4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ НОРМАТИВОВ КАЧЕСТВА ВОДЫ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ, В ТОМ ЧИСЛЕ НОРМАТИВОВ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ВОДАХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ РЫБОХОЗЯЙСТВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ

    Влияние   вещества   на  показатели  водной  среды  характеризуется  по
органолептическим  (запах,  цвет,  прозрачность, мутность, взвесь, осадок),
гидрохимическим  (кислород,  pH,  нитриты, нитраты, аммоний) показателям, а
также  по показателям, характеризующим самоочищение воды (БПК , численность
                                                             5
сапрофитных микроорганизмов).

4.1. Оценка влияния вещества на органолептические показатели воды

Органолептические показатели воды при различных концентрациях вещества характеризуют по изменению запаха и цвета, вязкости, опалесценции. А также по изменению прозрачности, мутности, взвеси, образованию осадка в воде - указанные показатели определяют с помощью цилиндра высотой 40 см, емкостью 1 л, на белом основании с темными полосами, нанесенными крестообразно. Определение производят в хорошо освещенных помещениях, но не на прямом солнечном свету.

Запах воды при различных концентрациях вещества определяют при комнатной температуре непосредственно из колбы с притертой пробкой. Для этого открывают пробку и слегка втягивают носом воздух из колбы у самого ее горлышка и оценивают наличие запаха.

При этом отмечают интенсивность запаха по пятибальной шкале (Таблица 4.1.1).

Характер запаха определяют описательно: хлорный, землистый, болотный, хлорфенольный, запах нефти и нефтепродуктов, навозный, гнилостный и т.д.

Таблица 4.1.1

Шкала определения запаха по его интенсивности

Цвет среды с разными концентрациями вещества сравнивают с цветом контрольной среды, отмечая его интенсивность в каждой концентрации и отмечая концентрацию, при которой цвет среды не отличается от контроля.

Прозрачность. Границей изменения прозрачности считают глубину в сантиметрах, при которой исчезает четкая видимость линий на диске основания цилиндра.

Мутность воды характеризуют описательно: слабая опалесценция, опалесценция, сильная опалесценция, слабая мутность, заметная мутность, сильная мутность.

Осадок характеризуется по его величине - ничтожный, незначительный, заметный, большой. В случае большого осадка указывается толщина слоя осадка в отношении общего объема воды. При качественной характеристике указывают свойства осадка: кристаллический, аморфный, хлопьевидный, илистый, песчаный и т.п., отмечается также цвет осадка - бесцветный, серый, бурый и т.п.

В качестве примера приводится табличная запись отмечаемых изменений органолептических показателей воды при различных концентрациях вещества (карбоксиметилированный крахмал, таблица 4.1.1.а).

Таблица 4.1.1.а

Влияние карбоксиметилированного крахмала
на органолептические показатели водной среды

4.2.1. Вводные замечания

Нарушение жизнедеятельности бактериального населения под действием химических веществ может привести к изменению качества водной среды и, в конечном итоге, к деградации экосистемы водного объекта. В связи с этим, при установлении ПДК вещества следует определять его влияние на разные группы бактерий-минерализаторов. Для экспериментального исследования предлагается следующая цепочка объектов:

а) сапрофиты, растущие на мясопептонном агаре (МПА), разведенном в 10 раз (МПА:10);

б) нитрификаторы 1-й фазы;

в) нитрификаторы 2-й фазы.

4.2.2. Характеристика тест-объекта

Наибольшей физиологической активностью обладают сапрофиты, первыми начинающие процесс минерализации, разлагая азотсодержащую органику до аммонийного азота. Их сменяют нитрификаторы 1-й фазы, окисляющие аммонийный азот до нитритов, а затем - нитрификаторы 2-й фазы, окисляющие нитриты до нитратов.

Для регистрации состояния бактерий в экспериментах предлагается следующий набор основных показателей:

а) Численность сапрофитов. Если исследуемое вещество легко усваивается бактериями, их численность значительно возрастает, превышая численность в контроле, а если токсично - количество микроорганизмов снижается.

    б)   Дыхание   бактерий.   Определяется   по   БПК .   Этот  показатель
                                                      5
характеризует физиологическую активность бактерий и не всегда коррелирует с
численностью  бактерий  (в  связи с тем, что токсическое действие некоторых
ксенобиотиков выражается в увеличении численности бактерий на фоне снижения
их физиологической активности).

