Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Влияние сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности на гидробионтов (обзор литературы)
Глава 2 Материал и методы
2.1 Характеристика тест-объектов 18-25
2.2 Методика биотестирования 25-31
Глава 3 Исследования токсичности сточных вод Сегежского ЦБК для водных организмов
3.1. Токсичность неочищенных сточных вод
3.1,1, Сточные воды, идущие одним потоком 32-40
3.1.2 Сточные воды основного потока ЦБК ' 40-46
3.1.3 Концентрированные стоки дрожжевого производства 46-52
3.1.4 Сточные воды деревообрабатывающего комбината (ДОКа) 52-57
3.1.5 Комбинированное влияние сточных вод 58-65
3.2 Токсичность очищенных сточных вод
3.2.1 Сточные воды после прохождения вторичных отстойников 66-69
3.2.2 Сточные воды после прохождения вторичных отстойников от блока ЦБК 70-76
3.2.3 Сточные воды после прохождения вторичных отстойников от блока КС 76-83
3.2.4 ' Сточные воды после доочистки в пруде-аэраторе 83-90
3.3 Оценка опасности сточных вод для гидробионтов 90-97 .
Глава 4 Биотестирование природных вод озера Выгозеро 98-114
Глава 5 Классификация водных организмов по их устойчивости к действию сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности (обсуждение результатов).
5.1 Применение метода главных компонент для классификации водных организмов
5.2 Устойчивость водных организмов к действию
- Методика биотестирования
- Сточные воды после прохождения вторичных отстойников
- Применение метода главных компонент для классификации водных организмов
Введение к работе
К числу крупнейших источников загрязнения водных бассейнов относится целлюлозно-бумажная промышленность. С ее развитием возрастают масштабы возможных загрязнений гидросферы отработанными сточными водами. Производство целлюлозы и бумаги широко развито в Карелии, так как республика обладает высоким сырьевым ресурсом для данной промышленности. Это одно из самых водоемких производств и, как: правило, такие комбинаты находятся на берегах крупных водоемов, обладающих высоким качеством воды, В Карелии доля целлюлозно-бумажной промышленности в общем объеме водопотребления составляет 56 %. На эту отрасль приходится также 52 % сброса загрязненных сточных вод от общего количества по республике (Государственный доклад о состоянии природной среды Республики Карелия, 2004), В настоящее время в мире наиболее распространен сульфатный способ получения целлюлозы. В 2002 г. в России производство сульфатной целлюлозы составляло более чем две трети от общего производства волокнистых полуфабрикатов (Малков, 2004), В Карелии сульфатным способом работает Сегежский целлюлозно-бумажный комбинат (СЦБК), сточные воды которого представляют большую опасность для озера Выгозеро, являющегося водоемом-приемником. Сточные воды, образующие при варке целлюлозы, относятся к числу наиболее вредных для водоема стоков со специфическим ядовитым действием. Влияние сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности на водоемы и их обитателей разнообразно. Во-первых, органические вещества сточных вод оказывают отрицательное воздействие на физико-химические показатели воды, особенно на кислородный режим, ухудшая условия обитания гидробионтов, а нерастворимые органические вещества (волокно) образуют разлагающие донные отложения. С другой стороны, токсические вещества сточных вод (меркаптан, фенолы, смолы, сульфиды и др.) оказывают на водные организмы прямое токсическое действие, которое усиливается вследствие снижения содержания в воде кислорода. Содержащиеся в сточной воде токсиканты накапливаются в гидробиоитах и донных отложениях, достигая со временем летальных концентраций,
В этой связи весьма актуальными становятся работы по изучению влияния сточных вод сульфат-целлюлозных производств на гидробионтов. Важнейшей задачей становится оценка токсичности сточных вод ЦБК, прошедших разные стадии очистки. Экологический подход предписывает использовать в экспериментах по биотестированию организмы разного трофического уровня, различающихся по экологическим свойствам, одноклеточные и многоклеточные формы, а также организмы на разных стадиях развития. Такой подход с использованием самых, разных представителей биоты позволяет обоснованно судить об опасности сточных вод1 для экосистемы водоема в целом. Реакции водных организмов на действие токсических веществ антропогенного происхождения широко варьируют. Некоторые виды демонстрируют высокую устойчивость (как правило, это бентосные формы), другие виды чрезвычайно уязвимы (планктонные формы и рыбы), В настоящее время предложены различные гипотезы, объясняющие причины разной устойчивости организмов к токсическому действию разных веществ (Биргер, 1979; Маляревская, 1979; Лукьяиенко, 1987). Но причины различной устойчивости видов к действию сточных вод ЦБП до сих пор не установлены, и этот вопрос требует дальнейшей разработки.
