Дипломная работа на тему: Исследование токсикологических характеристик новых высокомолекулярных флокулянтов

Введение

Большинство способов очистки природных и производственных сточных вод, а также способов уплотнения и обезвоживания осадков различного типа основано на применении реагентов. В последние годы в качестве реагентов все большее распространение приобретают водорастворимые высокомолекулярные вещества - флокулянты. Их использование позволяет улучшить качество очистки, повысить производительность очистных сооружений, а некоторые технологические методы, например центрифугирование, вообще невозможно осуществить без применения флокулянтов.

Одним из важных показателей для применения реагента в качестве флокулянта являются его токсикологические характеристики, так как для очистки воды могут применяться полимеры, не действующие на человека, животных, фауну и флору водоемов.

Для проведения токсикологической оценки и контроля качества воды имеется множество приборов как отечественного, так и зарубежного производства. Перспективным методом оценки эколого-токсикологических характеристик воды, прошедшей обработку реагентами является биологический метод оценки состояния водоема, который позволяет решить задачи, разрешение которых с помощью гидрофизических и гидрохимических методов невозможно. Оценка степени загрязнения водоема по составу живых организмов позволяет быстро установить его санитарное состояние, определить степень и характер загрязнения и пути его распространения в водоеме, а также дать количественную характеристику протекания процессов естественного самоочищения.

Среди особых преимуществ биологических методов следует отметить то, что они чувствительны к большому спектру химических веществ и позволяют фиксировать негативные изменения в природной среде при низких концентрациях загрязнителей.

Изучение эколого-токсикологических характеристик новых реагентов, применяемых в процессах водоочистки, позволит разработать как оптимальные технологии их получения, так и определить предельно-допустимые концентрации этих веществ в воде.

Учитывая сказанное, мы полагаем, что исследование токсикологических характеристик новых реагентов для очистки воды и выявление чувствительных тест-объектов для этих целей является весьма актуальной задачей.

Цели настоящей работы заключались в выявлении новых индикаторов для биотестирования и исследовании ранее неизученных токсикологических характеристик гуанидинсодержащих сополимеров акриламида.

Глава I. Обзор литературы

Оглавление

- Введение

- Обзор литературы 1.1 Особенности использования методов биотестирования и биоиндикации для мониторинга состояния окружающей среды

- Контроль качества природных и сточных вод на биоиндикаторе Daphnia magna Strauss

- Динамика смертности и продолжительность жизни лабораторной культуры D. magna

- Чувствительность Daphnia magna Strauss к химическим препаратам

- Чувствительность к бихромату калия

- Чувствительность к хрому

- Чувствительность к меди

- Чувствительность к дибутилфталату

- Чувствительность к имазалил-сульфату

- Лазерная автодинная интеферометрия динамических параметров биообъектов Daphnia magna Strauss

- Выживаемость и поведенческая активность Daphnia magna как критерий качества р. Протвы в районе г. Обнинска

- Экспериментальное биотестирование качества воды реки Днепр

- Оценка качества реки Волга методом биотестирования

- Оценка токсичности сточных вод завода по переработке

- 10 Изучение токсичности стоков Марийского целлюлозно-бумажного комбината на Daphnia magna Strauss Глава II. Экспериментальная часть

- Подготовка исходных реагентов

- Синтез мономерной соли на основе метакриловой и акриловой кислоты и гуанидина

- Синтез сополимеров

- Биологические тест-объекты и показатели, используемые при установлении эколого- токсикологических нормативов

- Методики биотестирования

- Общая методика определения токсичности воды на дафниях

- Методика биотестирования синтезированных сополимеров на дафниях Daphnia magna Strauss

- Методика биотестирования на хирономидах Chironomus dorsalis

- Методика биотестирования на комарах обыкновенных Culex sр

- Методика битестирования на водных жесткокрылых Platambus maculatus, Haliplus flavicolis и Gyrinus sр Глава III. Обсуждение результатов

- Выводы

- Литература

Заключение

1) Впервые исследованы эколого-токсикологические характеристики новых флокулянтов - гуанидинсодержащих сополимеров акриламида методом биотестирования.

2) Показано, что токсичность сополимеров зависит от состава и концентрации, определены оптимальные условия их применения. Обнаружено, что токсичность сополимеров акриламида уменьшается с увеличением содержания гуанидинсодержащего мономера.

3) Выявлены новые биоиндикаторы для оценки токсичности сополимеров - личинки комаров обыкновенных, личинки поденок, жуки-вертячки, некоторые из которых оказались более чувствительными по сравнению с дафниями.

4) Разработаны методики оценки токсикологических свойств водных растворов полимеров с использованием выявленных биоиндикаторов.

5) Оценена чувствительность новых биоиндикаторов по отношению к ряду сополимеров и обнаружено, что наиболее чувствительным биоиндикатором являются личинки комара обыкновенного (Culex sр.).

