Приложение В (справочное). Особенности миграции и воздействия на водные организмы некоторых опасных загрязняющих веществ

Приложение В
(справочное)

Особенности миграции и воздействия на водные организмы некоторых опасных загрязняющих веществ

В.1 Ртуть

Ртуть, попавшая в водный объект, мигрирует в растворенном и взвешенном состоянии. Соотношение между ними зависит от состава воды и величины рН. Взвешенная ртуть представляет собой сорбированные соединения ртути [19]. Растворенными формами являются недиссоциированные молекулы, комплексные органические и неорганические соединения. Особенно прочные комплексы образуются с серосодержащими соединениями. В воде ртутных шахт ртуть находится, главным образом, в виде взвеси киновари, которая быстро оседает на близлежащих поверхностях русла. При pH равном или менее 3 растворенная ртуть находится в воде преимущественно в виде ионов , при pH от 3 до 9 - в виде недиссоциированных молекул , при pH более 9 - в виде комплексного неорганического иона . В водоемах ртуть может находиться в виде метилртутных соединений [19]. Нерастворимая ртуть может мигрировать в виде соединений HgS, , HgO.

Ртуть легко сорбируется на взвешенных частицах. На них может быть сконцентрировано в сто тысяч раз больше ртути, чем в равновесной водной среде. Десорбция же ртути протекает очень медленно, что обычно не приводит к существенному вторичному загрязнению воды. В реках во взвешенном состоянии в зависимости от сезона года преимущественно в форме органических соединений переносится 70-80% ртути [20]. На участках реки вне плесов в донных отложениях содержание ртути, значительно отличающихся от кларка ртути в породах обычно не отмечается [21]. В то же время в заводях и водохранилище в донных отложениях могут наблюдаться высокие концентрации, в том числе в форме метилртути [21].

В районе месторождений концентрация растворенной ртути в воде может достигать 35 , на взвешенных веществах - до 375 мкгHg/г. По мере удаления от ртутных месторождений содержание ртути в растворенной форме и на взвешенных веществах быстро снижается [22]. В реке Катунь наибольшее количество ртути, содержащееся в 1 г взвешенных веществ, приходится на наиболее мелкую по размеру фракцию твердого стока - менее 1,0 мкм. В зависимости от гидрологического режима в указанной фракции транспортируется от 3 до 34% всей ртути в речной воде. В целом на взвешенных веществах в реках бассейна Катуни мигрирует 96-99% переносимой в речной воде ртути [22]. Изменение количества взвешенной ртути происходит вследствие изменения удельной концентрации ртути на взвешенных веществах, а не в связи с изменением количества взвеси в воде [23].

Соединения ртути высокотоксичны как для человека, так и для водных организмов. В мягкой воде для рыб губительна концентрация 0,01 . Симптомы отравления выражаются в усилении дыхания и наступлением начальной фазы возбуждения, сменяющейся угнетением. Далее следует фаза опрокидывания на бок, частота дыхания резко снижается, а разрушение респираторного эпителия жабр вызывает удушье и смерть. Тело рыб покрывается беловатым налетом. Отравленные ртутью рыбы лежат на боку, туловище их не изогнуто [24]. Летальная концентрация для дафний - 0,03 . В случае локального загрязнения ртутью высокая аккумуляция ее отмечается в зообентосе и хищных придонных видах рыб [24].

В.2 Свинец

Свинец находится в природных водах в растворенном и взвешенном (сорбированном) состояниях. В растворенной форме он встречается в виде неорганических и органоминеральных комплексов, а также простых ионов, в нерастворимой - главным образом, в виде сульфидов, сульфатов и карбонатов [19]. Характерно, что растворенный свинец в основном мигрирует в виде растворимых комплексов с гуминовыми кислотами [25]. 3 речных водах содержание свинца в растворенной форме колеблется от десятых долей до нескольких единиц микрограммов в литре. Даже в воде в районе полиметаллических руд содержание его редко достигает десятков микрограммов на литр [26]. В кислых рудничных водах содержание его достигает всего десятки или сотни микрограммов в литре. Формы нахождения свинца в природных водах в значительной степени определяются содержанием в ней хлоридов. Чем выше содержание хлоридов, тем большая доля свинца находится в виде хлоридных комплексов. В речных и сточных водах 20-70% свинца находится в слаболабильной форме [27]. Снег способен в значительной степени аккумулировать свинец: в окрестностях крупных городов, где его содержание может достигать почти 1 , а на некотором удалении от них 1-100 [25].

