RU2050128C1 - Способ определения экологического состояния пресноводных водоемов - Google Patents
Способ определения экологического состояния пресноводных водоемов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2050128C1 RU2050128C1 SU925044510A SU5044510A RU2050128C1 RU 2050128 C1 RU2050128 C1 RU 2050128C1 SU 925044510 A SU925044510 A SU 925044510A SU 5044510 A SU5044510 A SU 5044510A RU 2050128 C1 RU2050128 C1 RU 2050128C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reservoir
- value
- water
- trophicity
- ecological
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
- Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Использование: охрана, контроль качества воды пресноводных водоемов, в том числе и рыбохозяйственного назначения. Сущность изобретения: непосредственно в водоеме измеряют активную реакцию воды pH и содержание кислорода O2 и по этим гидрохимическим показателям определяют показатель трофности (ПТ) водоема по формуле, приведенной в описании. Экологическое состояние водоема определяют путем сравнения расчетного значения ПТ с его численным значением для различных экологических состояний дистрофного (ПТ ≅ 5,7), ультроэлиготрофного (5,7 < ПТ < 7,0), олиготрофного (ПТ ≈ 7,0), мезотрофного (7,0 < ПТ < 8,3) и эвтотрофного (ПТ > 8,3). 1 табл.
Description
Изобретение относится к охране поверхностных вод от загрязнений, а именно к способам контроля качества воды пресноводных водоемов различного назначения.
Известно, что экологическое состояние водоемов определяется биотическим балансом фотосинтеза (продукции) Ф и деструкции органического вещества Д. При цветении воды (эвтрофирование) происходят нарушение биотического баланса и накопление органического вещества, что приводит к нарушению равновесия экологической системы и в конечном счете к ухудшению качества воды.
По экологическому состоянию водоемы классифицируют на дистрофные, олиготрофные и эвтрофные. Между ними выделяют промежуточные состояния ультраолиготрофное и мезотрофное. Знание экологического состояния водоема позволяет управлять продукционными и деструкционными процессами, регулировать и предотвращать нарушение его экологического равновесия.
Известны четыре основных метода определения экологического состояния водоемов:
по содержанию биогенных элементов (азота и фосфора), являющихся стимуляторами развития водорослей;
по индикаторным организмам, обитающими в толще воды и на дне;
по количественным показателям развития микроскопических водорослей (фитопланктона) численности, биомассе, концентрации хлорофилла, скорости фотосинтеза и др.
по содержанию биогенных элементов (азота и фосфора), являющихся стимуляторами развития водорослей;
по индикаторным организмам, обитающими в толще воды и на дне;
по количественным показателям развития микроскопических водорослей (фитопланктона) численности, биомассе, концентрации хлорофилла, скорости фотосинтеза и др.
по качественным визуальным признакам прозрачности, цвету, запаху и т.д. (Федоров В. Д. О методах изучения фитопланктона и его активности. М. МГУ, 1979, с. 49-61).
Для объективной оценки экологического состояния водоема показатели, полученные при использовании указанных методов, должны рассматриваться в совокупности, что требует значительных затрат труда и времени.
Наиболее близким к заявленному способу по сущности и достигаемому результату является способ определения экологического состояния пресноводных водоемов методом склянок, заключающийся в отборе проб воды из водоема, определении в лабораторных условиях гидрохимических показателей, а именно растворенного кислорода О2 в пробах воды, заключенных в герметически замкнутые темные и светлые сосуды (склянки), до и после экспозиции, расчете критерия трофности, в качестве которого рассматривают отношение Ф/Д, где Ф величина фотосинтеза, Д величина деструкции, выраженные через содержание кислорода О2 в пробах воды, и сравнении этого показателя трофности с его численным значением, равным 1. В зависимости от величины Ф/Д различают следующие экологические состояния водоемов: дистрофное Ф/Д < 1, олиготрофное Ф/Д ≈ 1 и эвтрофное Ф/Д > 1, (Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Минск, 1960, с. 181-183, 299).
Величину фотосинтеза (Ф) определяют по изменению содержания кислорода за определенное время в изолированном образце воды, помещенном в светлую склянку
Ф [O2]CK [O2]CH, где [O2]CK содержание кислорода в воде в светлой склянке после эаспозиции, мг/л x xсут;
[O2] C содержание кислорода в воде в светлой склянке в начальный момент, мг/л x x сут.
Ф [O2]CK [O2]CH, где [O2]CK содержание кислорода в воде в светлой склянке после эаспозиции, мг/л x xсут;
[O2] C содержание кислорода в воде в светлой склянке в начальный момент, мг/л x x сут.
