Эколого-токсикологическое состояние донных отложений Горьковского водохранилища (по данным биотестирования и химического анализа)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведен анализ многолетних данных (2010–2023 гг.) по оценке токсичности нативных донных отложений (ДО) Горьковского водохранилища методом биотестирования с использованием личинок комара-звонца Chironomus riparius Meigen, 1804. Полученные результаты свидетельствуют, что ситуация с загрязнением ДО, как и их неравномерная интегральная токсичность по акватории водохранилища, в целом сохраняется. Усредненные показатели линейных размеров личинок хирономид в большинстве случаев были значимо ниже контрольных значений. Значимые различия смертности личинок хирономид при биотестировании ДО участков водохранилища отмечены в 2016 и 2017 гг., линейных размеров – в 2017, 2021 и 2023 гг. В целом усредненные значения индекса токсичности были ниже контрольных значений, что свидетельствует о токсичности ДО. Максимальные значения индекса токсичности отмечены в 2011 г., низкие – 2010 и 2017 гг. Содержание общих форм Cr, Mn, Zn, As, Cd и Pb в ДО водохранилища существенно превышало их кларки в земной коре, что косвенно указывает на дополнительное антропогенное загрязнение. Концентрации исследованных элементов увеличивались вниз по течению и достигали максимальных значений на приплотинном участке водохранилища (ст. Чкаловск). Значения индекса геоаккумуляции и коэффициента загрязнения свидетельствуют о незначительном поступлении приоритетных тяжелых металлов (Cr, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb) антропогенного происхождения в ДО Горьковского водохранилища. Наибольшие значения индекса геоаккумуляции зарегистрированы для ДО озерного участка водохранилища. Значения коэффициента загрязнения свидетельствуют об умеренном загрязнении Сd донных отложений Костромского расширения и озерного участка водохранилища. По данным корреляционного анализа P, Mn, Fe, Co, Zn, As и Bi оказывали влияние на смертность личинок хирономид, но значимая регрессионная модель получена лишь для Mn (R² = 0.513).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Р. А. Ложкина

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: lozhkina.roza@yandex.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская область

И. И. Томилина

Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук

Email: lozhkina.roza@yandex.ru
Россия, пос. Борок, Некоузский р-н, Ярославская область