Симптомы отравления рыб наблюдаются при концентрациях 0,1-0,4 . Жабры и кожа покрываются оболочкой из коагуляционной слизи. Движения рыб становятся вялыми, далее наблюдаются потеря равновесия, снижение частоты дыхания и смерть. Рыба способна обнаруживать повышенные концентрации свинца и избегать их [24].

В.3 Кадмий

Растворенные формы кадмия находятся в природных водах, главным образом, в виде неорганических и органоминеральных комплексов. В основном кадмий мигрирует в виде сорбированных соединений на взвешенных веществах. В связи с этим понижение содержания растворенных его соединений происходит в результате процессов сорбции на взвесях, образования и выпадения в осадок гидроокисей и карбонатов кадмия [19]. В загрязненных водах содержания растворенного кадмия может достигать несколько десятков микрограммов в литре. В нейтральных водных средах свободный ион кадмия практически нацело сорбируется частицами взвешенных веществ [25].

Ионы кадмия являются чрезвычайно токсичными для гидробионтов. Минимальная повреждающая концентрация растворенного кадмия для кормовых организмов рыб составляет 0,03 [24].

В.4 Кобальт

В поверхностных водах соединения кобальта находятся в растворенном и взвешенном состоянии, соотношение между которыми определяется составом вод, температурой и величиной pH раствора [19]. Растворенные формы кобальта представлены в основном комплексными соединениями, в том числе с органическими веществами природных вод [19].

Понижение концентраций соединений кобальта в природных водах происходит в результате выпадения в осадок труднорастворимых соединений, в том числе гидратов, карбонатов, сульфидов, цианидов, утилизации водными организмами, процессов адсорбции минеральными взвесями, особенно глинистыми, и гидроокисью железа [19].

Минимальная повреждающая концентрация кобальта для кормовых организмов рыб составляет 0,5 [24].

В.5 Медь и цинк

Медь и цинк в зависимости от растворимости поступающих в водный объект химических соединений могут мигрировать в воде в виде ионов, взвесей, а также в виде растворимых органических комплексов с гуминовыми кислотами и другими органическими соединениями. Наиболее прочные комплексы с тяжелыми металлами образуют растворенные карбонатные и бикарбонатные ионы и гуминовые кислоты [28, 29, 30].

Самоочищение природных вод от меди и цинка определяется комплексом сложных процессов: сорбции на взвесях и донных наносах, окислительно-восстановительных, комплексообразования, образования труднорастворимых соединений.

Важную роль в процессах самоочищения природных вод от ионов тяжелых металлов играют процессы сорбции. В сорбции меди и цинка могут участвовать многие природные материалы: гидроокиси, глинистые материалы, органические вещества, карбонаты, силикаты.

При поступлении в реку кислых вод, содержащих в большом количестве ионы железа и алюминия, происходит образование нерастворимых гидроокисей железа и алюминия. Начиная с момента образования гидроокисей, они сорбируют большое количество других более растворимых ионов тяжелых металлов, в том числе меди и цинка. При этом адсорбция катионов увеличивается с повышением рН. Увеличение количества адсорбента приводит к увеличению соосаждения катионов. Рост концентрации посторонних солей снижает адсорбцию ионов меди и цинка. Увеличение температуры и времени соприкосновения раствора с осадками приводит к уменьшению адсорбции. Начало соосаждения на гидроокисях железа и алюминия происходит для меди при рН = 4,5, для цинка при рН = 6,0 [31, 32].