На кафедре зоологии и экологии ПетрГУ с 1963 по 1988 год проводились исследования по изучению влияния сточных вод Сегежского ЦБК на гидробионтов различных систематических групп, которые являлись своего рода биологическим контролем за качеством спускаемых в водоем сточных вод, и эффективностью работы действующих на комбинате очистных сооружений. В данной работе проведен анализ многолетних экспериментальных материалов за период с 1979 по 1988 г., когда комбинат работал в стабильном режиме и их сопоставление с данными, полученными после реконструкции комбината в 2003-2004 гг.
Цель нашего исследования - эколого-токсикологическая оценка сточных вод сульфат-целлюлозного производства для водных организмов. Для реализации цели были поставлены следующие задачи: - оценить токсичность неочищенных и очищенных сточных вод разных производственных потоков для водных организмов различного систематического и экологического положения - инфузорий Paramecium caudatum Ehrbg., ветвистоусых ракообразных Daphnia magna Straus, Daphniapulex De Geer, моллюсков Planorbis sp., Spaerium corneum Linnaeus, Limnaea stagnalis Linnaeus, хирономид СНігопотш dorsalis Meigen, олигохет Tubifex tubifex Muller, личинок ряпушки Coregonus albula Linnaeus, семги Salmo salar Linnaeus, радужной форели Parasaimo mykiss Walbaum и щуки Esox lucius Linnaeus; выявить эффекты комбинированного действия сточных вод разных потоков на гидробионтов; проанализировать токсические эффекты сточных вод в ряду поколений водных организмов (на примере ветвистоусых рачков); дать оценку качества природных вод оз. Выгозеро (водоема-приемника сточных вод ЦБК) методом биотестирования; - разработать классификацию водных организмов по их устойчивости к действию сточных вод целлюлозно-бумажной промышленности.
Благодарности.
Автор искренне признателен научным руководителям Э.В Ивантеру и В.П Моисеевой за консультации и разностороннюю помощь в написании работы; сотрудникам лаборатории водной токсикологии Л.Н. Рыжковой, 10.А. Тикка и Л.Г. Тютюнник за любезно предоставленные экспериментальные материалы и интересный совместный труд в лаборатории и экспедиции; Л.П. Рыжкову и Л.Г. Курзыкиной за предоставленные данные.
Методика биотестирования
При биотестировании сточных вод Сегежского ЦБК в качестве тест-объектов использовались инфузории Paramecium caudatum Ehrbg., представители зоопланктона - ветвистоусые ракообразные Daphnia magna Straus, Daphnia pulex De Geer, бентоса - моллюски Planorbis sp., Spaerium. corneum Linnaeus, Limnaea siagnalis Linnaeus; олигохеты Tubifex tubifex Muller, хирономиды Chironomus dorsalis Meigen и ихтиофауны - радужная форель Parasahno myJtiss Walbaum, ряпушка Coregonus albula Linnaeus, семга Salmo salar Linnaeus и щука Esox lucius Linnaeus на разных стадиях развития (икра и личинки).
