¹Бойко О.В., ²Каниева Н.А., ¹Гханнам Хала Эльшахат Абдель Кадер

¹Астраханский государственный университет

²Астраханский государственный технический университет

Использование опок Черноярского месторождения Астраханской области для очистки воды и моллюсков от тяжелых металлов

В литературе описывается множество примеров нефтяного воздействия на двустворчатых моллюсков. Последствиями таких воздействий служат, гибель организмов, неправильное личиночное развитие, атрофия эпителия, изменения в потреблении кислорода, питании, выделении, росте, а также различные молекулярные, клеточные, биохимические и физиологические ответы, такие как ферментативная детоксикация или выведение нефтяных углеводородов, изменения в общей ферментативной активности, и, наконец, экофизиологические последствия - общее снижение жизнеспособности популяции, приводящее к изменениям на уровне экосистемы (Bayne et al., 1982; Lewis, 1982; Stricle etal., 1985; Moore et al., 1987; Neff et al., 1987; Lowe et al., 1981;Moore, Clarke, 1982; Couch, 1984; Pipe, Moore, 1985; Lowe, Pipe, 1985, 1986, 1987; Moore et al., 1989; McDowell, 2005).

Анализ содержания ионов металлов в загрязнной нефтью воде и мышечных тканях моллюсков, в ней обитавших, до и после очистки методом сорбции с использованием опок Черноярского месторождения Астраханской области показал, что концентрации всех ионов после сорбции значительно ниже, чем первоначальные.

Полученные нами в ходе эксперимента ряды содержание тяжелых металлов в воде выглядели следующим образом:

До добавления опок: Zn>Cu>As>Pb>Cd

После добавления опок: Zn>As>Cu>Pb>Cd

Эффективность очистке воды от ионов тяжелых металлов показала что, при содержании тяжелых металлов в контроле достаточно высокий эффект очистки наблюдается для ионов: кадмия - 70%; меди - 69,44%; свинца - 66,23%; цинка - 9,33% и мышьяка - 7,14%. С другой стороны, эффективность очистки от тяжелых металлов в загрязненной нефтью воде варьировались следующим образом: в концентрации 0,5мг/л нефти: меди - 67,33%;цинка - 55,40%; кадмия - 11,86%; свинца - 11,42% и мышьяка - 0,90%; в концентрации 1мг/л нефти: меди - 84,81%; кадмия - 73,21%; мышьяка - 21,42%; цинка - 18,84% и свинца - 3,03%; в концентрации 1,5 мг/л нефти: - меди 74,21%; свинца - 57,69%; кадмия - 42,10%; цинка - 16,12 % и мышьяка -15 %.

Ранее углубленные исследования по определению сорбционных свойств опок были проведены Алыковым Н.М. с соавт. Нами также было показано, что опоки обладают высокими сорбционными характеристиками и способны к эксплуатации в сорбционных циклах. Сорбционная очистка может быть использована как дополнение к уже имеющейся на предприятии реагентной схеме очистки стоков от тяжелых металлов с целью повышения ее эффективности. Следует признать, что опоки в качестве сорбента тяжелых металлов наиболее оптимально использовать до внесения моллюсков в предполагаемую среду обитания, если это требуется. Подобные выводы основаны на результатах измерения тяжелых металлов в тканях моллюсков.

Результаты наших дальнейших исследования показали, что различные металлы неодинаково накапливаются в мышечной ткани моллюсков:

до добавления опок: Zn> As> Cu> Cd>Pb

после добавления опок: As> Zn>Cd >Pb>Cu

Эффективность очистки моллюсков от ионов тяжелых металлов в контроле в порядке убывания выглядела следующим образом: от иона цинка - 88,19 %, кадмия - 57,39 %, меди - 54,54 %, свинца - 20 % и мышьяка - 8,67 %; в концентрации нефти 0,5мг/л в порядке убывания: от ионов свинца - 72,91 %, кадмия - 24,87 %, мышьяка - 21,54 %, цинка - 14,34 % и меди 4,34 %; в концентрации нефти 1 мг/л: от ионов меди - 93,42 %, свинца - 90 %, кадмия - 53,84 %, мышьяка - 45,08 %, цинка - 10,46 %; в концентрации 1,5 мг/л нефти: от иона кадмия - 66,66 %, меди - 63,63 %, свинца - 53,84 %, цинка - 49,36 % и мышьяка 6,73 %.

Суммируя все полученные нами данные можно сказать, что максимальное удаление меди - 93,42% было из воды, содержащей нефть в концентрации 1мг/л; свинца - 90% так же в концентрации 1мг/л нефти в воде; цинка - 88,19% в контроле; кадмия - 66,66% в воде с концентрацией нефти 1,5мг/л и мышьяка - 45,08% в воде с концентрацией нефти 1мг/л. В целом можно сказать, что максимальная эффективность очистки тканей моллюсков был от иона меди в воде с концентрацией 1мг/л нефти (93,42 %); и минимум эффективности очистки также от иона меди, но уже в воде с концентрацией 0,5 мг/л нефти (4,34 %).

Очевидно, что эффективность очистки тканей моллюсков выше, чем эффективность очистки воды. Весьма вероятно – это результат добавления опок, которые улучшают самоочищающие свойства моллюсков.

В то же время концентрации тяжелых металлов в моллюсках все же выше, чем в воде, так как моллюски поглощают и накапливают в своем теле тяжелые металлы. Двустворчатые относятся к группе биофильтраторов, потому и играют существенную роль в биологической очистке вод.