Хотя процесс соосаждения с гидроокисями играет при определенных условиях большую роль в удалении из воды меди и цинка, все же сравнительно полного удаления их из воды не происходит. Если далее вниз по течению реки в воде содержится очень малое количество взвешенных веществ, то оставшееся избыточное содержание меди и цинка (сверх их естественного содержания в воде данной реки) может сохраняться в ней долгое время, так как остаточные концентрации этих металлов при наблюдающихся в речной воде значениях рН не достигают произведения растворимости соответствующих гидроокисей и основных карбонатов [32, 33]. Дальнейшее удаление ионов металлов из воды может быть связано с ионообменными реакциями в органических коллоидах, с потреблением их водной растительностью, с сорбцией донными отложениями. В последнем случае следует учитывать, что влияние донных отложений тем выше, чем больше степень контакта с ними, что в свою очередь обусловливается отношением глубины к ширине русла реки и скоростями течения воды в реке.

В случае сброса в реку загрязненных рассматриваемыми металлами вод, имеющих активную реакцию, близкую к нейтральной, большая часть меди и цинка переходит в состав комплексных ионов, несущих положительный или отрицательный заряд [34]. Лишь небольшая часть меди может оставаться в форме свободных ионов. При больших концентрациях гидрокарбонатных и сульфатных ионов возможно образование соответствующих труднорастворимых солей, которые образуются очень медленно [35, 33].

В ионной форме в составе комплексных ионов и коллоидов медь и цинк могут адсорбироваться на взвешенных веществах и донных отложениях. Последние наиболее прочно и быстро аккумулируют ионы цинка. Из растворов с концентрацией 0,05-1,00 мг уже через сутки более 90% цинка удаляется окисленными осадками и около 20% - восстановленными. Предельное поглощение цинка илами составляет до 7 мг/г, заиленным песком - до 2 мг/г. Так же быстро аккумулируется донными отложениями и медь, поглощение ее илами - 11,7 мг/г, заиленным песком - 2,9 мг/г. Поглощению цинка и меди донными отложениями способствует присутствие гидроокиси железа и водной двуокиси марганца, увеличение pH, повышенное содержание органического вещества [36].

Для рек, расположенных в разных физико-географических условиях, установлено, что в донных отложениях пелитовая часть, являющаяся наиболее активным сорбентом металлов, составляет 35-58% (в среднем 47%), алевритовая 26-52% (в среднем 38%), псаммитовая 7-18% (в среднем 12%). По минералогическому составу пелитовой фракции установлено, что основная масса донных наносов состоит из гидрослюды, монтмориллонита, каолинита и кварца. Каждый минерал имеет свою сорбционную емкость: каолинит - 2,68 ммоль/г, гидрослюда - 2,85 ммоль/г, монтмориллонит - 3,24 ммоль/г [37].

При определенных условиях заметную роль в самоочищении загрязненных вод от ионов тяжелых металлов играют окислительно-восстановительные процессы. Восстановительные условия в воде и донных отложениях способствуют переходу окисленных форм металлов в более восстановленное состояние, что приводит в конечном счете к повышению содержания этих металлов в воде.

Процессы разрушения комплексных соединений могут способствовать вторичному загрязнению водоемов. Образование минеральных и органических комплексов, как правило, ведет к переходу металлов из твердой фазы в жидкую, причем этот процесс может сопровождаться повышением значений pH начала осаждения гидроокисей.

Ивановой А.А. и др. [38] в результате экспериментов было установлено, что с анионными СПАВ металлы не образуют комплексных соединений. При совместном же присутствии СПАВ, аэрофлота, ксантогената, гуминовой кислоты и фульвокислоты может наблюдаться заметная десорбция металлов из донных отложений. Для меди десорбция составляет 1-10%, цинка - 1-20% от суммарного их содержания в донных отложениях. Осадок гумата металла образуется только при определенных отношениях концентраций гуминовых кислот и металлов. Для меди это отношение находится в пределах от 1:0,5 до 1:1,0, для цинка - от 1:5,5 до 1:8,0. Области значений pH, при которых в растворе удерживается цинк, составляют 7,8-8,8, медь - 6,5-9,0 (в присутствии гуминовых кислот).

