Основний зміст роботи

Біологічні методи контролю якості морського cередовища. Огляд літератури Докладно висвітлені методи оцінки токсичності морської води, донних відкладів та окремих забруднюючих речовин з використанням планктонних водоростей, ракоподiбних та найпростiших. Приводяться літературні дані щодо критеріїв вибору тест-об`єктів і тест-функцій для біотестування морського середовища.

Приведені основні прийоми і методи лабораторного утримання культур морських планктонних водоростей та інфузорій (Петросян та ін., 1996; Петросян, Дятлов, 2000а), отримання та використання синхронізованих наупліусів артемії на ранніх стадіях розвитку (Петросян, Дятлов, 2000б). Розроблені умови, процедура біотестування і показники токсичності для проведення експериментальної оцінки морських природних вод, стічних вод прісноводного походження, які скидаються в море, забруднених донних відкладів та окремих забруднюючих речовин. Запропоновані шкали визначення токсичності середовищ, які підлягають біотестуванню.

Апробовані методи перевірки чутливості культур водоростей (Дятлов, Петросян, 2000), інфузорій і наупліусів артемій з використанням стандартного токсиканту біхромату калію. Показниками чутливості тест-об`єктів були поріг чутливості методу (EC024ч), медіанна ефективна (летальна) E (L)C5024ч концентрація стандартного токсиканту. Приведені дані про підвищення чутливості артемії при переході зі стадії ортонаупліуса до метанаупліуса, а також при різному діапазоні чутливості сивашської © та куяльницької (к) рас артемії до стандартного токсиканту (табл. 1).

Таблиця 1 Чутливість тест-об`єктів до біхромату калію.

Норма реакції тест-об`єктів в умовах зміни солоності середовища культивування Експериментально встановлені значення солоності, які дозволяють отримувати стійкі культури протягом 60 та більше діб у стандартних умовах.

В діапазоні солоності, який є характерним для розпрісненої ПЗЧМ, культури планктонних водоростей Ph. tricornutum зберігають життєдіяльність і високий коефіцієнт ділення у діапазоні 14−16. При біотестуванні солонуватоводних вод у діапазоні солоності 5−8 є доцільною аклімація водоростей на середовищах з відповідною солоністю.

При значеннях солоності нижче 5 культури Ph. tricornutum зберігають життєздатність протягом обмеженого часу (близько 16 діб), і, за визначенням В. В. Хлебовича (1974), таке середовище для культур Ph. tricornutum можна вважати «зоною тимчасової адаптації».

Культури інфузорії E. patella lemani успішно аклімуються в лабораторних умовах у широкому діапазоні солоності - 5−20. Максимальні показники росту відзначені при 5−10.

Солоносний оптимум для нормального розвитку A. salina на стадіях ортонаупліуса і метанаупліуса протягом 72 годин не зменшується нижче 10. Проблема солоносних адаптацій для A. salina не є суттєвою, бо цей об`єкт не підтримується тривалий час у культурі, а при необхідності наупліуси можна легко отримати з яєць.

Приведені результати досліджень токсичності вод Одеської затоки в 1993;1996 рр., зроблені з метою виявлення найбільш неблагополучних ділянок акваторії. Токсичність води у дослідженій акваторії оцінювали в балах за пропонованою автором шкалою токсичності (Петросян та ін., 1996).

Дослідження, проведені у квітні - вересні 1993 р., показали мозаїчність просторового розподілу водних мас, які викликали значні коливання показників росту в культурах водоростей. Це явище спостерігалося не тільки на суміжних станціях, але й на різних горизонтах вмежах однієї станції відбору проб.

Виявлені певні сезонні особливості, які характеризують акваторію в цілому. Проби води, які були відібрані в Одеській затоці в квітні, спричиняли стимулюючу дію на ростові показ-ники культур водоростей, тоді як у червні більшість проб були нетоксичними, а в серпні усі проби за шкалою токсичності були віднесені до категорії нетоксичних або слаботоксичних.

Підсумки шести весняно-осінніх зйомок дозволили виявити «гарячі точки» — ділянки акваторії, які знаходяться під постійним пресом забруднення, де природна морська вода характеризується як токсична за даними біотестування і на яких концентрації полютантів вище фонових, чи вони знаходяться у таких небезпечних сполученнях, що викликає біологічні ефекти забруднення. За період спостережень (квітень — вересень 1993 р.) абсолютно благополучних ділянок в акваторії Одеської затоки не було.

«Гарячі точки» та прилеглі до них ділянки акваторії були включені у зйомку другого етапу, яка була проведена 1 — 3.06.1994 р. До класу слаботоксичних за шкалою токсичності для водоростей віднесені придонні горизонти води в районі Одеського порту (Нафтогавань, зовнішний рейд порту), місце випуску стічних вод з СБО «Північна» та прилеглі до неї акваторії. Токсичними за шкалою токсичності були проби води, відібрані у морі в придонному горизонті в районі Аркадійського аварійного зливового колектора (показники росту водоростей складали 59,2% від контролю). Відносним благополуччям на момент дослідження видрізнявся район випуску і розсіювання стічних вод з СБО «Південна». У той же час на деяких станціях, які знаходилися у віддаленні від джерел берегового забруднення були відібрані проби води, що мали токсичність за шкалою токсичності від -1 до +1 бала.