В экспериментах использовалась свободиоживущая ресничная инфузория Paramecium caudatum. Систематическое положение вида:
Тип Ciliophora
Класс Ciliata
Отряд Hymenostomata
Парамеции встречаются в пресных водоемах различного типа и имеют самое широкое распространение. P. caudatum характерна для альфамезосапробных условий (Сладечек и др., 1973). Допустимые пределы температур, при которых они могут жить и размножаться от 0 до 30С (Полянский, Познанская, 1964). Имеются сведения, что P. caudatum выдерживает широкий диапазон содержания кислорода и относится к эвриоксибионтам (Чорик, 1970). Выбор инфузорий для токсикологических исследований обусловлен следующими критериями. Короткий жизненный цикл, быстрота размножения позволяют проследить реакцию на токсическое воздействие в длинном ряду поколений в относительно короткий срок. Используя принцип клонирования, можно получить большое количество генетически однородного материала.
Парамеций культивировали на минеральной среде Лозина-Лозинского, пищей для них служила смесь чистых культур дрожжей Sacharamices ellipsodes и бактерий Bacillus subtilis, выращиваемых по обычной методике на сусло-агаре и мясо-пептонном агаре (Полянский, 1957). Для экспериментов использовали клональную культуру парамеций. Клон выводили следующим образом: одну особь освобождали от посторонней микрофлоры путем последовательной пересадки через несколько микроаквариумов со средой и оставляли для размножения. Когда количество разделившихся инфузорий становилось достаточным (30-40), их пересаживали в пробирку со средой Лозина-Лозинского. Пересадку инфузорий производили при температуре 24С один раз в неделю (Голубкова, Методические указания..., 1986)
В качестве индикаторного организма служили стандартные в водной токсикологии тест-объект Daphnia magna, и Daphnia pulex. Систематическое положение видов (Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР, 1977):
Класс Crustacea
Подкласс Phyllopoda
Отряд Cladocera
Семейство Dapliniidae
Дафнии являются важнейшей составной частью пресноводного зоопланктона, служат источником пищи молоди рыб и, являясь фильтраторами, играют активную роль процессах формирования качества воды (Жизнь пресных вод СССР 1940; Бенинг, 1941; Мануйлова, 1964; Макрушин, 1976).
Как свидетельствуют литературные данные (Брагинский, 1986; Волик, 1986; Ewell et all, 1986) по сравнению с другими водными животными D. magna наиболее уязвима для действия токсикантов. В настоящее время предложены многочисленные методики с использованием дафнневого теста для оценки токсичности водной среды (Лесников, 1967; Строганов, 1976; Побегайло, Новосадова, 1977; Брагинский и др.. 1987; Хоружая и др., 1988).
Дафнии хорошо культивируются в лабораторных условиях, и, при длительном содержании в искусственных условиях адаптируются к ним и не отличаются существенно по темпам роста, размножения и отмирания от "диких" популяций. Кроме того, Daphnia magna имеет короткий биологический цикл, в лабораторных условиях способна к партеногенезу в течение всего года (Филеико, Соколова, 1998).
В природе дафнии живут в среднем 20-25 дней, а в лаборатории при. оптимальном режиме 3-4 месяца. Дафнии устойчивы к ухудшению кислородного режима (выживают при уменьшении концентрации растворенного кислорода до 2 мг/л, что связано с их способностью синтезировать гемоглобин). При понижении концентрации растворенного кислорода рачки приобретают красноватый цвет вместо розово-желтого при благоприятных условиях (Ивлева, 1969).
Культуру дафний содержали в стеклянных аквариумах объемом 3-5 литров. Оптимальная температура для культивирования дафний и биотестирования составляет 20 22 С, освещенность 400-600 люкс при продолжительности светового дня 12-14 часов. Для культивирования использовали водопроводную воду, которую отстаивали и насыщали кислородом в течение 7-10 дней. Вода удовлетворяла следующим требованиям: рН 6,8 -7,2, жесткость общая 3-4 мг-экв/л; содержание растворенного кислорода не менее 6,0 мг/л. Оптимальная плотность культуры 20-25 половозрелых самок на 1 литр воды. Кормом для дафний служили зеленые водоросли (хлорелла) и хлебопекарные дрожжи. Для биотестирования использовали дафний, начиная с 3-го поколения, полученного в лаборатории. Чтобы получить исходный материал, 30-40 дафний с выводковыми камерами, полными яиц или зародышей, за 1-3 суток до тестирования пересаживали в 0,5-1 литровые стаканы с водой для культивирования, куда вносили корм. После появления молоди взрослых особей удаляли. Полученную однодневную молодь использовали для острых и хронических опытов (Строганов, 1971). Физиологические показатели помещаемых в опыты животных (окраска тела - 2 балла, степень накопления жировых капель - 2, наполненность кишечника - 5 баллов) свидетельствовали о благополучном состоянии культуры.