Таким образом, процессы превращения соединений тяжелых металлов в воде характеризуются большой сложностью и разнообразием. Роль каждого из перечисленных выше процессов в превращении ионов тяжелых металлов в водной среде зависит от различных сочетаний целого ряда факторов, роль каждого из которых в настоящее время остается до конца не выясненной.

В больших концентрациях медь и цинк отрицательно влияют на процессы самоочищения водоемов.

Цинк в концентрации 5 мг/л резко тормозит образование нитритов и нитратов, но это явление носит временный характер. Через 4-8 сут скорость нитрификации снова возрастает и к 15-ым суткам количество нитратов и нитритов достигает контрольных цифр. При концентрации свыше 5 мг/л торможение процесса нитрификации приобретает постоянный характер [39, 40].

Медь в концентрации >1 мг/л задерживает процесс самоочищения воды от органических веществ (тормозит биологическое окисление вещества) [41]. В концентрации 0,15 мг/л медь, попавшая в воду в форме , снижает БПК на 50% [42], а при концентрации 0,08 мг/л задерживает бактериальное сбраживание глюкозы [43]. При содержании меди в воде 0,5 мг/л биохимические процессы совершенно не происходят в течение 1-2 суток инкубации, а при концентрации 3-5 мг/л - в течение первых 5-7 сут. В концентрации 0,1 мг/л медь задерживает накопление аммонийного азота на 7 дней, а азота нитритов - на 32 дня. Аммонификация органического азота при концентрации 0,5 мг/л может задерживаться на 32-45 сут [44]. При воздействии меди и цинка в концентрации 0,5; 1; 10 мг/л на придонный слой, состоящий из водорослей и микроорганизмов, происходит гибель клеток водорослей на 95% и в дальнейшем живые свойства придонной пленки не восстанавливаются [45].

В.6 Мышьяк

Соединения мышьяка в природных водах находятся в растворенном и взвешенном состоянии. Сорбентами мышьяка могут быть гидроокись железа, глинистые материалы и т.д. В растворенной форме мышьяк встречается в трехвалентной и пятивалентной форме (в основном в виде анионов и ) [19]. Потребление мышьяка водными организмами может быть одной из причин снижения его концентраций в воде. Наиболее отчетливо это наблюдается в период интенсивного развития планктона [46].

Минимальная повреждающая концентрация мышьяка для кормовых организмов рыб составляет 3 [24]. Для рыб и других гидробионтов мышьяк является медленно действующим ядом, рыбы при этом становятся апатичными, перед смертью у них наступает состояние возбуждения с сильными судорогами [24].

В.7 Цианиды

Цианиды находятся в воде в форме ионов или в виде слабодиссоциированной и весьма токсичной синильной кислоты. Они могут присутствовать также в составе комплексов с металлами [1]: , , , , - и др.

Уменьшение концентрации простых цианидов в воде может происходить под воздействием углекислоты и других кислот

и в результате окисления и гидролиза

, .

Уменьшение концентрации в результате биохимического окисления происходит быстрее в летний период при хорошем освещении. В зимнее время процесс окисления цианидов существенно замедляется. Уменьшение концентрации простых цианидов может происходить в результате образования нерастворимых соединений и сорбции взвесями и донными отложениями. Разложение комплексных цианидов происходит через образование простых цианидов.

К высокотоксичным соединениям относятся синильная кислота, простые растворимые цианиды, комплексные цианиды цинка, кадмия и меди [19].

Цианиды - типичный очень сильный ферментативный яд. Они блокируют железосодержащие дыхательные ферменты (цитохромоксидазу, пероксидазу). В результате чего снижается или полностью прекращается потребление тканями кислорода. При отравлении цианидами у рыб повышается частота и глубина дыхания, нарушается ритмичность его, затем следует вначале частичная, а затем полная потеря равновесия, резкое снижение дыхательного ритма и смерть. Перед смертью у рыб длительное время продолжается агония, вследствие чего трудно установить момент действительной смерти. Характерным клиническим признаком отравления цианидами является то посветление, то потемнение туловища, жабры приобретают ярко светящуюся окраску [24]. Токсичность цианидов увеличивается с повышением температуры воды, но в то же время при высоких температурах синильная кислота быстро разлагается.