Величину деструкции (Д) определяют по изменению содержания кислорода в изолированном образце воды, помещенном в темную склянку, которая экспонируется при тех же условиях, что и в светлой склянке
Д [O2]TH [O2]TK, где [O2]TH содержание кислорода в воде в темной склянке в начальный момент, мг/л x x сут;
[O2] TK содержание кислорода в воде в темной склянке после экспозиции, мг/л x xсут.
Д [O2]TH [O2]TK, где [O2]TH содержание кислорода в воде в темной склянке в начальный момент, мг/л x x сут;
[O2] TK содержание кислорода в воде в темной склянке после экспозиции, мг/л x xсут.
Содержание кислорода в пробах воды определяется широко используемым аналитическим методом Винклера (Федоров В.Д. О методах изучения фитопланктона и его активности. М. МГУ, 1979, с. 78-81).
Значения фотосинтеза Ф и деструкции Д обычно определяют в пробах воды, взятых из различных участков водоема и разных глубин, после чего путем графического интегрирования получают средние значения этих показателей для каждого слоя воды и для водоема в целом.
При использовании способа определения экологического состояния водоема, принятого за прототип, гидрохимические показатели определяют в лабораторных условиях в герметически замкнутых склянках, в которых невозможно воспроизвести все естественные процессы, протекающие в водоеме, в котором фотосинтез органических веществ происходит не только за счет микроскопических водорослей в толще воды, но и за счет высшей водной растительности, а в потреблении кислорода участвует все сообщество организмов водоема, а также органические вещества, содержащиеся не только в воде, но и в донных отложениях.
В связи с этим известный метод определения экологического состояния водоемов, не отражающий всей сложной совокупности естественных биологических и биохимических процессов в водоеме, не обеспечивает объективной и достоверной оценки экологического состояния. С другой стороны использование известного метода требует значительных затрат труда, времени и средств для отбора многочисленных проб воды на различных участках и разных глубинах водоема и проведения их гидрохимических анализов в лабораторных условиях.
Заявленный способ направлен на повышение точности и достоверности оценки экологического состояния водоемов и упрощение известного способа.
В отличие от известного способа определения экологического состояния водоемов, предусматривающего выявление гидрохимических показателей, расчет критерия трофности и сравнение его с численными значениями для различных экологических состояний водоема, при использовании заявленного способа в качестве гидрохимических показателей определяют активную реакцию воды рН и содержание кислорода О2 в воде непосредственно в водоеме, в качестве критерия трофности рассчитывают показатель трофности ПТ по формуле
ПТ
pHi/n 
×
100-
[O2]i/n
где n число измерения рНi и [O2]i и сравнивают расчетный показатель трофности ПТ с его постоянными численными значениями для различных экологических состояний водоема: дистрофного ПТ ≅ 5,7, ультраолиготрофного 5,7 < ПТ < 7,0, олиготрофного ПТ ≈ 7,0, мезотрофного 7,0 < ПТ < 8,3 и эвтрофного ПТ > 8,3.
ПТ
где n число измерения рНi и [O2]i и сравнивают расчетный показатель трофности ПТ с его постоянными численными значениями для различных экологических состояний водоема: дистрофного ПТ ≅ 5,7, ультраолиготрофного 5,7 < ПТ < 7,0, олиготрофного ПТ ≈ 7,0, мезотрофного 7,0 < ПТ < 8,3 и эвтрофного ПТ > 8,3.
Заявленный способ определения экологического состояния водоемов использует впервые разработанный показатель трофности ПТ, полученный на основе измерений в воде водоема величины рН и растворенного кислорода О2и учитывающий все процессы фотосинтеза и деструкции органических веществ в водоеме. В патентной и технической литературе отсутствуют сведения о предложенном способе определения экологического состояния водоемов, в связи с чем этот способ обладает элементами существенной новизны.
Способ осуществляют следующим образом.
На станциях наблюдений непосредственно в водоеме определяют активную реакцию воды рН и содержание кислорода О2. Известно, что процессы фотосинтеза Ф и деструкции Д органических веществ приводят к изменению в воде содержания кислорода О2 и углекислого газа СО2, то есть
CO2+H2O
CH2O+O2
(Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Минск, 1960, с. 62-63).
CO2+H2O
(Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Минск, 1960, с. 62-63).
Изменение содержания углекислого газа СО2 в воде может определяться изменением величины рН. Растворенный кислород О2 и углекислый газ СО2являются конечными продуктами процессов фотосинтеза и деструкции органических веществ в водоеме. Указанные процессы в конечном счете и определяют экологическое состояние водоема. Следовательно, по значениям рН и О2 можно судить о состоянии водоема и в случае необходимости предпринимать необходимые меры по регулированию продукционно-деструкционных процессов.
