Введение к работе
Актуальность проблемы. Главной целью изучения и контроля загрязненных водных экосистем является оценка существующей и потенциальной опасности изменений, происходящих под воздействием токсических факторов и представляющих угрозу жизни на Земле в широком смысле слова (Брагшський, 1995).
Вопрос о необходимости унификации биологических методов оценки качества воды был поставлен более 10 лет тому назад (Унифицированные методы, 1983), но и сегодня он далек от разрешения. Несмотря на это, бионнднкация и биотестирование широко используются в мониторинге загрязнения гидросферы (Бурдин, 1985; Дятлов и др.; 1994, Matins, 1989; Stebbing et al, 1980).
Между концентрацией загрязняющих веществ в водоемах и их токсичностью для гидробнонтов нет однозначной связи. Выявить потенциальную опасность для живых организмов загрязняющих веществ, растворенных в воде или адсорбированных в донных отложениях можно только с использованием специальных биологических методов. В сочетании с методами аналитической химии, методы бнотестнровання позволяют качественно я количественно оценить эффекты, возникающие в загрязненной экосистеме.
Принципиальным отличием биотестирования от других биологических методов оценки качества водной среды является использование чувствительных лабораторных культур тест-объектов различного систематического и трофического уровня. К тому же, из всех биологических методов оценки качества окружающей среды именно биотестирование легче всего поддается стандартизации. Количество националыюх, региональных и международных стандартных методов бнотестнровання неуклонно возрастает. Приказом Министра охраны окружающей природной среды и ядерной безопасности Украины утвержден целый ряд руководящих нормативных документов по биотестированию морских и пресных вод (КНД 211.1.4.047-95, КНД 211.1.4.055-97, КНД 211.1.4.054-97).
Наличие стандартных методов бнотестнровання раошнряет возможности нх практического применения, что уже нашло в нашей стране отражение в нормативных документах. Так, например, Постановлеіше КМ Украины от И сентября 1996 года № 1100 предусматривает при разработке предельно допустимых сбросов (ПДС) обязательно учитывать результаты бнотестнровання. С 1 января 1999 юда введен в действие Межведомственный нормативный документ "Методика оцінки екологічної якості поверхневих вод за відповідними категоріями", в котором четко обозначена сфера использования результатов биотестирования.
Все это ставит перед исследователями задачи по разработке новых, более чувствительных и оперативных методов оценки токсичности вод и донных отложений, а также отдельных загрязняющих веществ и их смесей, сбрасываемых в водоемы.
Связь с научными программами, планами, темами. Исследования провс дились в рамках тематики НАН Украины "Изучение основ формирования и и: менчивосги прибрежных морских вод Украины для управления биологически! разнообразием и биологической продуктивностью в условиях ангропогенног воздействия", конкурсных проектов Миннауки и технологий Украины 2.02.05/10 "Разработать научные основы и практические методы биотестирования воды донных отложений морских и континентальных водоемов Азово-Черноморског бассейна (Фонд прикладных исследований) и 6.3/322 "Разработать концепцш биологического мониторинга за опасными загрязняющими веществами в ходе и миграции и трансформации в окружающей среде (Фонд фундаментальных исак дований).
Цель и задачи исследования. Целью диссертации была разработка и апрс бация методов бнотестнрования воды, донных отложений н отдельных загря: няющих веществ для условий, северо-западной части Черного моря (СЗЧМ). '. соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:
разработать методы биотестирования морской среды применительно к у< ловиям СЗЧМ;
установить норму реакции предлагаемых тест-объектов к диапазону солі пости, характерной для СЗЧМ;
изучить пространственные и временные характеристики качества воды Одесском заливе и прилегающих акваториях с целью выявления наиболее круї пых источников загрязнения;
определить токсичность морских донных отложений в акваториях с ра личной степенью антропогенных нагрузок;
провести экспертную оценку приоритетных загрязняющих веществ (пер< возимых сыпучих грузов, моющих средств) для оценки возможных последстви попадания их в морскую среду.
Научная новизна полученных результатов. Впервые с помощью методе бнотестнрования была проведена оценка токсичности природной морской воді сточных вод различного происхождения, сбрасываемых в СЗЧМ, отдельных зі грязняющих веществ, донных отложений в загрязненных морских акваториях, также некоторых перевозимых в больших количествах сыпучих грузов.
Установлены сезонные н пространственные колебания уровня токсичное* природной морской воды и донных отложений в Одесском заливе и прилегающи акваториях. На основании экспериментальных наблюдений предложена шкаї определения токсичности тестируемых сред. Впервые по результатам биотесп ровання выявлены "горячие точки", на которых токсичность фиксировали в течі ниє ряда лет и в различные сезоны года.
Практическое значение полученных результатов. Итогом исследован* соискателя являются разработанные для морских вод с изменяющейся солені
стыо н апробированные на большом фактическом материале методы бнотестнро-вания морской воды и водных экстрактов донных отложений, в том числе методы оцеїпси токсичности среды на лабораторных культурах водорослей Phaeodactyhim tricornutum Bohlin и науплнусах Artemia salina L. Методы включены в Руководящий нормативный документ КНД 211.1.4.047-95 "Біотестування морської води та стічної, яка відводиться в море", утвержденный приказом Минприроды Украины № 46 от 30 мая 1995г.
Предложенный автором комплекс методов для оценки токсичности воды, сточных вод различного происхождения, отдельных загрязняющих веществ и цонных отложений, представляющих потенциальную опасность для моря, а также данные об интегральной токсичности воды и донных отложений используются 1'осинспекцией охраны Черного моря в наблюдениях за качеством морской сре-
Личный вклад автора. Диссертационная работа является самостоятельным двадцатилетним научным исследованием. Автором была разработана методоло-гая исследования, проведены лабораторные эксперименты, выполнен анализ, обобщение экспериментальных данных и сопоставление их с литературными нсточниками.
Апробации работы. Основные положения диссертации докладывались к обсуждались на IY и У всесоюзных конференциях «Экологическая физиология и биохимия рыб» (Астрахань, 1979; Севастополь, 1982), II всесоюзной конференции «Биология шельфовых зон Мирового океана» (Владивосток, 1982), всесоюзной конференции «Биоиндикация и биотестированне загрязненных природных вод» (Ростов-на-Дону, 1986), III всесоюзной конференции «Географические н экономические проблемы изучения н освоєння южных морен СССР» (Ростов-на-Дону, 1987), Y конференции Украинского филиала ВГБО [Киев, 198Д Y всесоюзной конференции по водной токсикологии (Одесса, 1988), всесоюзной конференции «Методология экологического нормирования» [Харьков, 1990), I и II съездах общества гидроэкологов Украины (1993, 1997), іаучно-практической конференции «Экологические проблемы Одесского региона л их решение» (Одесса, 1995), международном симпозиуме «Управление и охрана побережий северо-западного Причерноморья» (Одесса, 1996), международной научно-практической конференции «Вода и эдоровье-98» (Одесса, 1998), международной конференции «Экологические проблемы Черного моря» (Одесса, 1999), на итоговых сессиях ОФ ИнБЮМ НАН Украины и Украинского научногс дентра экологии моря.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, из них 5 - в crх-шальных научных изданиях, рекомендованных ВАК Украины, 4 - в сборниках таучных работ, 1 - в Руководящем нормативном документе Минприроды Украи-ш, 1 - в депонированной рукописи, б - в материалах и тезисах конференций.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 160 страницах, состоит га введения, обзора литературы, 6 разделов собственных исследований, заключения, выводов и списка использованной литературы, включающего 217 источников. Текст ипшострирован 13 таблицами и 32 рисунками.