Повреждающей границей для рыб и кормовых организмов можно считать концентрации цианидов в воде превышающие 0,2 мг [24].

В.8 Нефтепродукты

В момент поступления основная масса нефтепродуктов обычно сосредоточена в пленке. Со временем и по мере удаления от источника загрязнения происходит перераспределение между основными формами миграции, направленное в сторону повышения эмульгированных, сорбированных, растворенных нефтепродуктов и соответствующим уменьшением их содержания в пленке [19]. В растворенном состоянии находится незначительная часть нефти, так как растворимость ее невелика (для нефти при 25°С она составляет 0,5 мг/л [47], для ее легких фракций - 20-25 мг/л [48]). Как правило, для растворенных нефтепродуктов характерно повышенное содержание низкомолекулярных ароматических углеводородов, которые обладают более высокой растворимостью [19]. Особенно плохо растворяются тяжелые фракции нефти, которые могут являться стойкими загрязнителями водных объектов.

В загрязненных водах во взвешенном состоянии мигрирует значительное количество нефти как в виде сорбированного вещества на взвесях, так и в виде непосредственно тяжелых фракций, которые могут долго находиться во взвешенном состоянии.

Наиболее наглядным показателем загрязнения водных объектов нефтью служит поверхностная пленка. Под влиянием ветра пленочная нефть может перемещаться с большей скоростью, чем верхний слой воды. Пригнанная к берегу, она оседает в прибрежной зоне или на частях растений. Длительность существования пленки невелика, ее исчезновение происходит вследствие испарения легких фракций, оседания на дно более тяжелых и бактериального окисления.

Расстояние, на которое распространяются растворенные и эмульгированные нефтепродукты, а также пленка нефти зависит от интенсивности процесса их биологического разрушения, поэтому зимой это расстояние может быть в два раза больше, чем в летнее время [49]. Наиболее устойчивыми в воде являются тяжелые нефтепродукты, образующие устойчивые эмульсии и взвеси, далеко транспортируемые по реке. В малопроточных водоемах при безветрии может происходить стратификация нефтепродуктов в воде [48]. Один грамм чистой речной взвеси в течение 2-часового перемешивания сорбирует 18-49% солярового масла от его исходного количества в пробе [50].

В пленке, как правило, преобладают наименее растворимые в воде насыщенные алифатические, а также ароматические углеводороды. В состав растворенной нефти входят преимущественно низкомолекулярные, ароматические, ненасыщенные алифатические углеводороды. Эмульгированная нефть содержит главным образом ациклические углеводороды.

Процесс перехода нефти из пленки в воду и из воды в пленку существенно зависят от динамических свойств речного потока (степени турбулентности потока) и физико-химических свойств нефтепродукта. Для равнинных рек с умеренной скоростью течения через неделю после разлива нефти в пленочной форме по реке мигрирует примерно в 3-4 раза меньшее количество нефти, чем в водной массе.

К основным факторам, способствующим самоочищению речной воды от нефтяных загрязнений, можно отнести следующие: испарение, биохимическое и химическое окисление.

Скорость испарения зависит как от химического состава нефтепродукта, так и от температуры воздуха и площади пленки. По мере улетучивания легких фракций скорость испарения снижается. Испаряются не только легкие, кипящие при температуре менее 300°С, но и более тяжелые фракции нефти. В пределах от 20 до 40°С с увеличением температуры на 20° градусов испарение увеличивается примерно в 2-2,5 раза, в пределах от 0 до 20° - в три раза. Точные данные по скорости испарения отдельных нефтепродуктов отсутствуют. Из пленки нефти легкие фракции нефтепродуктов интенсивно испаряются в первые 3-5 сут в последующее время испарение становится незначительным [48]. Для отдельных легких нефтепродуктов процесс испарения следует учитывать пока имеется пленка на поверхности воды. В соответствии с теплотой парообразования и давления пара при положительных температурах воздуха по скорости убыли интенсивности испарения наиболее распространенные легкие углеводороды нефтяного происхождения можно расположить в следующий ряд: бензин, бензол, толуол. Мазут, смазочные масла, керосин практически не испаряются. Кроме отсутствия испарения, можно считать, что смазочные масла ведут себя в водном объекте аналогично нефти. Мазут в отличие от нефти не дает сплошной пленки [49].

