CC BY
81
УДК 574.64(470.56)(282)
Голинская Л.В., Кольчугина Г.Ф., Винокурова Н.В., Соловых Г.Н.
Оренбургская государственная медицинская академия E-mail:[email protected]
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РТУТИ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
Дана оценка состоянию некоторых пресноводных водотоков и водоемов Оренбургской области на основе содержания ртути в водной вытяжке донных отложений. Показано, что концентрации данного поллютанта превышают установленные нормативы.
Ключевые слова: донные отложения, водная вытяжка донных отложений, ртуть.
Антропогенная нагрузка на водные объекты Российской Федерации достигла столь высокого уровня, что проблема дефицита биологически полноценной воды стала центральной среди всех экологических проблем России [8]. Оренбургская область входит в число регионов с наибольшими выбросами вредных веществ [2], поэтому проблема загрязнения природной среды Оренбуржья на сегодня является особенно актуальной.
Донные отложения занимают особое место среди абиотических компонентов водных экосистем [5]. Они играют определяющую роль в формировании токсикологической ситуации в водоемах, депонируют многие микроэлементы и загрязняющие вещества [1], такие как тяжелые металлы, органические соединения природного и антропогенного происхождения и продукты их деструкции, радионуклеиды, пестициды и др., поэтому ДО могут рассматриваться в качестве информативного показателя качества вод. Накопление веществ в ДО водоемов является одной из причин временного выведения их из круговорота, а также самоочищения водной среды, хотя загрязнение водной экосистемы в целом при этом сохраняется [5]. При определенных условиях ДО могут выступать в роли источника вторичного загрязнения по следующим причинам:
- под влиянием изменения физико-химических условий (например, pH, ЕЙ, растворенного кислорода, бактериальной активности) связанные с ДО соединения могут поступать в водную толщу, включаться в пищевую цепь и давать вторичные эффекты на гидробионты;
- некоторые относительно инертные или безвредные для окружающей среды вещества могут разрушаться или реагировать с другими, образуя растворимые и потенциально токсичные формы (например, переход элементарной ртути в метил-ртуть) [9].
Поэтому наблюдения лишь за качеством воды дают возможность выявить кратковременные, острые или даже случайные загрязнения,
которые в дальнейшем, может быть, и не окажут заметного воздействия на экосистему водоема, тогда как исследования донных отложений позволяют судить о хронических и по большей части необратимых «болезнях водоема» [4]. Таким образом, при экологической оценке гидроэкосистемы одним из наиболее информативных объектов изучения являются ДО. Для гидроби-онтов наибольшую опасность представляют водорастворимые формы химических загрязнителей, так как они являются более доступными.
В ряду токсикантов, загрязняющих окружающую среду, ртуть занимает особое положение [3,9,11]. Она чрезвычайно токсична для теплокровных животных, включая человека. Потери ртути в процессе ее добычи, переработки и технологических процессов исключительно велики, каждый второй добытый килограмм ртути теряется и не доходит до конечного изделия, частью или элементом которого она является, но основным источником поступления ртути в окружающую среду является сжигание природного ископаемого топлива [9]. Большая часть, находясь в парообразном состоянии в верхних слоях атмосферы в течение 0,5-2,0 лет, может выпадать на земную поверхность далеко от источника эмиссии. Другая часть, в основном соединения двухвалентной ртути, ассоциированные с мелкодисперсной пылью, выпадает на расстоянии, не превышающем десятков километров от места производства. Наконец, третья - поступает в водоемы с промышленными стоками непосредственно, либо в составе биомассы организмов активного ила, пройдя очистные сооружения [3]. Под влиянием микробиологических процессов токсичная неорганическая ртуть превращается в гораздо более токсичные органические формы [11]. Рыбы, находящиеся на вершинах пищевых пирамид большинства пресноводных экосистем, способны накапливать в своих органах и тканях наибольшие концентрации ртути в тысячи раз превышающие их содержание в водной среде, более 90% ртути в тканях и
органах рыб находится в крайне токсичных метилированных формах, способных образовывать прочные связи с внутриклеточными белками и липидами. Накопленные в рыбе соединения метилированной ртути представляют прямую угрозу жизни и здоровью людей [3].
Особое место ртути среди токсикантов и обусловило необходимость более глубокого анализа содержания ее в водотоках и водоемах области.
В качестве объекта исследования были выбраны ДО водотоков и водоемов Оренбургской области. В водную вытяжку донных отложений (ВВДО) переходят подвижные формы металлов, которые обладают большей токсичностью и способны активно включаться в круговорот веществ и мигрировать по пищевым цепям. Анализ ВВДО на определение концентраций ртути был выполнен на базе Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина на приборе Перкин-Эльмер ICP-MS DRC-e в режиме Total Quant.
