Введение к работе
Актуальность темы. Одним из основных интегральных показателей, который часто используют в качестве характеристики состояния экосистемы, является самоочищающая способность воды. По мнению многих авторов, способность водных объектов к самоочищению воды представляет собой полезный ресурс, который может быть использован в природоохранной деятельности. Каждый водный обьект имеет определенный предел самоочищающей способности, превышение которого приводит к недопустимым перестройкам биотической и абиотической структуры.
Общепринятой методики оценки самоочищающей способности нет. Лабораторные эксперименты в изолированных емкостях использовались очень широко, в результате получены коэффициенты скорости самоочищения воды для целого ряда органических загрязняющих веществ (ЗВ). Все более широкое применение находят полевые эксперименты в модельных экосистемах (МЭС), в основном в области экотоксикологии. Эксперименты в МЭС позволяют оценить скорости трансформации, аккумуляции и миграции ЗВ в условиях, наиболее приближенных к изучаемому водному объекту. Это справедливо в том случае, если они включают все основные компоненты моделируемого объекта.
Каждый водный объект отличается спецификой протекания внутриводо-емных процессов. Для целостной и реалистичной оценки интенсивности процессов трансформации, аккумуляции и миграции ЗВ, определяющих скорость самоочищения воды, необходимо получить ответы на следующие вопросы: какие скорости этих процессов будут наблюдаться в сочетаниях различных типов растительности, донных отложений, планктонных организмов, интенсивности поступления ЗВ, продолжительности экспозиции и характера нагрузки. Вклад каждого из перечисленных факторов в настоящее время является малоизученным.
Целью работы является совершенствование методов и методологии натурного моделирования с применением МЭС для оценки скорости трансформации, аккумуляции и миграции ЗВ, а также оценки критических нагрузок с позиций способности водных объектов к самоочищению воды.
Основными задачами исследований являются:
-
разработка МЭС унифицированной конструкции, позволяющих создавать системы необходимого обьема и формы, включающих все главные биотические и абиотические компоненты моделируемого водного объекта;
-
исследование подобия МЭС и достоверности получаемых результатов; обоснование адекватности применяемых технических средств постав-
ленным задачам;
-
проведение экспериментальных исследований с некоторыми приоритетными группами ЗВ для получения кинетических характеристик скорости их трансформации, аккумуляции и миграции в компонентах водных экосистем;
-
оценка вклада основных абиотических и биотических компонентов в суммарный процесс самоочищения воды, определяющий скорость убыли ЗВ
В ВОДЄ;
5) обоснование способа экспериментальной оценки критических уров
ней поступления ЗВ в пресноводные экосистемы на основе критериев ка
чества воды и способности экосистем к самоочищению воды.
Научная новизна. В работе впервые:
выполнена оценка вклада основных биотических и абиотических компонентов водных экосистем в суммарный процесс самоочищения воды (без учета разбавления);
предложен способ оценки подобия МЭС как сложноорганизованных систем, с учетом суммарного рассмотрения всех химико-биологических параметров, определяющих их состояние;
выделена категория полевых экспериментов, позволяющая оценить критические уровни нагрузки ЗВ на водные экосистемы при различных уровнях и режимах нагрузки.
Практическая значимость. В работе предложена методика и технические средства, позволяющие наиболее точно оценить способность конкретного водного объекта к самоочищению по отношению к определенному ЗВ. По экспериментальным данным могут быть определены критические уровни самоочищающей способности пресноводных экосистем.
Результаты натурного моделирования использовались для калибровки имитационных математических моделей, описывающих миграцию ЗВ и его влияние на пресноводные экосистемы.
Апробация работы. По материалам диссертации опубликовано 9 работ. Основные положения диссертации представлены на Всесоюзной конференоди "Методология экологического нормирования" (Харьков, 1990 г.); Междуно-родном симпозиуме, посвященном 20-й годовщине россииско-американского сотрудничества в области охраны окружающей среды (Борок, 1992 г.); Международном симпозиуме по гидрологическим, химическим и биологическим процессам трансформации и миграции загрязняющих веществ в водной среде (Ростов-на-Дону, 1993 г.); Международном научном семинаре по экологическим катастрофам и учету их последствий (Уфа, 1993 г.).
Материалы по трансформации метанола, полученные в ходе хоздого-
верных работ с ПО "Азот", использованы предприятием для определения расстояния от места сброса, на котором наблюдается полный распад мета-юла при заданных концентрациях и расходах в месте сброса сточных вод.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, указанных в сонце автореферата.
Структура и обьем работы. Диссертация изложена на 149 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти разделов, основных выводов, списка использованной литературы из 125 наименований, в том числе 31 на иностранном языке, включает 47 рисунков, 29 таблиц.