Изменение продуктивности фитопланктона при введении в экосистему тяжелых металлов и последующей очистке гуминовым сорбентом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты экспериментов по мезомоделированию загрязнения воды пресного равнинного водоема смесью солей тяжелых металлов (Cd, Zn, Cu). Исследован отклик фитопланктона (по показателям первичной продукции) на присутствие в воде тяжелых металлов и на введение сорбента на основе механохимически окисленных гуминовых кислот. Выведение тяжелых металлов фитопланктоном на 16-й день эксперимента привело к снижению содержания Cd(II) до 62, Zn(II) до 58 и Cu(II) до 46% от начального уровня. Применение сорбента в тех же условиях привело к снижению содержания Cd (II) до 21, Zn(II) до 27 и Cu(II) до 10% от начального уровня. Исследуемый сорбент не вызывает цветения водоема, что отличает его от сорбентов, содержащих гуминовые кислоты с нативной структурой молекул.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. С. Скрипкина

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: urazovatanya@mail.ru
Россия, 630128, г. Новосибирск, ул. Кутатаеладзе, 18; 630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 1

А. Л. Бычков

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Email: urazovatanya@mail.ru
Россия, 630128, г. Новосибирск, ул. Кутатаеладзе, 18$ 630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 1

Б. С. Смоляков

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: urazovatanya@mail.ru
Россия, 630090, г. Новосибирск, пр-т Лаврентьева, 3

