Введение к работе
Актуальность исследования. Ежегодное увеличение объема сточных вод происходит за счет введения в эксплуатацию новых жилых домов, крупных супермаркетов, спортивных комплексов, промышленных предприятий и т. д. Биота очистных сооружений – сложная, трудно управляемая биологическая система, работающая в неблагоприятном режиме. Это связано с тем, что состав поступающих на очистку сточных вод постоянно меняется (Жмур, 2003; Никитина, 2009).
Сточные воды и способы их очистки – одна из актуальных проблем человечества на протяжении многих веков. В настоящее время более 70% станций биологической очистки работают неэффективно. Эколого-биологические показатели инфузорий являются индикаторами результативности очистки сточных вод. По состоянию инфузорий разных видов и степени отклонения их деятельности от нормы можно прогнозировать дальнейший режим работы аэротенков, первичных и вторичных отстойников.
В результате на основании цитологического материала регулируется концентрация активного ила и объем сточных вод, поступающих на очистные сооружения, в связи с чем процесс очистки на данном этапе будет более продуктивным (Жмур, 2003; Никитина, 2011).
Инфузории, наиболее многочисленная группа гидробионтов активного ила, способны оперативно сигнализировать об изменениях в процессе биологической очистки эколого-биологическими и количественными модификациями на уровне популяций, видов и родов, а также реагировать на изменения окружающей среды. Это дает возможность проводить мероприятия по оптимизации процесса очистки сточных вод еще до того, как ухудшение качества сточных вод станет заметным по химическим показателям. Поэтому при оценке состояния очистки сточных вод цилиофауне активного ила уделяется первоочередное внимание.
В целом, актуальность проведения протозоологических исследований была обусловлена огромной практической и теоретической значимостью инфузорий для техногенных биоценозов, использованием цилиат в современных методах исследования: биотестировании, биоиндикации и биомониторинге; недостаточной изученностью процесса формирования адаптивных признаков к меняющимся условиям среды.
В Хабаровском крае исследования по выявлению видового состава цилиофауны, сезонной динамики, эколого-биологическим изменениям инфузорий, выявленных на всех этапах биологической очистки сточных вод (активный ил аэротенков, первичные и вторичные отстойники) раннее не проводились.
Цель исследования: выявить эколого-биологические характеристики цилиофауны очистных сооружений г. Хабаровска как индикатора качества биологической очистки сточных вод.
Задачи:
-
Определить видовой состав инфузорий на всех этапах биологической очистки сточных вод и динамику формирования цилиофауны активного ила аэротенков.
-
Изучить трофические связи и жизненные формы цилиат активного ила аэротенков, первичных и вторичных отстойников.
-
Провести сравнительный анализ цилиофаун очистных сооружений разных регионов и естественных биоценозов (водоемы и почва) Хабаровского края с применением методов фаунистического сходства.
-
Оценить влияние абиотических факторов среды на жизнедеятельность некоторых видов инфузорий.
-
Определить эколого-биологические характеристики инфузорий для каждого этапа биологической очистки сточных вод и индикационную роль цилиат как показателей режима работы очистных сооружений г. Хабаровска.
Научная новизна работы. Данная работа является пионерной для очистных сооружений Хабаровского края Дальневосточного региона России. Определено 54 вида инфузорий, из которых 23 вида являются новыми для фауны аэротенков очистных сооружений Дальнего Востока, и 1 вид (Brachyosoma sp.) – впервые зарегистрирован для биоценоза активного ила очистных сооружений Российской Федерации.
Выявлены закономерности эколого-биологических изменений цилиат для разных этапов очистки сточных вод (сезонная динамика, доминирование перифитонных форм цилиат, специфичность цилиофауны аэротенков и др.). Подробно изучены адаптивные реакции цилиат к воздействию некоторых антропогенных факторов (смена видового состава, различия в соотношении жизненных форм, морфо-экологические изменения и др.).
Практическая значимость полученных результатов. Представленные материалы существенно дополняют информацию о видовой структуре, экологии и биологии цилиофауны очистных сооружений и применяются для определения качества очистки сточной воды и контроля технологического режима работы станции биологической очистки г. Хабаровска.
Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе в курсах лекций по экологии, зоологии и санитарной гидробиологии в разных вузах г. Хабаровска.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Цилиофауна очистных сооружений г. Хабаровска представлена
54 видами инфузорий. Ведущее значение в очистке сточных вод принадлежит комплексу перифитонных инфузорий класса Oligohymenophorea De Puytorac et al., 1974 (20 видов) и Phyllopharyngea Puytorac et al., 1974 (9 видов), составляющие вместе 54% от общего числа видов. Цилиофауна аэротенков подвержена сезонным изменениям: пик численности видов приходится на летне-осенний период. -
Эколого-биологические особенности инфузорий, выявленных из биоценозов аэротенков, первичных и вторичных отстойников очистных сооружений г. Хабаровска, являются индикаторами степени очистки сточных вод.
-
Цилиофауна активного ила аэротенков очистных сооружений г. Хабаровска является специфичной, что обусловлено воздействием комплексов абиотических и биотических факторов.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 4 международных (Хабаровск, 2009; Москва, 2010, 2011; Чебоксары, 2011); 3 всероссийских научно-практических конференциях (Хабаровск, 2010, 2011; Нерюнгри, 2010); 2 школах-конференциях молодых ученых Хабаровского края (Хабаровск, 2010, 2011). А также на XIII и
XIV Краевых конкурсах молодых ученых Хабаровского края (Хабаровск, 2010, 2011); Дальневосточной междисциплинарной молодежной научной конференции (Владивосток, 2011); IV Международном симпозиуме (Тольятти, 2011); Региональной научной конференции с международным участием (Хабаровск, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе
4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 1 монография (в соавторстве).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и приложения. Работа изложена на 150 страницах, содержит
36 рисунков, 18 таблиц. Список литературы включает 250 источников, из которых 77 иностранных. Приложение содержит 54 фотографии.