Полігонні роботи, проведені у липні 1994 р., дозволили одночасно оцінити токсичність води у замкнутих гаванях та на зовнішньому рейді Одеського порту порівняно з відносно чистою акваторією в районі біостанції Одеського держуніверситету і віддаленим від берегових джерел забруднення полігоном, розташованим на Одеській банці. Для проб води, відібраних в порту, характерним був великий діапазон коливань показників росту в культурах водоростей, що дозволило зробити висновок про плямистий характер розподілу вод з токсичними властивостями в замкнутих гаванях.

Станція очистки баластних вод (СОБВ), яка розташована на території Одеського порту, віднесена до точкових джерел забруднення й протягом багатьох років помітно впливала на забруднення Нафтогавані і Одеської затоки нафтовими вуглеводнями (Петросян, Дятлов, 2000в). Дослідження з оцінки якості очистки стічних вод СОБВ були проведені у квітні 1993 р., коли СОБВ працювала ще з мінімальним навантаженням. Концентрація нафтових вуглеводнів в стічних водах СОБВ складала 0,19−1,0 мг/л. Критерієм токсичності стічних вод СОБВ була величина мінімальної кратності розбавлення, яка необхідна для того, аби проба, яка підлягає тестуванню, не викликала вірогідних відхилень від контрольних показників у тест-об`єктів.

Планктонні водорості Ph. tricornutum виявилися найбільш чутливим тест-об`єктом до нафтового забруднення. З метою усунення токсичної дії води з резервуару-накопичувача на водорості її треба було розбавити чистою морською водою у 31 раз (рис.1).

Рис. 1 Динаміка зростання чисельності Ph. tricornutum залежно від кратності розбавлення стічних вод СОБВ, які містять нафту. (1 — вихiдна кількість клiтин у варiантi; 2, 3 — кількість клiтин пiсля експозицiї 48 и 96 год)

Десятикратного розбавлення проби з резервуару-накопичувача виявилося досить для того, щоб ростові показники культур інфузорій Е. patella не відрізнялися від контролю (рис.2).

Смертнicть науплiусiв A. salina не перевищувала контрольних значень при розбавленнi проби з резервуару-накопичувача у шiсть разiв.

Біотестування морської води в районі скиду стічних вод з СОБВ показало, що відхилення від контролю (у бік збільшення показників росту) спостерігали тільки для лабораторних культур планктонних водоростей. Властивості води, які стимулювали ділення, зникали при її розбавленні у 4 рази. Ефект стимуляції показників росту у тест-об`єктів в пробах з резервуару-накопичувача, а також відсутність гострої токсичності в районі морського скиду стічних вод СОБВ не може служити критерієм небезпеки нафтового забруднення в цілому для замкнутих акваторій, в які постійно скидаються стічні води, що містять нафту.

Рис. 2 Динаміка зростання кількості E. patella залежно від кратності розбавлення стічних вод СОБВ, які містять нафту. (1 — вихiдна кількість клiтин у варiантi; 2 — кількість клiтин пiсля експозицiї 48 год)

Основний потік забруднюючих речовин антропогенного походження надходить у море із прісноводним стоком. В зв`язку з цим, на нашу думку, точкові прісноводні берегові джерела морського забруднення необхідно контролювати за показником «токсичність» з використанням прісноводних стандартних тест-об`єктів (Daphnia magna Straus, Ceriodaphnia affinis Lilljeborg) ще до їх надходження до морського середовища. І тільки після попадання стічних вод в море, тобто після їх розбавлення, доцільно проводити оцінку токсичності води з використанням морських тест-об`єктів (Ph. tricornutum, A. salina) (Петросян, 1999).

Цей підхід був апробований при проведенні комплексної екологічної зйомки у Одеській затоці у вересні 1996 р. Біотестування скидних вод СБО «Південна» виконане відповідно до нормативного документа (КНД 211.1.4.055−97) з прісноводним гіллястовусим C. аffinis, показало, що стічна вода на випуску в море була летальною для тест-об`єкта. За спостереженнями останніх п`яти років, токсичність скидних вод точкового джерела забруднення Одеської затоки реєструється постійно при Крmin в 2 — 8 разів.

Оцінка токсичності стічних вод СБО «Південна» в зоні розсіювання в морі була виконана відповідно до КНД 211.1.4.047−95 з використанням лабораторної культури морських планктонних водоростей Ph. tricornutum. В поверхневому горизонтi безпосередньо у точцi скиду (ст. 3) сформувалася пляма, яка характеризувалася пiдвищеними показниками росту культур водоростей.

На прилеглих станцiях (1, 2, 4 — 10) в поверхневому горизонтi ростовi показники культур не вiдрiзнялися вiд контрольних значень.

Мiлководна прибережна зона у придонному горизонтi (ст. 5 та 6), навпаки, являла собою велику дiлянку, яка характеризувалася пригнiченим станом тест — культур водоростей, що дозволило вiднести проби води з такими характеристиками до слаботоксичного класу за шкалою токсичностi.