Разработан критерий трофности водоемов, учитывающий указанные гидрохимические показатели и полностью отражающий совокупность процессов фотосинтеза и деструкции органических веществ в водоеме. Этот критерий трофности ПТ определяется по формуле
ПТ
pHi/n 
×
100-
[O2]i/n
где n число измерений рНi и [O2]i;
pHi содержание ионов водорода при разовом замере;
[O2]i содержание растворенного кислорода в при разовом замере.
ПТ
где n число измерений рНi и [O2]i;
pHi содержание ионов водорода при разовом замере;
[O2]i содержание растворенного кислорода в при разовом замере.
Оценка экологического состояния оказывается тем точнее, чем больше производится замеров n, так как экологическое состояние водоема может меняться как в течение суток, так и в течение года.
Окончательно экологическое состояние водоема определяется путем сравнения расчетного значения ПТ с его численным значением для различных экологических состояний: дистрофного (ПТ < 5,7), ультраолиготрофного (5,7 < ПТ < 7,0), олиготрофного ПТ ≈ 7,0, мезотрофного (7,0 < ПТ < 8,3) и эвтрофного (ПТ ≥ 8,3).
Таким образом, заявленный способ основан на измерении двух взаимосвязанных стандартных гидрохимических показателей, измеряемых непосредственно в водоеме. Это позволяет учитывать разработанным показателем трофности все многообразие гидрохимических и биологических процессов в водоеме, что дает возможность получить объективную, достоверную и достаточно точную оценку экологического состояния водоема, при этом не требуется рассматривать множество гидрохимических и биологических показателей в их совокупности. В настоящее время при экологическом мониторинге широко используется система автоматизированного измерения рН и О2 непосредственно в водоеме, что позволяет производить непрерывный контроль экологического состояния водоемов при минимальных затратах труда и времени.
П р и м е р 1. В качестве примера дистрофного водоема выбрано озеро Жемчужное на Карельском перешейке Выборгского района Ленинградской области, которое характеризовалось низкой интенсивностью фотосинтеза, составляющей Ф 0,1-0,3 мг О2/л. сут, при этом Ф/Д 0,19/3,63 0,05 < <1, что подтверждает экологическое состояние водоема как дистрофное (Баранов И.В. Пшенина Т.И. Влияние извести, азотно-фосфорных удобрений на гидрохимический режим и первичную продукцию оз. Жемчужное. Изв. ГосНИОРХ, т. 45, Л. 1968, с. 48).
Непосредственно в водоеме на различных его участках были замерены рН и О2, значения которых представлены в таблице.
Для указанных значений рН и О2 показатель трофности
ПТ= 20,2/3
· 100 379/6/3 1,9<5,7
что также свидетельствует о дистрофном состоянии водоема.
ПТ= 20,2/3
что также свидетельствует о дистрофном состоянии водоема.
Экологическое состояние водоема определялось заявленным методом на основе 6 анализов, выполненных в течение 6 ч, в то время как для определения экологического состояния водоема методом склянок, принятым за прототип, необходимо было выполнить 12 анализов в 6 пробах воды до и в 6 пробах после экспозиции в течение 30 ч.
Таким образом, заявленный способ определения экологического состояния водоема учитывает все многообразие гидробиологических и гидрохимических процессов в водоеме, позволяет получить объективную и достоверную информацию о состоянии водоема на основе ограниченного числа анализов, что позволяет значительно уменьшить затраты труда, времени и средств при проведении исследований.
