5.8. Визначення впливу біоценозу очисних споруд на процес акумуляції важких металів

Сучасний антропогенний натиск на водні екосистеми призводить до їх значного забруднення токсикантами різноманітної хімічної природи. Особливе місце серед негативних факторів займають важкі метали. Серед визначених важких металів, які шкідливі для навколишнього природного середовища, виділяють: кадмій, мідь свинець та цинк.

Встановлений перелік металів визначений робочою групою Європейської екологічної комісії ООН, діяльність якої ухвалена Конвенцією про трансграничне забруднення.

В процесі атомно-абсорбційного аналізу встановлено вміст важких металів у гідробіонтах та мулі: кадмію, марганцю, міді, кобальту, цинку, свинцю та заліза, які подані у вигляді колоутворюючих діаграм на рис. 5.11, 5.12 та 5.13.

Результати отриманих концентрацій важких металів, наведених у вигляді колоутворюючих діаграм, свідчать, що найбільш акумульованим металом серед визначених є залізо, саме воно утримується організмами Herpobdella octoculata, Asellus aquaticus та активним мулом у кількості 6335, 8487 та 2590 мг/кг відповідно. Це пояснюється стійкістю живих організмів до цього металу у процесі їх адаптації.

Рис. 5.11. Розподіл біоакумульованих важких металів в тілі гідробіонта Herpobdella octoculata, мг/кг: 1 — залізо, 2 — кадмій, 3 — марганець, 4 — мідь, 5 — кобальт, 6 — цинк, 7— свинець у кількості 6335; 1,1; 58; 47; 19; 609; 300 відповідно

Рис. 5.12. Розподіл біоакумульованих важких металів в тілі гідробіонта Asellus aquaticus, мг/кг: 1 — залізо, 2 — кадмій, 3 — марганець, 4 — мідь, 5 — кобальт, 6 — цинк, 7 — свинець у кількості 8487; 3,2; 162; 119; 43; 1012; 400 відповідно

Рис. 5.13. Розподіл біоакумульованих важких металів активним мулом де: 1 — залізо, 2 — кадмій, 3 — марганець, 4 — мідь, 5 — кобальт, 6 — цинк у кількості 2590; 0,7; 440; 48; 160; 170 мг/кг відповідно

Порівнюючи накопичувальні властивості двох гідробіонтів та активного мулу, видно, що Herpobdella octoculata і Asellus aquaticus володіють більш високим потенціалом акумуляції важких металів, ніж активний мул, за винятком марганцю, який мул накопичує у кількості 440 мг/кг, а саме в 2,7 разів більше, ніж раки, і в 7,5 разів більше, ніж п’явки. Суттєвою різницею між гідробіонтами та активним мулом є здатність Herpobdella octoculata і Asellus aquaticus акумулювати зі стічної води свинець у концентраціях 300 та 400 мг/кг відповідно. Такі процеси можна пояснити тим, що гідробіонти утримують іони та комплекси важких металів компонентами живої біомаси.

Процеси біологічного очищення стічної води від важких металів гідробіонтами можливі завдяки біоакумуляційним властивостям, а саме стійкості Herpobdella octoculata і Asellus aquaticus до важких металів. Стійкість гідробіонтів до важких металів зумовлюється бар’єрними властивостями клітинної оболонки, завдяки чому запобігається проникнення металів усередину клітини та їх дії на чутливі клітинні системи.

Порівнюючи накопичувальні властивості важких металів двох організмів, встановили, що Asellus aquaticus володіє більш високим потенціалом акумуляції вказаних токсикантів, ніж Herpobdella octoculata, що пояснюється особливостями даного виду.

Для захисту водних об’єктів від важких металів досліджено біоакумуляційні властивості гідробіонтів та активного мулу [11—13].

Визначення вмісту важких металів у гідробіонтах Herpobdella octoculata і Asellus aquaticus, є підставою для рекомендації підприємствам міста вдосконалити локальні системи очищення стічної води від важких металів з метою попередження їх потрапляння до очисних споруд м. Дніпродзержинська. Вдосконалення локальних систем очистки стічної води від важких металів дозволить скидати небезпечні зворотні води у р. Дніпро за вказаними компонентами.

Визначення концентрацій важких металів, біоакумульованих гідробіонтами Herpobdella octoculata, Asellus aquaticus та активним мулом вимагають уточнення результатів за допомогою статистичних методів, що пов’язані з різноманітними видами помилок. Існують похибки при відборі проб досліджуваного матеріалу, підготовці матеріалу для аналізу, мінералізації проб згідно з ГОСТ 26657-085. Тому отримані експериментальні дані необхідно перевірити, щоб визначити відтворюваність результатів та оцінити помилки.

Обробка результатів експерименту була проведена статистичними методами обчислення похибок середніх арифметичних вимірів значень. Визначено допустиму розбіжність результатів та абсолютну похибку. Під час експериментальних визначень розподілу спектру важких металів у гідробіонтах Herpobdella octoculata, Asellus aquaticus і активному мулі найменший показник точності відзначається при виявленні мінімальних концентрацій — кадмію та свинцю, визначенню яких перешкоджає великий вміст заліза.

Згідно з’ясування точності розподілу важких металів в тілі гідробіонтів Herpobdella octoculata та Asellus aquaticus довели, що найточнішими були проведені випробування загального заліза. В усіх випадках виявлена розбіжність результатів менша, ніж допустима, що підтверджує вірогідність проведених визначень. Загальний показник точності виміру середнього значення параметрів лежить в межах 10 %, що певною мірою є достатнім при здійсненні подібних досліджень.