О. И. Ломовский

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук

Email: urazovatanya@mail.ru
Россия, 630128, г. Новосибирск, ул. Кутатаеладзе, 18

Список литературы

  1. Бруевич С.В. Проблемы химии моря. М.: Наука, 1978. 335 с.
  2. Брянская А.В., Двуреченская С.Я., Пузанов А.В., Пельтек С.Е. Исследования токсичности сточных вод, поступающих в Новосибирское водохранилище // Вода: химия и экология. 2013. Т. 63. № 9. С. 19–23.
  3. Васильев О.Ф., Савкин В.М., Двуреченская С.Я. и др. Экологическое состояние Новосибирского водохранилища // Сибирский экол. журн. 2000. № 2. С. 149–163.
  4. Васильев О.Ф., Савкин В.М., Двуреченская С.Я., Попов П.А. Водохозяйственные и экологические проблемы Новосибирского водохранилища // Вод. ресурсы. 1997. № 24. С. 581–589.
  5. Двуреченская С.Я., Булычева Т.М. Гидрохимический режим и качество воды Новосибирского водохранилища // Многолетняя динамика водно-экологического режима Новосибирского водохранилища. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2014. С. 54–89.
  6. Куликова Н.А. Связывающая способность и детоксицирующие свойства гумусовых кислот по отношению к атразину. Дис. … канд. биол. наук. М.: Изд-во МГУ, 1999.
  7. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Основы общей экологии. М.: Университет. кн., 2005. 236 с.
  8. Науменко Ю.В. Фитопланктон реки Оби. Автореф. дис. … докт. биол. наук. Новосибирск, 1996. 33 с.
  9. Огрызкова О.С., Эйрих А.Н., Серых Т.Г. и др. Сезонные изменения содержания марганца в воде Новосибирского водохранилища // Изв. АлтГУ. 2014. Т. 83. № 2, 3. С. 176–180.
  10. Романов Р.Е., Ким Г.В. Состав и структура альгоценозов // Многолетняя динамика водно-экологического режима Новосибирского водохранилища. Новосибирск: Изд–во СО РАН, 2014. С. 90–131.
  11. Савкин В.М. Водохранилища Сибири, водно-экологические и водно-хозяйственные последствия их создания // Сибирский экол. журн. 2000. № 2. С. 109–121.
  12. Савкин В.М., Двуреченская С.Я. Влияние многолетних изменений гидролого-гидрохимического режима Новосибирского водохранилища на экологические условия водопользования // Сибирский экол. журн. 2010. № 4. С. 663–669.
  13. Смоляков Б.С., Белеванцев В.И., Жигула М.В. и др. Оценка последствий комплексного загрязнения пресного водоема солями металлов с помощью мезокосмов // Вод. ресурсы. 2004. Т. 31. № 3. С. 365–374.
  14. Смоляков Б.С., Бортникова С.Б., Жигула М.В., Федотова А.А., Ермолаева Н.И., Артамонова С.Ю. Мезомоделирование комплексного загрязнения пресного водоема солями металлов (Pb, Cu, Zn, Cd) при вариациях их химических форм в растворе // Вод. ресурсы. 2004. Т. 31. № 3. С. 365–374.
  15. Смоляков Б.С., Плеханов Д.Ф. Оценка первичной продукции в пресном водоеме по суточной динамике рН воды // Журн. экол. химии. 1994. Т. 3. № 3–4. С. 201–205.
  16. Тихонов В.В., Орлов Д.С., Лисовицкая О.В. и др. Сорбция гуминовых кислот бактериями // Микробиология. 2013. Т. 82. № 6. С. 691–697.
  17. Уразова Т.С., Бычков А.Л., Ломовский О.И. Механохимическая модификация структуры гуминовых кислот бурого угля для получения сорбентов тяжелых металлов // Журн. прикладной химии. 2014. Т. 87. Вып. 5. С. 664–668.
  18. Belevantsev V.I., Ryzhikh A.P., Smolyakov B.S. Diurnal and Vertical Variability of pH (O2), and Eh in the Novosibirsk Water Reservoir // Russian Geol. Geoph. 2008. № 49. P. 673–681.
  19. Fu F., Wang Q. Removal of heavy metal ions from wastewaters: A review // J. Environ. Manag. 2011. V. 92. № 3. P. 407–418.
  20. Ghabbour E.A., Shaker M., El–Toukhy A., Abid I.M., Davies G. Thermodynamics of metal cation binding by a solid soil-derived humic acid: Binding of Fe(III), Pb(II), and Cu(II) // Chemosphere. 2006. 63. P. 477–483.
  21. Khan F.A., Ansari A.A. Eutrophication: An ecological vision // Botanical Rev. 2005. V. 71. № 4. P. 449–482.
  22. Mohan D., Pittman Jr. C.U. Arsenic removal from water/wastewater using adsorbents – A critical review // J. Haz. Mat. 2007. V. 142. № 1–2. P. 1–53.
  23. Petersen R.C. The contradictory biological behavior of humic substances in the aquatic environment // Humic substances in the aquatic and terrestrial environment. Berlin Heidelberg: Springer–verlag, 1991. P. 369–389.
  24. Smolyakov B.S., Ryzhikh A.P., Romanov R.E. The fate of Cu, Zn, and Cd in the initial stage of water system contamination: The effect of phytoplankton activity // J. Haz. Mat. 2010. V. 184. P. 819–825.
  25. Takenaga H., Aso S. Studies on the physiological effect of humic acid. Part 9. Stability constants of cation-nitrogenic acid chelates // Soil Sci. Plant Nutr. 1976. V. 22. № 1. P. 103–104.
  26. Tipping E. Cation Binding by Humic Substances. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2002. 422 p.
  27. Tulonen T., Salonen K., Arvola L. Effects of different molecular weight fractions of dissolved organic matter on the growth of bacteria, algae and protozoa from a highly humic lake // Hydrobiologia. 1992. № 229. P. 239–252.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Временная динамика выведения Cd2+ в условиях мезомоделирования: верхняя кривая – без сорбента, нижняя – с сорбентом. По оси ординат – отношение текущей концентрации тяжелого металла в растворе к его начальной концентрации.

Скачать (72KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Временная динамика выведения тяжелых металлов (а) – Zn, (б) – Cu в условиях мезомоделирования: верхняя кривая – без сорбента, нижняя – с сорбентом. По оси ординат – отношение текущей концентрации тяжелого металла в растворе к его начальной концентрации.

Скачать (149KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость относительной первичной продукции Р/Р0 в мезокосмах от времени в условиях мезомоделирования для сорбентов из бурого угля. P – первичная суточная продукция, мезокосм; P0 – первичная суточная продукция, фоновая вода.

Скачать (91KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость относительной первичной продукции P/P0 в миникосмах от времени, влияние компонентов сорбента: 1 – бурого угля, механохимически окисленного Na2CO3×1.5H2O2, 2 – исходного бурого угля. P – первичная суточная продукция, миникосм, P0 – первичная суточная продукция, фоновая вода

Скачать (61KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2019