвумя методами.

Таблица 13. Нормативысодержания ряда органических загрязняющихвеществ в донных отложениях, рассчитанныеэкспериментально-расчетным методом поводно-миграционному (СДО1) итранслокационному врыбу (СДО2) лимитирующимпризнакам вредности, и предложенныезначения ПДУДО

Токсикант

logKOW

Мол.масса

NOEC/100

(моль/л)

СДО1

(мг/кг)

ПДКP

(мг/кг)

КБП

СДО2

(мг/кг)

ПДУДО

(мг/кг)

ДДТ

6,71

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 12 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»