Для оценки степени загрязнения ртутью руководствовались перечнем ПДК для воды рыбохозяйственных водоемов, ПДК для воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, а также Директивой Совета Европейского Союза и рекомендациями Всемирной организации здравоохранения при ООН [6,7,10].
Концентрация Hg в ВВДО области практически на всех водотоках и водоемах была выше ПДК для рыбохозяйственных водоемов (0,00001 мг/л), за исключением станции 39.3 «Водозабор» на р. Урал, в ВВДО данной станции содержание Hg отмечено как минимальное среди всех изученных станций и равнялось 0,0000088 мг/л.
ПДК для питьевой воды превышены на всех станциях Восточного Оренбуржья (100%), в Центральном регионе превышение зарегистрировано на 64,7% станций: ст 11, р. Молочай Александровский район, ст 15, р. Юшатырка Октябрьский район, ст 16, р. Юмал-Юшатырь Тюльганский район, ст 19, р. Илек Акбулакс-кий район, ст 20, р. Самара Новосергеевский район, ст 21, оз. Королев Сакмарский район, ст 22, р. Юшатырь Октябрьский район, ст 23, р. Сакмара Сакмарский район, ст 29, р. Самара Новосергеевский район, ст 30, р. Малая Хобда Акбулакский район и ст 33, р. Каргалка Сак-марский район.
В Западном регионе ПДК для питьевой воды были превышены на 45,5% станций: ст 7, р. Домашка г. Бузулук, ст 17, р. Кинель г. Бугу-
руслан, ст 18, р. Терис Абдулинский район, ст 25, р. Самара Сорочинский район, ст 35, р. Су-хоречка Тоцкий район.
В районе Оренбурга данный норматив был превышен на 35,7% станций: 36.1, 36.2, 36.3, 37.1, 39.2, т. е. в ВВДО р. Сакмара ртуть присутствовала во все три срока исследования.
Менее строгие нормативы содержания Н рекомендованы ЕС и ВОЗ (0,001 мг/л). Превышения данных норм не наблюдалось для водотоков и водоемов Западного региона области, а вот в Восточном регионе, наоборот, превышение составило 100%. В Центральном регионе превышение зарегистрировано на 58% станций: это станции с превышением ПДК для питьевой воды, за исключением станции 11, р. Молочай Александровский район. В ВВДО Урала и Сак-мары нормы ЕС и ВОЗ были превышены на двух станциях: 36.1 и 36.2.
Если в Восточном Оренбуржье нормативы по ртути превышены на 100% исследованных станций, то средняя ее концентрация была максимальна в Центральном регионе (0,007838 мг/л), и здесь же был зафиксирован максимум содержания Щ (0,11204 мг/л) на станции 23, р. Сакмара Сакмарский район, где ПДКрх превышена в 11 204 раза, ПДК для питьевой воды - в 224 раза, ПДК ЕС и ВОЗ - в 112 раза. Средние концентрации Н§ повсеместно превышали установленные нормативы для рыбохозяйственных водоемов и питьевой воды.
Для водоемов Западного региона характерна минимальная средняя концентрация Н§ в ВВДО (0,000618218±0,000471 мг/л), это единственный регион, в котором среднее содержание ртути было менее рекомендованного для воды ЕС и ВОЗ (0,001 мг/л). Статистически достоверные различия в содержании ртути между регионами выявлены не были.
Т. о. проведенный анализ показал широкое распространение Н§ в водных экосистемах области, о чем свидетельствует 100% превышение ПДКр/х на всех изученных водотоках и водоемах области. Наиболее неблагополучная ситуация по загрязнению Н§ отмечена для Восточного региона, т. к. на всех исследованных водотоках и водоемах данного региона концентрация Н превышала и другие установленные нормативы. Относительно благополучным по накоплению Н§ в ДО можно считать Западный регион, т. к. здесь не было отмечено концентраций, превышающих нормативы, рекомендованных ЕС и ВОЗ для воды.
21.02.2011
Список литературы:
1. Баканов, А.И. Оценка качества донных отложений с использованием элементов триадного подхода / А.И. Баканов, М.В. Гапеева, И.И. Томилина // Биология внутренних вод. - 2000. - №1. С. 102- 109.
2. Боев, В.М. Химические канцерогены среды обитания и злокачественные новообразования / В.М. Боев, В.Ф. Куксанов, В.В. Быстрых. - М., Медицина, 2002. -344 с.
3. Костова, С.К. Ртуть в гидробионтах Черного моря / С.К. Костова // Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы: мат-лы кон. Ч. 1. - Борок., 2008. - С. 41-45.
4. Крылова, И.Н. Оценка токсических и мутагенных свойств природной воды и донных отложений водохранилищ Верхней Волги (территория Ярославской области) // Биология внутренних вод. - 2001. - №2.- С. 110-117.