Интенсивное испарение легких фракций нефти в первые несколько суток в зависимости от температуры воздуха составляет от 14 до 30% [48] (в виде коэффициента скорости убыли вещества для температур воздуха более 10°С это составляет в среднем 1/сут). Легкие фракции нефтепродуктов в отдельности испаряются значительно интенсивнее: для ориентировочных расчетов можно принять для бензинов 1/сут, ароматических углеводородов (бензол, толуол и др.) - 1/сут. Для температур менее 10°С скорость испарения нефтепродуктов будет в два раза ниже. Бензин, сброшенный в небольших количествах, из-за высокой летучести устойчивой пленки не образует.

Бактериальное окисление нефти может происходить в 10 раз быстрее, чем обычное химическое окисление [51]. В кинетике биохимического распада нефти температурный фактор является решающим [52]. Установлено, что аэробное разложение нефтепродуктов возможно только при определенных температурах. Так, при температуре 4°С разложение практически не происходит, оно начинается только при 5°С и ускоряется пропорционально повышению температуры [49]. Сырая нефть в связи с наличием в ней смол и асфальтенов окисляется в воде медленнее, чем отдельные виды широко используемых легких нефтепродуктов. По этой причине в качестве коэффициентов самоочищения речной воды от нефти (главным образом от ее суммарного содержания в виде эмульсий и сорбированного вещества на взвесях) можно брать К = 0,02 1/сут при температуре воды <10°С, 1/сут при 10-15°С, 1/сут при >15°С. Для бензиновой и керосиновой фракций для ориентировочных расчетов можно принять К = 0,05 1/сут при температуре воды t < 10°С, 1/сут при t = 10-15°С, 1/сут при t > 15°С, для ароматических углеводородов (бензол, толуол и др.) - К = 0,005 1/сут при температуре воды t < 10°С, 1/сут при t = 10-15°С, 1/сут при t > 15°С. Скорость самоочищения мазута в речной воде в 2-2,5 раза ниже, чем нефти. При температурах 4°С и менее биохимическое разложение нефтепродуктов практически не происходит [49].

Большое влияние на скорость распада нефти оказывает присутствие солей азота, фосфора, калия. Их отсутствие ведет к прекращению биохимического разложения нефти [53, 54]. При достаточном количестве азота, фосфора и калия поверхность воды за 1-2 мес. полностью очищается от нефтяной пленки толщиной 2 мм [53]. Процесс окисления нефтепродуктов может происходить и без азота, а в присутствии в воде фосфора и калия (азот, по-видимому, фиксируется из воздуха [51]). Отсутствие азота уменьшает скорость окисления нефти в 10 раз, отсутствие фосфора - в 4 раза [55].

В присутствии растений разложение нефти протекает в 2-5 раз быстрее, чем без них. Например, при концентрации 10 нефтяная пленка в присутствии растений исчезала на 50% площади на 28-36-й день, а без растений - на 56-62-й день. При концентрации 100 растения быстро гибнут и самоочищения не наблюдается [56]. При прохождении через заросли макрофитов концентрация нефти в толще воды снижается на 20% и больше [56]. Отмечено благоприятное влияние нефти в концентрации 1 на рост растений.

Алифатические или парафиновые соединения окисляются легче, чем ароматические. Углеводороды с длинной цепочкой - легче, чем с короткой. Фракции нефти от керосина до смазочных масел разлагаются легче, чем нормальные углеводороды с прямой цепью [57].