Claims (1)
- СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРЕСНОВОДНЫХ ВОДОЕМОВ по степени его трофности, предусматривающий регистрацию гидрохимических показателей, расчет критерия трофности водоема и определения экологического состояния водоема по величине критерия, отличающийся тем, что в качестве гидрохимических показателей регистрируют активную реакцию среды pHn содержание кислорода (О2) непосредственно в водоеме, в качестве критерия трофности рассчитывают показатель трофности (ПТ) по формуле
ПТ = Σ pHi/n -
где n число измерений;
pHi содержание ионов водорода при разовом замере;
[O2]i содержание растворенного кислорода при разовом замере,
при этом при значении показателя менее 5,7 водоем считают дистрофным, при значении показателя больше 5,7, но меньше 7,0 ультралиготрофным, при значении 7,0 олиготрофным, от значения более 7,0 но менньше 8,3 - мезотрофным, а при значении показателя, большем либо равном 8,3 эвтрорным.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU925044510A RU2050128C1 (ru) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Способ определения экологического состояния пресноводных водоемов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU925044510A RU2050128C1 (ru) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Способ определения экологического состояния пресноводных водоемов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2050128C1 true RU2050128C1 (ru) | 1995-12-20 |
Family
ID=21605399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU925044510A RU2050128C1 (ru) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | Способ определения экологического состояния пресноводных водоемов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2050128C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492641C1 (ru) * | 2012-03-11 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ определения экологического состояния водоемов |
| RU2559561C1 (ru) * | 2014-04-04 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Способ оценки риска размножения сине-зеленых водорослей в водоеме |
| RU2632720C1 (ru) * | 2016-04-22 | 2017-10-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Гидрохимический институт" (ФГБУ "ГХИ") | Способ оценки трофности водных объектов |
| RU2820684C1 (ru) * | 2023-10-19 | 2024-06-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") | Способ оценки качества дренажных вод с орошаемых земель |
-
1992
- 1992-05-28 RU SU925044510A patent/RU2050128C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Федоров В.Д. О методах излучения фитопланктона и его активности. М.: МГУ, 1979, с.49-61. * |
| 2. Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Минск, 1960, с.181-183, 299. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492641C1 (ru) * | 2012-03-11 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Способ определения экологического состояния водоемов |
| RU2559561C1 (ru) * | 2014-04-04 | 2015-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Способ оценки риска размножения сине-зеленых водорослей в водоеме |
| RU2632720C1 (ru) * | 2016-04-22 | 2017-10-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Гидрохимический институт" (ФГБУ "ГХИ") | Способ оценки трофности водных объектов |
| RU2820684C1 (ru) * | 2023-10-19 | 2024-06-07 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации" (ФГБНУ "РосНИИПМ") | Способ оценки качества дренажных вод с орошаемых земель |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zumstein et al. | Circulation of pedogenic and aquagenic organic matter in an eutrophic lake | |
| Garver et al. | Inherent optical property inversion of ocean color spectra and its biogeochemical interpretation: 1. Time series from the Sargasso Sea | |
| Geider | Algal photosynthesis | |
| Kahle et al. | Bioaccumulation of trace metals in the copepod Calanoides acutus from the Weddell Sea (Antarctica): comparison of two-compartment and hyperbolic toxicokinetic models | |
| Dutka et al. | Comparison of several microbiological toxicity screening tests | |
| Dubelaar et al. | High frequency monitoring reveals phytoplankton dynamics | |
| KR100466305B1 (ko) | 조류를 이용한 수질감시방법 | |
| RU2514115C2 (ru) | Устройство и способ для определения токсичности жидких сред | |
| JPH06500627A (ja) | オプションとして取外し可能な貯留セルを備えた貯留化学センサ | |
| US9448170B2 (en) | Harmful substance evaluating method and harmful substance evaluation kit | |
| Lasserre | Metabolic activities of benthic microfauna and meiofauna: recent advances and review of suitable methods of analysis | |
| RU2050128C1 (ru) | Способ определения экологического состояния пресноводных водоемов | |
| KR101037960B1 (ko) | 파래의 포자 방출을 이용하여 독성을 진단하기 위한 키트 및 방법 | |
| van Hoof et al. | Evaluation of a biomonitor based on the phototactic behaviour of Daphnia magna using infrared detection and digital image processing | |
| Herbland | The soluble fluorescence in the open sea: distribution and ecological significance in the equatorial Atlantic Ocean | |
| Manusadžianas et al. | Wastewater toxicity assessment using the electrophysiological response of a charophyte Nitellopsis obtusa | |
| RU2369091C2 (ru) | Способ дифференциации мезотрофного и эвтрофного состояния пресных непроточных водоемов | |
| KR100653101B1 (ko) | 파래를 이용한 수질 독성 평가 방법 | |
| WO1984000384A1 (en) | Method for the performance of a mutagenicity test | |
| Champagne et al. | Time series relationships between chlorophyll-a, physicochemical parameters, and nutrients in the Eastern Harbour of Alexandria, Egypt | |
| Devlin et al. | Water quality-field and analytical procedures | |
| Berman et al. | The measurement of phytoplankton parameters in nature | |
| RU2222003C2 (ru) | Способ биотестирования природных, сточных вод и водных растворов | |
| Hohenegger et al. | Growth of the foraminifer Nummulites venosus in nature and culture | |
| Hönisch | Stable isotope and trace element composition of foraminiferal calcite-from incorporation to dissolution |