5. Линник, П.Н. Влияние различных факторов на десорбцию металлов из донных отложений в условиях экспериментального моделирования / П.Н. Линник // Гидробиол. журн. - 2006. - Т. 42, №3. - С. 97-113.
6. СаНПиН 2.1.4.1074-01. Нормативы ПДК примесей в воде хозяйственного, питьевого и бытового назначения использования. - М., 2001. - 99 с.
7. СаНПиН 2.1.4.559-96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества: санитарные правила и нормы. - М., 1996. - 94 с.
8. Токсико-генетическое состояние природных вод Дагестана / А.М. Бутаев [и др.] // Вестник Дагестанского научного центра РАН. - 2002. -№12. - С.13-23.
9. Экологические проблемы Верхней Волги: коллективная монография. / под общ. ред. А.И. Копылова. - Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2001. - 427 с.
10. Guidelines for drinking-water quality. - Geneva: World Health Organization.Vol. 1 - Recommendations. 1983; Vol. 2 - Health Criteria and Other Supporting Information. 1984. - 9 р.
11. Guimaraes, J.R. Methyl Mercury Production and Distribution in River Water-Sediment Systems Investigated Through Radiochemical Techniques / J.R. Guimaraes, J.H. Akagi // Water, air and soil pollution. -2000. -V.124, №1-2. -Р.113-124.
Сведения об авторах:
Голинская Людмила Владимировна, ассистент кафедры биологической химии Оренбургской
государственной медицинской академии 460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6, тел. (3532) 774867, e-mail: [email protected] Кольчугина Гузель Фариховна, ассистент кафедры биологии Оренбургской государственной медицинской академии, e-mail: [email protected] Винокурова Наталья Викторовна, аспирант кафедры биологии Оренбургской государственной
медицинской академии
Соловых Галина Николаевна, заведующая кафедрой биологии Оренбургской государственной медицинской академии, доктор биологических наук, профессор 460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6, тел. (3532) 775878, e-mail: [email protected]
UDC 574.64(470.56) (282)
Golinskaya L.V., Kolchugina G.F., Vinokurova N.V., Solovih G.N.
The State Medical Academy of Orenburg E-mail: [email protected]
THE MERCURY DISTRIBUTION IN WATER ECOSYSTEMS OF THE ORENBURGSKOY REGION
It is given estimation to condition of some Orenburgskoy region freshwater ponds and watercourses on base of the mercury contents in water extraction of the sediments. It is shown that concentrations of this pollutant exceed the installed standards.
Key words: sediment, water extraction of the sediment, mercury.
Bibliography:
1. Bakanov, A.I. The Estimation of the sediments quality with use of the triad approach elements / A.I. Bakanov, M.V.
Gapeeva, I.I. Tomilina // Biology of the internal water. - 2000. - №1. P. 102- 109.
2. Boev, V.M. The Chemical carcinogens of the inhabited ambience and malignant new formations / V.M. Boev, V.F. Kuksanov, V.V. Bystryh. - M., Medicine, 2002. -344 pp.
3. Kostova, S.K. The mercury in aquatics of the Black sea / S.K. Kostova // Antropogenic influence on the water organisms and ecosystems: conferences material. Part 1. - Borok., 2008. - P. 41-45.
4. Krylova, I.N. The Estimation toxic and mutagenic characteristic of natural water and sediments of the Upper Volga waterreservoirs (the Yaroslavskoy region territory / I.N. Krylova, I.I. Tomilina // Biology of the internal water. - 2001. - №2.- P. 110-117.
5. Linnik, P.N. The Influence of the different factor on metal desorption from sediments in condition of experimental modeling / P.N. Linnik // Gidrobiol. journal. - 2006. - T. 42, № 3. - Р 97-113.
6. SaNPiN 2.1.4.1074-01. Standards PDK of the admixtures in economic, drinking and home purpose water using. - M.,
2001. - 99 s.
7. SaNPiN 2.1.4.559-96. Drinking water. The Hygenic requirements to quality of water of the drinking water-supply site systems. Checking quality: sanitary rules and normy. - M., 1996. - 94 pp.
8. Toksiko-genetic condition of Dagestan natural water / A.M. Butaev [and others] // Herald of Dagestansky scientific centre RAN. - 2002. - №12. - P.13-23.
9. The Ecological problems of the Upper Volga: collective monografiya. / under total edition of A.I. Kopylova. - Yaroslavli: publishing house YaGTU, 2001. - 427 p.
10. Guidelines for drinking-water quality. - Geneva: World Health Organization.Vol. 1 - Recommendations. 1983; Vol. 2 -Health Criteria and Other Supporting Information. 1984. - 9 p.
11. Guimaraes, J.R. Methyl Mercury Production and Distribution in River Water-Sediment Systems Investigated Through Radiochemical Techniques / J.R. Guimaraes, J.H. Akagi // Water, air and soil pollution. -2000. -V.124, №1-2. -Р.113-124.