Более тяжелые нефти разрушаются труднее, чем легкие, вследствие малой диспергированности вязких нефтей в жидкой среде и образования небольшой для роста бактерий поверхности.

Наиболее полно окисление нефти происходит в аэробных условиях. Этот процесс сопряжен с интенсивным поглощением кислорода. Полное БПК одного миллиграмма различных нефтепродуктов колеблется от 0,29 до 1,60 . По расчетным данным 1 мг углеводородов поглощает 3-4 мг кислорода [57, 58]. Распад взвешенной нефти протекает медленно. За 18 дней 1 мг нефти потребляет 0,5 мг кислорода [59]. На окисление пленочной нефти кислорода расходуется мало, эмульгированные же нефтепродукты очень интенсивно потребляют кислород, о чем могут свидетельствовать высокие значения БПК воды при низком содержании в ней кислорода [58]. Экспериментально установлено, что 1 мг эмульгированной нефти в 1 л воды за 8 сут потребляет 0,24-0,47 мг кислорода [60].

Большое количество нефти, попадающей в водные объекты осаждается на дно (около 30%) [59, 61]. Погружение нефти на дно и обратное всплывание ее происходит преимущественно в зонах замедленного течения и у берегов. В этих местах образуются мощные нефтяные пленки и массовые отложения нефти на дне. В связи с недостатком кислорода и биогенных солей бактериальное разложение нефтепродуктов, выпавших на дно водоема, происходит в 10 раз медленнее, чем у поверхности. Образующиеся в анаэробных условиях газы поднимают мелкие капельки нефти и других осевших веществ на поверхность. У поверхности пузырьки прорываются наружу и улетучиваются, а вынесенные частички опять опускаются на дно, т.е. происходит циркуляция нефти в воде. Скорость бактериального окисления нефтепродуктов, находящихся на дне, незначительна: за 16 месяцев из 10 г окисляется всего 1,5 г, в то время как на поверхности за 6 месяцев окисляется около 4,71 г [55]. Поэтому надо полагать, что даже после прекращения загрязнения воды на слабопроточных участках реки она еще сравнительно долгое время будет подвержена загрязнению за счет донных отложений нефтепродуктов.

Остальные факторы, к которым прежде всего следует отнести: степень турбулентности потока, освещенность, прозрачность воды, способ внесения нефти в водную среду, условия культивирования бактерий, количество внесенной нефти и бактерий, а также присутствие токсических веществ, к сожалению, практически еще не изучены.

Кроме прямого токсического действия на рыб, поступающие в водный объект нефтепродукты уничтожают нерестилища и нагульные угодья, препятствуют естественной аэрации и нарушают нормальные биологические процессы в водном объекте [24].

Нефтепродукты портят качество рыбной продукции. Наличие даже незначительных количеств нефти (0,1 ) придает мясу рыб неустранимый ни при каких технологических обработках привкус и запах нефти и нефтепродуктов. Такая рыба бывает непригодной даже для скармливания животным и уничтожается [24]. Повреждающие зоопланктон концентрации нефти в воде составляют менее 0,05 [24].

В.9 Дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), гексахлорциклогексан (ГХЦГ)

Хлорорганические пестициды в поверхностных водах могут присутствовать в растворенном, взвешенном и сорбированном состояниях. Рассматриваемые пестициды плохо растворимы в воде: ДДТ - 0,001 , ГХЦГ - 1 . Основная часть их мигрирует в сорбированном на взвесях состоянии и в виде органических коллоидов [19]. Сорбция ДДТ и ГХЦГ зависит от величины pH (увеличивается при его низких значениях) и природы минералов. Хлорорганические пестициды группы ДДТ до 90% сорбируются на мелкой взвеси, обладающей свободной плавучестью. Изменение температуры от 10 до 30°С на процессы сорбции и десорбции практически не влияет.