Список литературы

1. Шуберт Р. Основные принципы методов биоиндикации // Изучение загрязнения окружающей природной среды и его влияния на биосферу: Матер. 3 заседания Международной рабочей группы по проекту № 14 МАБ ЮНЕСКО. Л., 1986. С. 112-122.

2. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.

3. Филиппова Л.М., Инсаров Г.Э., Семевский Ф.Н. и др. О структуре и задачах экологического мониторинга // Проблемы экологического мониторинга и моделирование экосистем. Л., Гидрометеоиздат. 1978. Т. 1. С. 19-32.

4. Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. Л., Гидрометеоиздат. 1989. Вып. 2. - 277с.

5. Макрушин А.В. Биологический анализ качества вод. Л., ЗИН. 1974. - 60 с.

6. Винберг Г.Г., Алимов А.Ф., Балушкина Е.В., и др. Опыт применения разных систем биологической индикации загрязнения вод // Научные основы контроля качества поверхностных вод по гидробиологическим показателям. Л., Гидрометеоиздат. 1977. С. 124-131.

7. Брагинский Л.П. Некоторые принципы классификации пресноводных экосистем по уровням токсической загрязненности // Гидробиол. журн. 1985. Т. 21. № 6. С. 65-74.

8. Зенин А.А., Белоусова Н.В. Гидрохимический словарь. Л., 1988. - 235С.

9. Строганов Н.С., Исакова Е.Ф., Колосова Л.В. Метод биотестирования качества вод с использованием дафний // Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. 1989. Вып. 1. - 78 с.

10. Лесников Л.А., Исакова Е. Ф., Колосова Л. В. Опыты на дафниях // Метод. Рекомендации по установлению ПДК загрязняющих веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. М., 1986. 102 с.

11. Методическое руководство по биотестированию воды. РФ-118-02-90 / Под ред. А.Н. Крайнюковой. М., 1991. 87 с.

12. Лакин Г.Ф. Биометрия. М., 1990. - 348 с.

13. Исакова Е.Ф. Сезонные изменения фактической плодовитости Daphnia magna в лабораторной культуре // Гидробиол. Журнал. 1980. Т. 16. №4

14. Кокова В.Е. Непрерывное культивирование беспозвоночных. Новосибирск, 1982. - 231 с.

15. Гиляров А.М. Популяционная экология. М., 1990. - 467 с.

16. Пятаков М.Л. По поводу сезонного изменения плодовитости у ветвистоусых // Зоологический журнал. Т. 35. Вып. 12.

17. Брагинский Л.П. Методологические аспекты токсикологического биотестирования на Daphnia magna Str. и других ветвистоусых ракообразных (критический обзор) // Гидробиол. журн. - 2000. - Т. 36, № 5. - С.50-70.

18. Голубев А.А. и др. Количественная токсикология. - Л.: Медицина, 1973. - 286с.

19. Дятлов С.Е. Микробиотесты: новый подход в оценке токсичности водной среды // Наук. зап. Тернопiльського держ. педагог. унiверситету. - Сер: Бiологiя. - 4(15) Спец. вiпуск: Гiдроекологiя. - 2001. - С.128-129.

20. Смирнов Н.Н. Биология ветвистоусых ракообразных / Зоология беспозвоночных - 3. - М., 1974. - 115 с. (Итоги науки и техники, ВИНИТИ АН СССР).

21. Метелев В.В., Канаев А.И., Дзасохова Н.Г. Водная токсикологния. - М.: Колос, 1971. - 246с.

22. Методическое руководство по биотестированию воды. РД-118-02-90. - М., 1991. - 49с.

23. Брагинский Л.П. Интегральная токсичность водной среды и ее оценка с помощью методов биотестирования // Гидробиол. журн. - 1978. - №1. - с.77-83.

24.Филенко О.Ф., Медянкина М.В. Роль донных грунтов в модификации токсичности загрязняющих веществ (на примере бихромата калия и сульфата имазолила) // Токсикологический вестник. - №4, - 2006, с. 7-11.

25.Медянкина М.В., Филенко О.Ф., Широков Д.А. Влияние донных осадков на токсичность тяжелых металлов для дафний. 1. Хром // Экологические приборы и системы. - №12, - 2006, с. 39-42.

26.Исакова Е.Ф., Медянкина М.В. Влияние донных отложений на токсичность хрома и меди в водной среде // Тезисы докладов Всероссийской конференции с участием стран ближнего зарубежья "Экология пресноводных экосистем и состояние здоровья населения", 25-28 апреля, г. Оренбург, с. 14-15.

27.Филенко О.Ф., Медянкина М.В. Роль состава донного грунта в модификации токсичности загрязняющих веществ (бихромата калия и сульфата имазалила) // Тезисы докладов Международной конференции "Современные проблемы водной токсикологии", 20-24 сентября 2005 года, п. Борок Ярославской обл., с. 151-152.

28. Кикнадзе Г.С., Есаков Б.П., Комаров В.М. Опыт оценки степени загрязнения водной среды по изменениям периода биения сердца дафнии. Научный центр биологических исследований АН СССР в Пущине, 1983. 13 с.