Из семейства хирономид для проведения токсикологических опытов использовался широко распространенный вид Chironomus dorsalis. Систематическое положение вида (Панкратова, 1983):a
Личинки темно-красного цвета обитают в иле стоячих водоемов, где строят в грунте трубчатые домики. Окукливание наступает чаще всего на 12-13 сутки. Перед окукливанием личинки перестают питаться, теряют активность. Стадия куколки длится 2-3 суток. В конце этой стадии они покидают грунт и всплывают к поверхности воды, где происходит вылупление комаров из кукольной шкурки через ее разрыв на дорзальной стороне. Общая продолжительность жизни комаров 3-5 суток. В течение этого времени ни самцы, ни самки не питаются. После выклева из яиц личинки покидают кладку и плавают в воде, через несколько дней они оседают на грунт, переходя к донному образу жизни. Их дальнейшее рост и развитие определяются в основном условиями питания, дыхания, качеством грунта, температурным режимом, плотностью популяции и другими факторами. Хирономиды легко поддаются культивированию в искусственных условиях (Константинов, 1958).
Опыты на хирономидах начинали от III стадии личинки (длиной 3-4 мм) до вылета имаго (около 30 суток). Для этого отбирали одну из кладок хирономид (в ней до 200 яиц) в кристаллизатор с водой. После вылупления личинок их подращивали па иле, затем сифоном со стеклянной трубочкой отбирали по 5-Ю экземпляров на опытную чашку; в течение двух суток они обживали опытные площади (чашки), строили домики из дрожжей, вносимых заранее. К концу вторых суток личинки подрастали до третьей стадии и помещались в опытные растворы (Тюшина и др., Методические указания..., 1986).
Из олигохет в качестве тест-объекта был выбран вид Tubifex tubifex, относящийся к семейству тубифицяд, которое имеет широкий ареал распространения, высокую численность и наибольшее число видов. Систематическое положение вида (Попченко, 1988):
Класс Clitellata
ПУкласс Oligochaeta
Семейство Tubificidae
Благодаря массовому развитию и частому доминированию в составе бентоса как по численности особей, так и по образуемой ими биомассе, олигохеты играют огромную роль в продуцировании органического вещества в водоемах. Обладая ценными питательными свойствами, малощетинковые черви представляют собой важный кормовой ресурс для многих бентосоядных рыб. Велика их роль в преобразовании донных отложений, перерабатывая органическое вещество в минеральное, они активно участвуют в процессах трансформации вещества и энергии в водоемах. Черви вида T.tubifex светло-красного цвета с желтоватым оттенком, длина тела - 19-82 мм, толщина - 0,5-1,2 мм, число сегментов - 40-103. Это самый широко распространенный вид. Обитает от уреза воды до самых больших глубин (свыше 100 м) на разнообразнейших грунтах. Предпочитает серые, оливковые, темно-коричневые илы и сильно-заиленные пески в стоячих или слабо текучих водах. В очень загрязненных участках образует огромные скопления (до 13000 экз/м"). Т.tubifex .вынослив к почти полному отсутствию кислорода (Попченко, 1988). Как известно в системе сапробионтов Titbifex tubifex служит индикатором сильного загрязнения водоемов. Полисапробные условия являются для этого вида оптимальными, при их наличии популяция тубифицид достигает наибольшей численности. Тубифициды, обитающие в загрязненных водоемах, ускоряют процессы распада органических веществ. В результате деятельности червей ускоряется минерализация органических веществ, что является существенным фактором биологической очистки вод (Чекановская, 1962). Для токсикологических экспериментов использовалась лабораторная культура Tubifex tubifex. Черви содержались в стеклянных цилиндрах объемом 0,5 л в илистом грунте, предварительно промытом на сите.
