sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556620030139sergeogr-1095Research ArticleПриродопользование и геоэкологияNatural Recourse Use and GeoecologyГидроэкологические особенности поверхностных вод углепромышленных территорий Восточного ДонбассаSurface Water Hydroecological Peculiarities of Eastern Donbass Coal-Mining AreasЗакруткинВ. Е.ZakrutkinV. E.

Ростов-на-Дону

Rostov-on-Don

РешетнякО. С.ReshetnyakO. S.

Ростов-на-Дону

Rostov-on-Don

olgare1@mail.ruБакаеваЕ. Н.BakaevaE. N.

Ростов-на-Дону

Rostov-on-Don, Moscow

Южный федеральный университетРоссияSouth Federal UniversityRussian FederationЮжный федеральный университет; Гидрохимический институтРоссияSouth Federal University; Hydrochemical InstituteRussian FederationЮжный федеральный университет; Гидрохимический институт; Институт водных проблем, РАНРоссияSouth Federal University; Hydrochemical Institute; Water Problems InstituteRussian Federation202029062020843451460Copyright © Закруткин В.Е., Решетняк О.С., Бакаева Е.Н., 20202020Закруткин В.Е., Решетняк О.С., Бакаева Е.Н.Zakrutkin V.E., Reshetnyak O.S., Bakaeva E.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1095

На основе данных гидрохимических исследований и оценки токсичности поверхностных вод по результатам биотестового анализа разработан новый подход к оценке качества вод рек Восточного Донбасса в зоне влияния техногенных шахтных вод. Основу подхода составляет использование регионального фона, комплекса гидрохимических и биотестовых данных по набору биотестов. Разработана шкала интегральной оценки качества вод с выделением 5 классов. Оценочная шкала учитывает степень загрязненности вод по аналитическим данным и степень токсичности. Оценки качества воды показали, что в пределах бассейнов Северского Донца и Тузлова в целом оно меняется от 2-го класса (“слабо загрязненные”) до 4-го класса (“сильно загрязненные”), а по данным о степени токсичности — от 1-го класса (“условно нетоксичные”) до 3-го класса (“токсичные”). Данные аналитических методов не всегда согласуются с результатами биотестового анализа, что связано с различной биодоступностью загрязняющих веществ для биоты. Итоговую оценку качества речных вод надо проводить с учетом их класса по гидрохимическим данным с указанием возможной биодоступности токсикантов для гидробионтов.

For the first time a new approach has been developed to assess the water quality of the Eastern Donbass rivers in the zone of man-made mine waters’ influence. The approach is based on the data of hydrochemical studies and surface water toxicity assessment by the results of biotest analysis. The approach basis is the use of regional background, a complex of hydrochemical and biotest data on a set of biotesting. The scale of water quality integrated assessment with the allocation of 5 classes has been developed. The rating scale takes into account water pollution degree according to analytical data and toxicity degree, including options for combining the results of the three bioassays. Water quality assessment results showed that within the Seversky Donets and Tuzlov basins it varies as a whole from the 2nd class (“slightly polluted”) to the 4th class (“heavily polluted”), according to the toxicity level-from 1st class (“conditionally non-toxic”) to the 3rd class (“toxic”). Analytical methods data are not always consistent with biotest analysis results, which is associated with different bioavailability of pollutants to biome. The final river waters quality assessment should be carried out taking into account the waters class according to hydrochemical data and with indication of the possible toxicants’ bioavailability for aquatic organisms.

