 |
Теоретическое и практическое значение работы.
|
|
|
|
Полученная в ходе диссертационного исследования информация о формировании качественного состава вод поверхностных водоёмов, расположенных в городской среде были переданы в службу природопользования по Астраханской области. Результаты исследований применялись при разработке мероприятий по реконструкции водоемов МУП по эксплуатации гидротехнических и гражданских сооружений г. Астрахани. Впервые проведена оценка состояния внутренних водоёмов г. Астрахани, что является основой для составления экологических паспортов водных объектов. Полученные в ходе исследования данные использованы при нормировании качества природной среды с учетом климатических условий Материалы исследований использованы и при разработке рабочих программ и лекционных курсов по следующим дисциплинам: «Гидробиология и водная экология», «Экология Астраханского края», «Гидрохимия». Автор принял активное участие в структурном проекте «Чистые берега, чистая вода»(2004).
Апробация работы. Основные положения, научные и экспериментальные результаты докладывались и обсуждались на VII Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы Бассейна Каспийского моря» в г. Астрахань (2004); Всероссийской научной конференции «География и экология регионов России» в г. Великий Новгород (2005); III Международной научной конференции «Россия и Восток. Обучающее общество и социально-устойчивое развитие Каспийского региона» г. Астрахань (2005); Всероссийской научной конференции «Современные аспекты экологии и экологического образования» в г. Казань (2005); VIII Международной научной конференции «Эколого-биологические проблемы Бассейна Каспийского моря» в г. Астрахань (2005); Международной научной конференции к 450-летию со дня основания Астрахани «Великие реки и мировые цивилизации» в г. Астрахань (2006); Всероссийской научно-практической конференции «Водные ресурсы Волги: настоящее и будущее, проблемы управления» в г. Астрахань (2007, 2008); II Международной научно-практической конференции «Туризм и рекреация: инновации и ГИС-технологии» (2009).
|
|
|
По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, из них 1- в издании, рекомендованных ВАК.
Личный вклад автора заключается в сборе и статистической обработке полученных в ходе полевых исследований данных, оптимизации методических подходов и анализе результатов, формулировании выводов и разработке практических рекомендаций по оценке загрязнения водоемов в условиях городской среды.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, приложения. Объем диссертации составляет 186 страниц машинописного текста, включая приложения, 38 рисунков, 15 таблиц. Список литературы, использованной в работе, состоит из 125 наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность исследования, определена проблема научного поиска, намечены теоретические и экспериментальные задачи, установлены объект и предмет исследования, показаны научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, сформулированы положения, выносимые на защиту, раскрыты этапы и методы исследования.
В первой главе «Природные условия г. Астрахани» раскрыты географические особенности урбанизированных территорий на примере г. Астрахань, дана характеристика климата, подземных и поверхностных вод, а так же почвы и биоты.
Водные объекты играют важную роль в формировании урбанистического ландшафта в современном городе, где они должны выполнять рекреационную, эстетическую и экологическую функции. К сожалению, вместо этого под влиянием антропогенного пресса происходит деградация экосистем внутригородских водоемов, и даже полное исчезновение малых водотоков.
|
|
|
Гидрографическая сеть города представлена центральной частью дельты Волги, в пределах которой находится большое количество рукавов, протоков, ериков различной протяженности, ширины и глубины. В систему водоотведения включены малые водотоки - реки, ерики, пруды и р. Волга, которая является водоприемником практически для всех водотоков, формирующих свой сток на территории города.
Рассеченность города множеством рукавов и проток и определяет необходимость изучения качества воды аквальных комплексов, испытывающих большое антропогенное воздействие.
Индустриальный комплекс, представленный различными отраслями промышленности, безусловно, оказывает негативное воздействие на водные объекты, на которых в последнее десятилетие сложилась крайне неблагополучная экологическая ситуация, требующая принятия неотложных мер.
Во второй главе «Эколого-географическая характеристика районов исследования» представлена характеристика условийформирования гидрографической сети исследуемого географического района, морфометрические характеристики основных водотоков в пределах городской черты. Проводится анализ современной экологической ситуации в г. Астрахань. Дается геоэкологическая характеристика состояния бассейна дельты р. Волги и внутригородских водоемов, обозначены основные промышленные и хозяйственные загрязнители. Анализ состояния природной среды позволил определить характерные для исследуемой территории экологические проблемы и нарушения.
При оценке состояния урбанизированной территории и перспектив ее развития ключевое значение имеет состояние качества природных вод.
Повышенная плотность городской застройки, обилие торговых рынков и несанкционированных свалок, а также масштабное неорганизованное использование аквальных комплексов в рекреационных целях обусловили сильное антропогенное воздействие на качество воды исследуемых водоемов.