Сточные воды после прохождения вторичных отстойников
Токсикологическое исследование очищенных сточных вод после прохождения вторичных отстойников проводилось в течение трех лет (1979-81 гг.).
Эксперименты с простейшими проводились лишь в 1979 году. Использовалась клональная культура Paramecium caudatum . Диапазон исследованных концентраций находился в пределах от неразведеииой до разведения 1:25. Угнетение темпа деления парамеций проявлялось в неразбавленной воде от вторичных отстойников на 9-Ю день опыта. Ингибирование вегетативного размножения носило необратимый характер. С увеличением времени интоксикации генеративная функция полностью блокировалась. При дальнейшей экспозиции неразбавленная вода от вторичных отстойников вызвала летальный исход парамеций на 22 сутки. Во всех испытуемых разведениях (от 1:2 до 1:25) показатель выживаемости за период 30-суточной интоксикации соответствовал контрольному уровню (100%). Более чувствительной оказалась вторая тестируемая функция -функция размножения. Во всех исследуемых растворах происходило периодическое ингибирование агамного размножения и к концу экспозиции (29-30 сутки) наблюдалось необратимое торможение клеточного деления.
Все вышеизложенное свидетельствует об угнетающем действии испытуемых растворов на одноклеточных, так как периодичное ингибирование вегетативного размножения парамеций может привести к нарушению клеточной популяции.
Действие очищенной сточной воды изучалось на двух представителях ветвистоусьгх ракообразных - Daphniapulex (1979-1980 гг.) и Daphnia magna (1981). В серии экспериментов удалось проследить влияние сточной воды, прошедшей через вторичные отстойники, на 4 поколения D.pulex. Диапазон исследуемых разбавлений от неразбавленной до разведения 1:100. Неразведенная сточная вода оказалась для них токсичной, все дафнии погибали в течение 16-18 суток. В остальных испытуемых средах (1:5 - 1:100), как и в контроле, выживаемость дафний всех поколений за период экспозиции была равна 100%; Не отличались от контроля (на конец опыта) и такие физиологические показатели особей, как окраска тела, количество и окраска жировых капель, степень наполнения кишечника. Однако, более концентрированные среды (1:5 - 1:25) оказали стимулирующее влияние на процесс размножения. Средняя плодовитость рачков в этих средах была достоверно выше, чем в контроле. Полученные данные не позволяют считать эти разбавления сточной воды безвредными для дафний. Разведения стока в 50 и 100 раз не оказали видимого токсического влияния на подопытные организмы.
Хроническое воздействие сточной воды от вторичных отстойников было прослежено на 6 поколениях Daphnia magna (1981) в интервале разбавлений от 1:2 до 1:100. Тестируемая среда, разбавленная в отношении 1:2 оказала летальное действие на самок исходного поколения, полная гибель которых отмечалась на 16 сутки. Количество выметанной ими молоди было достоверно ниже контроля. В данном растворе дафнии первого поколения жили на протяжении заданной экспозиции (20 суток). Однако отсаженная молодь/составившая второе поколение, при дальнейшей интоксикации оказалась нежизнеспособной и погибла на 12 сутки. Анализируя данные по влиянию сточной жидкости в разведении 1:5 на Daphnia magna., можно сказать, что эта среда токсична для них. Особенно ясно токсичность среды проявлялась у дафний третьего поколения, выживаемость которых была 50%. У исходного, I. III и IV поколений на фоне высокой выживаемости отмечались нарушения воспроизводительной функции - плодовитость самок была достоверно выше контрольной. Сточная жидкость в интервале разведений 1:10 - 1:100 не оказала влияния на выживаемость дафний всех поколений. Однако хроническое воздействие воды проявилось в виде нарушения воспроизводительной функции вплоть до разбавления 1:25. И лишь вода, разбавленная в 50 и более раз не оказала отрицательного воздействия на выживаемость и жизненные функции рачков, поэтому данные разведения можно считать недействующими для дафний.