К физико-химическим и химическим факторам детоксикации хлорорганических пестицидов относится фотолиз, гидролиз и окисление, которые в значительной степени зависят от условий среды: температуры рН, Eh и др. [19]. В целом хлорорганические пестициды очень медленно деградируют в водной среде, в связи с чем могут переноситься на большие расстояния, накапливаться в рыбе, иле, грунтах, зоофитопланктоне, водорослях и водных растениях. При переходе пестицидов из воды в другие звенья биологической цепи увеличивается их содержание в сотни, даже тысячи раз.

Содержание действующего вещества пестицида зависит от вида технического продукта. В техническом продукте ДДТ (полидофен, гезарол) в виде дуста содержится 30% действующего вещества, в виде концентрированной эмульсии - до 75%. В технических продуктах ГХЦГ (гексахлоран, тигам, фентиурам, ГХЦГ) в виде смачивающегося порошка или дуста содержится от 1,2 до 90% действующего вещества, в масляной эмульсии - 16%.

Загрязнение воды даже небольшими количествами рассматриваемых хлорорганических пестицидов может существенно ухудшить условия обитания рыб и качества рыбных продуктов. ДДТ и ГХЦГ действует на рыб, как нервный яд. Симптомы отравления ДДТ выражаются в беспокойстве, нарушении равновесия и кругообразном плавании. Затем возникают сильные судороги и параличи, приводящие к гибели [24]. Повреждающей концентрацией ДДТ для молоди рыб является 0,01 [24]. При отравлении ГХЦГ рыбы вначале возбуждены, дыхательный ритм ускорен, они стремятся выпрыгнуть из воды, затем наблюдаются судороги, потеря равновесия, несогласованность работы плавников, опрокидывание набок, сильные судороги и через некоторое время паралич дыхания [24]. Повреждающей концентрацией ГХЦГ для рыб является концентрация превышающая 0,02 [24].

В.10 Децис (декаметрин, дельтаметрин, суперметрин)

Децис представляет собой белое кристаллическое вещество, практически нерастворимое в воде (растворимость при 20°С 0,002 ). Технический препарат инсектицида дециса выпускается в виде 2,5% концентрированной эмульсии и 5% смачивающихся дустов или гранул. В биологической среде децис обладает высокими кумулятивными свойствами в три раза превышающими таковые у ДДТ. Формы миграции дециса в природных водах не изучены. Исходя из его физико-химических свойств, наиболее вероятной преобладающей формой миграции в природной воде можно считать - сорбированное на минеральных и органических взвесях состояние.

Вещество высокотоксично для рыб. В качестве повреждающей концентрации в природной воде можно принять 0,001 .

В связи с отсутствием необходимых стандартов и аттестованных методов химического анализа определение инсектоакарицида дециса в поверхностных водах в настоящее время весьма проблематично.

В.11 Бетанал (фенмедифам, бурефен, десмедифарм), дурсбан (хлорпирифос, нурел-Д), карате (лямбдацигалотрин), фюзилад (флуазифоп-бутил, оницид)

Инсектоакарициды карате и дурсбан, гербициды бетанал и фюзилад - широко применяемые в сельском хозяйстве пестициды. Кроме бетанала, все рассматриваемые вещества импортируются в Россию из зарубежных стран. В случае поступления в водные объекты все они весьма токсичны для человека, рыб и кормовых ресурсов (1-2 класс опасности). По кумулятивному фактору они менее активны, чем ДДТ и децис, но обладают более высокой растворимостью в воде [62]: бетанал - 3-10 , дурсбан - # , карате - менее 1 , фюзилад - 2 . Основная выпускаемая форма технического продукта данных пестицидов - концентрированная эмульсия (бетанал - 15,9-16,3% д.в., дурсбан - 5,0-50% д.в., карате - 5% д.в., фюзилад - 12,5 или 25% д.в.). Поскольку растворимость рассматриваемых пестицидов составляет менее 10 , основная форма их миграции в водном объекте - сорбированное на минеральных и органических взвесях состояние [63].

В связи с отсутствием необходимых стандартов и аттестованных методов химического анализа# пестицидов карате и фюзилат в поверхностных водах вызывает большие затруднения.