качество водыгидрохимические исследованиябиотестированиестепень токсичностифоновые концентрациисуммарный показатель загрязнениябиодоступность токсикантаинтегральная оценкареки Восточного Донбассатехногенные шахтные водыwater qualityhydrochemical studiesbiotest analysisdegree of toxicitybackground concentrationstotal pollution indicatortoxicant bioavailabilityintegral assessmentrivers of the Eastern Donbassman-made mine watersReferencesБакаева Е.Н., Никаноров А.М. Биологические подходы к оценке экотоксикологического состояния водных экосистем // Изв. ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2015. № 1. С. 72-83.Bakaeva E.N., Nikanorov A.M. Biological approaches to the assessment of the ecotoxicological state of aquatic ecosystems. Izv. Vuzov. Severo-Kavkazskii Reg., Ser. Estestv. Nauki, 2015, no. 1, pp. 72-83. (In Russ.).Булгаков Н.Г., Левин А.П., Максимов В.Н. Прогноз состояния экосистем и нормирование факторов среды в водных объектах Нижнего Дона // Изв. РАН. Сер. биол. 1995. № 2. С. 218-255.Bulgakov N.G., Levich A.P., Maksimov V.N. Forecast of the state of ecosystems and rationing of environmental factors in water bodies of the Lower Don. Izv. Akad. Nauk, Ser. Biol., 1995, no. 2, pp. 218-255. (In Russ.).Булгаков Н.Г., Левич А.П., Максимов В.Н. Региональный экологический контроль на основе биотических и абиотических данных мониторинга // Экологический мониторинг: Учеб. пособие / под ред. Д.Б. Гелашвили. Ч. 5. Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 1998. С. 93-259.Bulgakov N.G., Levich A.P., Maksimov V.N. Regional environmental control based on biotic and abiotic monitoring data. In Ekologicheskii monitoring [Environmental Monitoring], vol. 5. Gelashvili D.B., Ed. Nizhny Novgorod: Nizhegorodskii Gos. Univ., 1998, pp. 93-259. (In Russ.).Вопросы экологического нормирования и разработка системы оценивания состояния водоемов: Материалы Объединенного Пленума Научного совета ОБН РАН по гидробиологии и ихитологии, Гидробиологического общества при РАН и Межведомственной ихтиологической комиссии. Москва, 30 марта 2011 г. / отв. ред. Д.С. Павлов, Г.С. Розенберг, М.И. Шатуновский. М.: Товарищество научных изданий КМК, 2011. 196 с.Voprosy ekologicheskogo normirovaniya i razrabotka sistemy otsenivaniya sostoyaniya vodoemov [Problems of Environmental Regulation and Development of a System for Assessing the State of Reservoirs]. Pavlov D.S., Rozenberg G.S., Shatunovskii M.I., Eds. Moscow: KMK Publ., 2011. 196 p.Закруткин В.Е., Скляренко Г.Ю., Бакаева Е.Н., Ре-шетняк О. С., Гибков Е.В., Фоменко Н.Е. Поверхностные и подземные воды в пределах техногенно нарушенных геосистем Восточного Донбасса: формирование химического состава и оценка качества. Ростов-н/Д.: Изд-во Южного федерального ун-та, 2016. 170 с.Zakrutkin V.E., Sklyarenko G.Yu., Bakaeva E.N., Reshetnyak O.S., Gibkov E.V., Fomenko N.E. Po-verkhnostnye i podzemnye vody v predelakh tekhnogenno narushennykh geosistem Vostochnogo Donbassa: formiro-vanie khimicheskogo sostava i otsenka kachestva [Surface and Groundwater within the Technologically Disturbed Geosystems of the Eastern Donbass: the Formation of the Chemical Composition and Quality Assessment]. Rostov-on-Don: Yuzhn. Federal’n. Univ., 2016. 170 p.Закруткин В.Е., Гибков Е.В., Скляренко Г.Ю., Ре-шетняк О.С. Сравнительная оценка качества поверхностных и подземных вод Восточного Донбасса по гидрохимическим показателям // Изв. ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2016. № 2. С. 91-99.Zakrutkin V.E., Gibkov E.V., Sklyarenko G.Yu., Reshetnyak O.S. Comparative assessment of the quality of surface and groundwater of Eastern Donbass by hydrochemical indicators. Izv. Vuzov. Severo-Kavkazskii Reg., Ser. Estestv. Nauki, 2016, no. 2, pp. 91—99. (In Russ.).Закруткин В.Е., Решетняк О.С., Бабаян Г.Г., Гибков Е.В., Саакян Г.А., Решетняк В.Н. Современный химический состав и тенденции пространственновременной изменчивости качества речных вод Восточного Донбасса // Изв. ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2017. № 2. С. 101-109.Zakrutkin V.E., Reshetnyak O.S., Babayan G.G., Gibkov E.V., Saakyan G.A., Reshetnyak V.N. Modern chemical composition and trends of spatial and temporal variability in the quality of river waters in Eastern Donbass. Izv. Vuzov. Severo-Kavkazskii Reg., Ser. Estestv. Nauki, 2017, no. 2, pp. 101 — 109. (In Russ.).Никаноров А.М. Научные основы мониторинга качества вод. СПб.: Гидрометеоиздат, 2005. 576 с.Nikanorov A.M. Nauchnye osnovy monitoringa kachestva vod [Scientific Basis for Water Quality Monitoring]. St. Petersburg: Gidrometeoizdat Publ., 2005. 