Эксперименты по изучению токсичности очищенной сточной воды проводились на моллюсках (3 вида), олигохетах (1 вид) и хирономидах (1 вид).
С моллюсками Planorbis sp. проводились хронические эксперименты продолжительностью 74-77 суток. Исследовали действие сточной воды от неразбавленной до разведения 1:50. Летальное действие на катушек оказала неразбавленная сточная вода. Реакция подопытных организмов на токсикант проявлялась в виде резкого, снижения активности, втягивании тела в раковину. Остальные исследованные растворы (1:2- 1:50) нетоксичны.
На представителей второго вида моллюсков - Sphaeriwn corneum исследовали действие сточной воды в том же интервале разведений, как: и для катушек. Неразбавленная сточная вода оказала на. шаровок токсическое влияние, гибель моллюсков наступала на 10-14 сутки опыта. Остальные растворы для них были безвредны. Показатель выживаемости и поведенческие реакции достоверно не отличались от контроля.
Опыты с третьим видом моллюсков - Limnaea stagnalis - проводились только в течение одного года (1979). Исследуемый; диапазон разведений - от неразбавленного до 1:50. неразбавленная сточная вода и разведение ее 1:2 оказались для прудовиков токсичными. В обоих растворах гибель подопытных организмов началась после 8-11-суточной экспозиции. В неразбавленной воде все моллюски погибли иа 21 сутки, а в растворе 1:2 до конца опыта выжило лишь 10 % особей (отличие от контроля статистически достоверно). Остальные разбавления от 1:5. до" 1:50 не оказали токсического действия на прудовиков.
Эксперименты с хирономидами Chironomus dorsalis показали, что неразбавленная очищенная вода и все ее разведения не вызывали у них отклонений от контроля по всем показателям.
Очищенная сточная вода не оказала токсического влияния на выживаемость олигохет Tubijex. Наблюдения за весом червей показали, что наибольший привес был в концентрированных растворах (неразбавленная, разведение 1:2), что, очевидно, объясняется наличием в воде органических веществ, служащих дополнительным питанием для подопытных животных.
Организмы бентоса показали себя более резистентными по отношению к очищенной сточной воде. Для моллюсков Planorbis sp. и Sphaerium corneum безвредными по показателю выживаемости были ее разведения - 1:2, для Limnaea stagnalis - 1:5, для олигохет и для хирономид безвредным оказался неразбавленный сток.
Из представителей ихтиофауны использовались при биотестировании очищенной воды 2 вида рыб: семга и щука. Молодь семги подвергалась интоксикации на протяжении двух с половиной месяцев в диапазоне разбавлений сточной воды - 1:10-1:200.. Колебания величины рН между сменами и в свежих растворах относительно контроля были незначительны. Наблюдения за кислородным режимом показали, снижение его содержания отмечалось лишь в разбавлении 1:10. Раствор 1:10 оказывал влияние на выживаемость, ее показатель в разные годы составлял 5-50 %, что достоверно отличалось от контроля. Значения недействующих разведений очищенной сточной воды для молоди семги колебались от 1:25 до 1:50. В экспериментах с молодью щуки использовались личинки, полученные из икры, искусственно оплодотворенной и проинкубированной в чистой воде в лабораторных условиях. В течение всего периода экспозиции токсический эффект проявлялся лишь в разведении 1:10. отклонения показателя выживаемости от контроля на конец эксперимента были статистически достоверны. Остальные разведения сточной жидкости не оказали отрицательного воздействия на личинок щуки (табл. 16).
Применение метода главных компонент для классификации водных организмов
В предыдущих главах было показано, что различные виды водных организмов проявляют разную реакцию на действие сточных вод ЦБП. Некоторые из них (в первую очередь олигохеты и хирономиды) проявили наибольшую устойчивость к действию сточных вод. Так, разбавления неочищенных сточных вод, которые не вызывали гибели этих видов, составляли 1:10 и 1:25, кроме того эти виды, как правило, выживали в неразбавленных очищенных сточных водах. Близок к ним по устойчивости моллюск Planorbis sp., которого использовали в экспериментах.