в) Концентрация растворенного кислорода. Показатель аэробного состояния среды.

г) Аммонийный азот. Продукт метаболизма сапрофитов-аммонификаторов.

д) Азот нитритов. Продукт метаболизма нитрификаторов 1-й фазы.

е) Азот нитратов. Продукт метаболизма нитрификаторов 2-й фазы.

ж) pH среды. Показатель активной реакции среды.

Длительность наблюдения обусловлена сроком полной минерализации азотсодержащей органики в нормальных условиях до стабильной формы азота в виде нитратов. Момент окончания опыта определяют выходом концентрации нитратов в контрольном экспериментальном сосуде на стационарный уровень (плато), что происходит на 25 - 30-е сутки.

4.2.3. Проведение исследований

4.2.3.1. Необходимое оборудование:

термостат-стерилизатор;

термостат с водяной рубашкой для поддержания температуры 20 °C;

автоклав;

фотоэлектроколориметр или спектрофотометр;

потенциометр;

мерные колбы на 50, 100, 200, 250, 500 и 1000 см3;

стеклянные кристаллизаторы на 5 дм3;

кислородные склянки вместимостью около 200 см3;

чашки Петри;

пробирки, бюретки.

    4.2.3.2.   Предварительный   опыт   проводят   с   пятью   или   шестью
концентрациями    исследуемого   вещества,   различающимися   на   порядок.
Исследование проводят в стеклянных кристаллизаторах, наполовину заполненных
природной   водой   из  чистого  водного  объекта,  профильтрованной  через
мельничное  сито  N  76.  Во  все сосуды вносят пептон из расчета 3 мг/дм3,
который  обеспечивает  БПК ,  не  превышающее 5 мгO /дм3, и соответствующее
                          5                        2
количество  исследуемого вещества. В контрольный сосуд исследуемое вещество
не вносят.

В предварительном опыте контролируется только один показатель - численность сапрофитов, растущих на МПА:10. Посевы проводят в трехкратной повторности глубинным методом. Чашки Петри с посевами инкубируют при температуре 20 +/- 2 °C в течение двух суток, после чего просчитывают количество выросших колоний. Отбор проб для посевов проводят ежедневно в течение 4 - 5 суток. На основании полученных результатов планируют основной опыт.

При работе с искусственной морской водой - в подготовленную искусственную морскую воду (п. 2.10 Приложения 1) вносят предварительно выращенную на МПА морскую естественную микрофлору из природной морской воды или морского аквариума (из расчета 1 тыс. кл/мл). Выдерживают при комнатной температуре в течение недели (время адаптации) - для размножения бактерий и стабилизации гидрохимических параметров. После этого проводят токсикологический эксперимент.

4.2.3.3. Основной опыт ставят при тех же условиях, что и предварительный опыт. Оценивают действие вещества в пяти концентрациях, из которых максимальной служит та наименьшая концентрация, которая в предварительном опыте снижала численность сапрофитов по сравнению с контролем более чем на 25%. Другие концентрации различаются не более чем в 5 раз. Опыт проводят в трех повторностях.

4.2.4. Учет и анализ результатов

В ходе длительного опыта учитывают следующие показатели:

pH - в исходные, на 10, 20 и 30 сутки;

растворенный кислород - в исходные, на 3, 5, 7, 10 и 15 сутки;

численность сапрофитов, растущих на МПА:10, - в исходные, на 1, 3, 5 и 7 сутки;

    БПК  - в исходные, на 1, 3, 5 и 7 сутки;
       5

азот аммонийный - в исходные, на 1, 3, 5, 7, 10 и 15 сутки;

азот нитритов - на 5, 7, 8, 9, 10, 12 и 15 сутки;

азот нитратов - на 7, 9, 10, 12, 15, 20, 25 и 30 сутки.

Химические определения проводят по общепринятым методикам.

Результаты перечисленных определений обрабатывают статистически и оценивают достоверность отклонения опытных величин от контрольных. Допустимыми концентрациями считаются такие, которые не вызывают достоверного отклонения исследуемых показателей от контрольных.