576 p.Никаноров А.М., Брызгало В.А., Решетняк О.С., Косменко Л.С. Обоснование необходимости разработки региональных критериев оценки качества воды и состояния водных экосистем: Сб. трудов V Международного конгресса “Чистая вода. Казань” (26—28 марта 2014 г.). Казань: Типогр. ООО “Куранты”, 2014. С. 149-152.Nikanorov A.M., Bryzgalo V.A., Reshetnyak O.S., Kosmenko L.S. Rationale for the development of regional criteria for assessing water quality and the status of aquatic ecosystems. In Sbornik trudov V Mezhdun-arodnogo kongressa “CHistaya voda. Kazan’” 26—28 marta 2014g. [Proc. V Int. Congress “Clean Water. Kazan” 26—28 March 2014]. Kazan: Kuranty Publ., 2014, pp. 149-152. (In Russ.).РД 52.24.566-94. Рекомендации. Методы токсикологической оценки загрязнения пресноводных экосистем. Введ. 1994-07-21. М.: ФСР Госкомгидромета, 1994. 130 с.RD 52.24.566-94. Recommendations. Methods of Toxicological Assessment of Pollution of Freshwater Ecosystems. Moscow: FSR Goskomgidrometa, 1994. 130 p. (In Russ.).РД 52.24.635-2002. Методические указания. Проведение наблюдений за токсическим загрязнением донных отложений в пресноводных экосистемах на основе биотестирования. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. 31 с.RD 52.24.635-2002. Methodical Instructions. Observation of Toxic Pollution of Bottom Sediments in Freshwater Ecosystems Based on Biotesting. St. Petersburg: Gidrometeoizdat Publ., 2002. 31 p. (In Russ.).РД 52.24.662-2004. Оценка токсического загрязнения природных вод и донных отложений пресноводных экосистем методами биотестирования с использованием коловраток. М.: Метеоагенство Росгидромета, 2006. 60 с.RD 52.24.662-2004. Assessment of Toxic Pollution of Natural Waters and Bottom Sediments of Freshwater Ecosystems by Biotesting Using Rotifers. Moscow: Meteoagenstvo Rosgidrometa, 2006. 60 p. (In Russ.).Решетняк О.С., Закруткин В.Е., Гибкое Е.В. Микроэлементы в речных водах Восточного Донбасса / Геоэкологические проблемы углепромышленных территорий: Сб. трудов научной конференции с международным участием (Ростов-на-Дону, 21-23 октября 2015 г.). Ростов-н/Д.: Изд-во Южного федерального ун-та, 2015. С. 283-295.Reshetnyak O.S, Zakrutkin V.E., Gibkov E.V. Trace elements in the river waters of the Eastern Donbass. In Geoekologicheskie problemy uglepromyshlennykh territorii [Geoecological Problems of Coal-Mining Territories]. Rostov-on-Don: Yuzhn. Fed. Univ., 2015, pp. 283-295. (In Russ.).Решетняк О.С. Методические аспекты оценки изменчивости состояния речных экосистем / Актуальные проблемы наук о Земле: сб. трудов научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием. Ростов-н/Д.: Изд-во Южного федерального ун-та, 2015. С. 407-409.Reshetnyak O.S. Methodological aspects of assessing the variability of river ecosystems. In Aktual’nye problemy nauk o Zemle [Actual Problems of Earth Sciences.]. Rostov-on-Don: Yuzhn. Fed. Univ., 2015, pp. 407409. (In Russ.).Сает Ю.Е., Рееич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 335 с.Saet Yu.E., Revich B.A., Yanin E.P., et al. Geokhimiya okruzhayushcheisredy [Environmental Geochemistry]. Moscow: Nedra Publ., 1990. 335 p.Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003. 463 с.Shitikov V.K., Rozenberg G.S., Zinchenko T.D. Kolichestvennaya gidroekologiya: metody sistemnoi identifikatsii [Quantitative Hydroecology: Methods of System Identification]. Tolyatti: Inst. Ekol. Volzhskogo Basseina Akad. Nauk, 2003. 463 p.Янин Е.П. Техногенные геохимические ассоциации в донных отложениях малых рек (состав, особенности, методы оценки). М.: ИМГРЭ, 2002. 52 с.Yanin E.P. Tekhnogennye geokhimicheskie assotsiatsii v donnykh otlozheniyakh malykh rek (sostav, osobennosti, metody otsenki) [Technogenic Geochemical Associations in Bottom Sediments of Small Rivers (Composition, Features, Assessment Methods)]. Moscow: IMGRE, 2002. 52 p.MauerF.L., EllersieckM.R. Manuel of acute toxicity interpretation and data base for 410 chemical and 66 species of freshwater animals // US Dep. Interior, Fish and Wildlife Service, 1986. 63 p.Mauer F.L., Ellersieck M.R. Manual of Acute Toxicity Interpretation and Data Base for 410 Chemical and 66 Species of Freshwater Animals. US Department of the Interior, Fish and Wildlife Service, 1986. 63 p.Schudoma D. Environmental Quality Objectives for Hazardous Substances in Aquatic Environment. Berlin: Unweltbundesamt, 2001. 181 p.Schudoma D. Environmental Quality Objectives for Hazardous Substances in Aquatic Environment. Berlin: Unweltbundesamt, 2001. 181 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.