Совсем другую реакцию продемонстрировали дафнии и рыбы на ранних стадиях развития. Эти виды оказались существенно менее устойчивыми к токсикантам. Так, разбавления неочищенных сточных вод, которые не вызывали гибели дафний в хронических опытах, составили 1:50, 1:100, 1:200. Рыбы оказались наиболее уязвимыми к действию сточных вод. Гибели личинок семги, форели, ряпушки, щуки не наблюдалось лишь при разбавлении неочищенных сточных вод 1:50, 1:100, 1:350 и даже 1:600. В опытах по биотестированию очищенных сточных вод также проявилась более высокая уязвимость дафний и рыб: токсическое действие очищенных сточных вод на эти тест-объекты снималось лишь при их разведении 1:5, 1:10, 1: 25 и даже 1:250. Чтобы провести классификацию используемых водных организмов по их устойчивости к действию сточных вод ЦБП и выявить факторы, обусловившие их принадлежность к тому или иному классу, нами был использован метод главных компонент.
Метод главных компонент основан на корреляционной матрице, в которой коэффициенты корреляции отражают связи между признаками. Нами изучалась связь между показателями устойчивости разных тест-объектов к действию различных образцов сточных вод. Высокая степень корреляции между характеристиками устойчивости будет свидетельствовать о существовании четко выраженных групп водных организмов, различающихся по устойчивости. Метод главных компонент на основе анализа структуры взаимных корреляций между показателями устойчивости позволяет выявить эти группы водных организмов (Коросов, 1996).
Нами были сформированы две таблицы, содержащие характеристики устойчивости использованных тест-объектов - хирономид, олигохет, моллюск Planorbis sp., дафний, личинок разных видов рыб. Характеристикой устойчивости видов в нашем случае служили, во-первых, концентрации неочищенных сточных вод, вызывающие гибель организмов в выборке (показатели гибели достоверно отличались от смертности в контроле). При этом !была выбрана верхняя граница летального диапазона, т.е. минимальная летальная концентрация (далее, просто летальная концентрация образца сточных вод) из всех концентраций в ряду исследованных, которые вызывали достоверное увеличение смертности по сравнению с контролем. Во-вторых, в качестве показателей сравнительной устойчивости использовали максимальные концентрации сточных вод, не вызывающие достоверного снижения выживаемости животных в выборке по сравнению с контролем. При этом была выбрана нижняя граница летального диапазона, т.е. максимальная витальная концентрация (далее просто витальная концентрация). Точные характеристики диапазона концентраций (минимальная летальная и максимальная витальная) удалось получить лишь в опытах с неочищенными образцами сточных вод. В экспериментах с очищенными образцами сточных вод многие виды выживали уже в неразбавленных сточных водах, что затрудняло поиск точных показателей диапазона эффективных концентраций. Поэтому для компонентного анализа были использованы только данные по токсичности образцов неочищенных сточных вод.
Итак, для того, чтобы классифицировать тест-объекты по их устойчивости использовали данные по значениям летальных и витальных разбавлений неочищенных сточных вод (всего две таблицы), полученные за весь период исследований. Концентрацию сточных вод выражали как процент сточных вод в растворе. В подготовленных таблицах столбцами служили образцы сточных вод, исследованных в разные годы, им были присвоены порядковые номера (Приложение, табл. 9), а строками являлись разные виды водных организмов (табл.28,29.). Например, в табл. 28 столбец с номером 3 означает общий поток неочищенных сточных вод, исследованных в 1981 г. Столбец №7 - основной поток ЦБК, исследованный в 1983 г. и т.д. Таблицы была составлены так, чтобы каждая их ячейка была заполнена, поэтому результаты по тому или иному виду исключались, если по другим видам для данных сточных вод и данного года сведения отсутствовали. Тем не менее, не смотря на исключение многих данных, таблицы включали все виды неочищенных сточных вод, образующихся на СЦБК в разные годы исследований.