Город Астрахань располагается в низовьях р. Волги. Именно здесь концентрируются основные массы загрязняющих веществ, накапливающиеся не только в результате бесхозяйственной деятельности города, но и поступающие с жидким и твердым стоком с верховьев Волги.
|
|
|
Экологическое и санитарное состояние многих водных объектов города является неудовлетворительным, а некоторых - катастрофическим. Поллютанты, поступающие в поверхностные водные объекты, весьма многочисленны и разнообразны; основными загрязняющими веществами являются нефтепродукты, фенолы, легкоокисляемые органические вещества, соединения фосфора, азота, тяжелые металлы и токсичные химические вещества. Привносимые загрязняющие вещества провоцируют изменение химического состава воды, изменяя условия существования и функционирования биологических систем. Исходя из этого, является необходимым проведение оптимально организованного мониторинга состояния аквальных систем как основы для принятия правильных управленческих решений. В результате проведённого входе выполнения диссертационного проекта анализа использующихся методологических приёмов мониторинга было определено, что оптимальным способом оценки состояния внутригородских водных систем является синтез гидрохимических и гидробиологических методов исследования, наиболее объективно отражающих экологическую ситуацию.
В третьей главе «Определение качества природных вод внутригородских водоемов г. Астрахани гидробиологическими и гидрохимическими методами in vitro» приводится алгоритм, обоснование и результаты проведённых исследований. Мониторинговое обследование с использованием гармоничного сочетания методов биотестирования и гидрохимического анализа позволило определить основные параметры и природу загрязнения природных вод внутригородских водоемов. На основе полученных результатов были составлены тематические карты, отображающие результаты проведенных исследований, сделаны резюмирующие выводы.
Природные воды являются функционально сложной специфической средой, в которой состояние токсикантов и проявление их химической и биологической активности существенно отличается от экспериментальных моделей.
|
|
|
При изучении формирования качества природных поверхностных вод важным элементом является исследование происходящих изменений состава и характера функционирования водной биоты. Это объясняется, во-первых, тем, что гидробионты как отдельное сообщество водных животных позволяют проводить исследования на всех уровнях организации. Во-вторых, они обладают быстрой ответной реакцией на многие виды токсического загрязнения, что удобно фиксируется при проведении исследований. В-третьих, получаемая в ходе биотестирования классификация ответных реакций подопытных животных, в частности различные поведенческие реакции, позволяют разрабатывать экспресс-методы биотестирования, крайне необходимые для получения оперативных сведений о состоянии наблюдаемого объекта исследования и для разработки так называемых экологических норм предельно-допустимых концентраций (ПДК) различных загрязняющих веществ.
Биологические индикаторы позволяют оценить не только качество воды, но состояние водоема в целом - степень влияния загрязняющих и биогенных веществ на биоценозы, продуктивность, самоочищение. Реакция организмов – есть отражение кумулятивного действия предшествующих и настоящих условий. Тем самым метод биотестирования становится основой мероприятий по сохранению и защите водоемов и водотоков от загрязняющих и токсичных веществ антропогенного происхождения.
Тест-организмы весьма разнообразны и неодинаково чувствительны к токсическим вещества. Таким образом, для получения объективной и оперативной оценки качества как сточных, так и природных вод, включая питьевые, с помощью методов биотестирования рекомендуется использовать комплексный подход, т.е. применить одновременно несколько методов с тест-организмами из различных групп гидробионтов.
Необходимость постановки данной работы обусловлена практически полным отсутствием данных об эколого-токсикологическом состоянии внутригородских водоемов г. Астрахани. В ходе исследований проводилось биотестирование и гидрохимические анализы водной среды различных водных объектов Астрахани, основное внимание при этом уделено водным объектам, подвергающимся наиболее интенсивному антропогенному воздействию.
Материалом для написания данной главы послужили пятилетние исследования (2004 - 2008 гг.) природных вод внутригородских водоемов г. Астрахани, отобранные в разноудаленных друг от друга точках на исследуемых водоемах. Исследования проводились в лабораторных условиях.
Материал и методы исследования
|
|
|
Возможность правильной оценки водоема зависит от правильной рекогносцировки точек отбора проб, соблюдения методологии сбора натурного материала и применения существующих методов анализа. Для этого, при отборе проб воды из водных объектов г. Астрахани, к каждой отобранной пробе составлялся протокол экологического осмотра водоема.
Методы биотестирования
Основным принципом практического лабораторного биотестирования природных вод, явилось применение одновременно трех тест-организмов, представляющих разные трофические группы: водоросли (Scenedesmus quadricauda), дающие начало большинству пищевых цепей в водоеме; ракообразные (Daphnia magna Straus), один из основных фильтраторов и седиментаторов в пресных водоемах и представители ихтиофауны (Poecillia reticulata Peters).
Гидрохимические методы
Исследования химического состава проб воды осуществлялись в два этапа: полевые и лабораторные.
Отбор проб на гидрохимические и гидробиологические показатели проводился в соответствии с общепринятыми методиками.
|
|
|