Список литературы

  1. Бакаева Е.Н., Игнатова Н.А. 2020. Биоиндикация и биотестирование: особенности методов и практические примеры // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. № 1(145). С. 14.
  2. Баканов А.И., Гапеева М.В., Гребенюк Л.П. и др. 2000. Оценка качества донных отложений Верхней Волги в пределах Ярославской области // Биология внутр. вод. № 4. С. 163.
  3. Виноградов А.П. 1962. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных пород земной коры // Геохимия. № 7. С. 555.
  4. Волга и еe жизнь. 1978. Л.: Наука.
  5. Гапеева М.В. 2013. Тяжeлые металлы в воде и донных отложениях Рыбинского водохранилища // Вода: химия и экология. № 5. С. 3.
  6. Законнов В.В. 2007. Осадкообразование в водохранилищах Волжского каскада: Автореф. дис. … докт. геогр. наук. Москва. 39 с.
  7. Ковалева М.И. 2003. Оценка генотоксической активности воды Верхней Волги // Биология внутр. вод. № 2. С. 107.
  8. Косинова И.И., Соколова Т.В. 2015. Методологические особенности оценки экологического состояния донных отложений искусственно созданных водных объектов // Вестн. ВГУ. Серия: Геология. № 3. С. 131.
  9. Крылова И.Н., Томилина И. И. 2000. Оценка токсических и мутагенных свойств природной воды и донных отложений водохранилищ Верхней Волги (территория Ярославской области) // Биология внутр. вод. № 1. С. 110.
  10. Марченко Т.А., Извекова Т.В., Гущин А.А. и др. 2016. Качество воды в притоках р. Волга в акватории Горьковского водохранилища // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. № 59(5). С. 89.
  11. Маслов А.В., Немировская И.А., Шевченко В.П. 2021. Особенности распределения тяжелых металлов в серых илах Волжского каскада // Вод. ресурсы. Т. 48. № 6. С. 696. https://doi.org/10.31857/S0321059621060110
  12. Немировская И.А., Боев А.Г., Титова А.М. и др. 2018. Органические соединения в процессе седиментации водосбора Волги во время позднего паводка // Тр. Ин-та биологии внутр. вод им. И.Д. Папанина РАН. № 81(84). С. 16. https://doi.org/10.24411/0320-3557-2018-10002
  13. Ничипорова И.П., Лямперт Н.А., Даниленко А.О. 2021. Изменения качества воды рек бассейнов Волги, Оки и Камы за 2009–2019 гг. // Сб. матер. IV Всерос. науч.-практ. конф. “Окружающая среда: Комфортность и экологическая безопасность”. Курск. С. 69.
  14. Нормативы и критерии оценки загрязнения донных отложений в водных объектах Санкт-Петербурга. Региональный норматив Санкт-Петербурга. Региональный норматив, разработанный в рамках российско-голландского сотрудничества по программе PSO 95/RF/3/1 1996. СПб.: ОАО “Ленморниипроект”.
  15. Олькова А.С. 2022. Процедура выбора методов биотестирования в условиях разных видов загрязнения // Трансформация экосистем. № 5(3). С. 63. https://doi.org/10.23859/estr-220324
  16. Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А. 2018. Cодержание растительных пигментов в донных отложениях водохранилищ Волги // Тр. Ин-та биологии внутр. вод им. И.Д. Папанина РАН. № 81(84). С. 105. https://doi.org/10.24411/0320-3557-2018-10008
  17. Степанова Н.Ю. 2014. Обзор существующих подходов к нормированию качества донных отложений // Успехи соврем. биол. Т. 134. № 6. С. 605.
  18. Тихомиров О.А., Марков Н.В. 2009. Накопление тяжелых металлов в донных отложениях аквальных комплексов водохранилища сезонного регулирования стока // Уч. зап. Казанск. гос. ун-та. Серия Естественные науки. Книга 3. Т. 151. С. 143.
  19. Тюканова К.А., Спирина А.А., Извекова Т.В. и др. 2019. Мониторинг природных вод и донных отложений малых рек Горьковского водохранилища // Сб. докл. Междунар. науч.-техн. конф. “Инновационные подходы в решении современных проблем рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды”. Т. 3. С. 103.
  20. Томилина И.И., Гапеева М.В., Ложкина Р.А. 2018. Оценка качества воды и донных отложений каскада водохранилищ реки Волга по показателям токсичности и химического состава // Тр. Ин-та биологии внутр. вод им. И.Д. Папанина РАН. № 82(85). С. 107.
  21. Чуйко Г.М., Законнов В.В., Бродский Е.С. и др. 2015. Особенности пространственного распределения стойких органических загрязнителей (СОЗ) в экосистемах водохранилищ озерного и речного типа // Современные проблемы водохранилищ и их водосборов. Т. 2. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет. С. 167.
  22. Deckere E., De Cooman W., Florus M. et al. 2000. Characterizing the sediments of Flemish Watercourses: A Manual produced by TRIAD. Brussel: AMINAL–Department Water.
  23. Ingersoll C.G., Nelson M.K. 1990. Testing sediment toxicity with Hyalella azteca (Amphipoda) and Chironomus riparius (Diptera) // Aquat. Toxicol. and Risk Assessment. Philadelphia: Amer. Soc. Test. and Mater. V. 13. P. 93. https://doi.org/10.1520/STP20101S
  24. Kerolli-Mustafa M., Fajković H., Rončević S. et al. 2015. Assessment of metals risks from different depths of jarosite tailing waste of Trepça Zinc Industry, Kosovo based on BCR procedure // J. Geochеm. Exploration. V. 148. P. 161. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2014.09.001
  25. MacDonald D.D., Ingersoll C.G., Berge T.A. 2000. Development and Evaluation of Consensus-Based Sediment Quality Guidelines for Freshwater Ecosystems // Arch. Environ. Contam. Toxicol. V. 39. P. 20. https://doi.org/10.1007/s002440010075
  26. Müller G. 1969. Index of geoaccumulation in the sediments of the Rhine River // Geojournal. V. 2. P. 108.
  27. Sokal R.R., Rohlf F.J. 1995. Biometry: the principles and practice of statistics in biological research. N.Y.: W.H. Freeman and Comp.
  28. Taylor H.E. 2001. Inductively coupled plasma–mass spectrometry. Practices and techniques. San Diego: Acad. Press.
  29. Tomilina I.I., Grebenyuk L.P., Chuiko G.M. 2011. Toxicological and teratogenic assessment of bottom sediments from the Rybinsk reservoir // Inland Water Biol. V. 4. № 3. P. 373. https://doi.org/10.1134/S1995082911030187
  30. Tomilina I.I., Lozhkina R.A., Gapeeva M.V. 2021. Toxicity of bottom sediments of the Rybinsk reservoir according to long-term biotesting data report 1. Toxicological studies // Inland Water Biol. V. 14. № 6. P. 777. https://doi.org/10.1134/S1995082921060134
  31. Udodenko Y.G., Komov V.T., Zakonnov V.V. 2018. Total mercury in surficial bottom sediments of the Volga rivers reservoir in Central Russia // Environ. Earth Sci. V. 77. Is. 19. P. 692. https://doi.org/10.1007/s12665-018-7876-6
  32. Wang D., Wang Y., Shen L. 2010. Confirmation of combinational effects of calcium with other metals in a paper recycling mill effluent on nematode lifespan with toxicity identification evaluation method // J. Environ. Sci. V. 22(5). P. 731. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(09)60170-4

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Карта-схема исследованных станций Горьковского водохранилища.

Скачать (165KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Смертность личинок Chironomus riparius при биотестировании донных отложений на участках Горьковского водохранилища. Здесь и на рис. 3, 5: 1 – речной участок, 2 – Костромское расширение, 3 – озерный участок. Здесь и на рис. 3–5 даны средние значения и ошибки средней.

Скачать (139KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Средняя длина личинок Chironomus riparius (% контроля) в опытах по биотестированию донных отложений, * – статистически значимые отличия от контроля.

Скачать (229KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Индекс токсичности донных отложений Горьковского водохранилища по изменению линейных размеров личинок хирономид.

Скачать (129KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Индекс геоаккумуляции (a) и коэффициент загрязнения (б) донных отложений участков Горьковского водохранилища.

Скачать (193KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».