29. Колпаев Б.И. // Методы биотестирования вод. Сб. статей. Черноголовка, 1988. - 103 с.

30. Гершензон Е.М., Тманов Б.Н., Левит Б.И. // Изв. Вузов. Радиофизика. 1980. Т. 23. №5. С. 534-541.

31. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Вагарин В.А. // ПТЭ. 1994. №6. С. 162-165.

32. Усанов Д.А., Скрипаль А.В., Вагарин В.А., Васильев М. Р. // Зарубежная радиоэлектроника. 1995. №6. С. 43-48.

33. Чечеткина Е.А. Выживаемость и поведенческая активность Daphnia magna как критерий оценки качества р. Протвы в районе г. Обнинска // Научная сессия МИФИ - 2005. С. 122 - 124.

34. Тушмалова. Н.А., Егорова Е.И. Использование поведенческих реакций гидробионтов в системе оценки качества окружающей среды. Учебное пособие. Обнинск: ИАТЭ, 2003.

35. Егорова Е.И., Белолипецкая В.И. Биотестирование и биоиндикация окружающей среды. Учебное пособие. Обнинск: ИАТЭ, 2000. 83с.

36. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды. Учебное пособие для инженера-эколога // Под ред. А. Ф. Порядиа, А. Д. Хованского, изд-во дом "Прибой", 1996.

37. Павлечко В.Н., Курлович Т.А. Анализ степени опасности сбросов загрязняющих веществ в поверхностные воды // Сб. научн. обеспеч. республ. компл. программы охраны окруж. среды на 1991-1995гг. Сб. статей по РНТП 75.02 р.: "Охрана природы". - Мн., 1995. -С. 6-9.

38. Методическое руководство по биотестированию воды РД 11 8-02-90.- М., 1990, - 72 с.

39. Линник П.М. Формы нахождения тяжелых металлов в природных водах - составная часть эколого-токсикологической характеристики водных экосистем // Водные ресурсы. -1989. - №1. - С 123-135.

40. Тиво П.Ф.. Быцко И.Г. Тяжелые металлы и экология. - Мн.: ЮНИПОЛ, 1966. - 192 с.

41. Карюхина Г.А, Чурбанова И.Н. Контроль качества воды, М.,1977. - 245 с.

42. Патин С.А. Биотестирование как метод изучения и предотвращения загрязнения водоемов. Ленинград. 1987. - 179 с.

43. Брагинский Л.П., Величко И.М., Щербань Э.П. Пресноводный планктон в токсической среде. Киев. Изд. Наукова думка. 1987г. - 217 с.

44. Плохинский Н.А. Биометрия. Изд-во МГУ, 1970. - 506 с.

45. Фомина Е.С., Трошина Е.А. Биоиндикация и биотестирование как методы определения загрязненности водных объектов // Сборник статей V Международной научной конференции студентов и аспирантов "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", 12-14 апреля 2006г., Донецк.

46. Морозова О.Г., Бабаева Н.Н., Морозов С.В., Репях С.М. Влияние затопленных растительных остатков на формирование гидрохимического режима водоема-охладителя Березовской ГРЭС -1. // Химия растительного сырья. 2001. №1. С. 89-92.

47. Крайнюкова А.Н. Биотестирование в охране вод от загрязнения // Методы биотестирования вод: Сб. Под ред. А.Н. Крайнюковой. Черноголовка, 1998. С. 4-14.

48. Самойлов К., Вальтер Е. О загрязненности и роли залива на о. Лопатинском в обезвреживании промышленных сточных вод. // "Экообраз" - 1996. №2.

49. Лесников Л.А. Методика оценки влияния воды из природных водоёмов на дафний. В кн.: "Методики биологических исследований по водной токсикологии. Изд-во "Наука".1971. - 228 с.

50. Мариева Т. Биотестирование сточных вод МЦБК, СШ-1, г. Волжск

51. Строганов Н.С. Методика определения токсичности водной среды. Ленинград.1987. - 215 с.

52. Методическое руководство по биотестированию воды РД 118-02-90. М.: 1991.

53. Инструкцией по отбору проб для анализа сточных вод НВН 33-5.3.01-85(14) - с. 46.

54. ГОСТ 17.1.5.05-85(15).

56.Химическая энциклопедия / под ред. И.Л.Кнунянца. 1988, М., Т. 1 с. 617.

57. М.Д. Машковский, Лекарственные средства, Торсинг, Харьков, 1997, т.1, 544с., т.2, 591с.

58. П.А. Гембицкий, И.И. Воинцева.Полимерный биоцидный препарат полигексаметиленгуанидин. Полиграф, Запорожье, 1998, 42 с.

59. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод.- М.: Стройиздат, 1984.-200 с.

60. Платэ Н.А., Васильев А.Е. Физиологически активные полимеры. - М.: Химия, 1986, с.296.