CC BY
74
72
Известия ДГПУ, №2, 2010
ного участка. В закрытых участках она достигает значений до 10 г/м2, в полуоткрытых рядом с зоной прибоя - до 25-30 г/м2. На открытых, относительно пологих участках в прибойной зоне после летнего продолжительного шторма может возрастать на порядок (до 250-300 г/м2 в первую очередь за счет фитомассы макрофитов). Во-вторых, от продолжительности и интенсивности прибоя. В-третьих, от положения биотопа относительно плоскости моря (вертикальная стенка, пологий берег). И, наконец, от числа видов, включенных в анализ, адаптации которых позволяют оставаться жизнеспособными в
Примечания
1. Алигаджиев М. М., Османов М. М., Амаева Ф. Ш., Абдурахманова А. А. Биоценозы обрастаний западных прибрежных мелководий Среднего Каспия // Кавказский вестник. 2000. № 2. С. 38-42.
2. Багиров Р. М. Количественное распределение морского обрастания на западном побережье Среднего и Южного Каспия // Изв. АН СССР. Сер. Биология. 1968. № 6. С. 17-24. 3. Зайко В. А., Магомедов М. P.-Д., Амаева Ф. Ш. Формирование обрастания в махачкалинском морском порту// Современные проблемы аридных и семиаридных экосистем юга России // Сб. научн. тр. Ростов на/Д. : Изд-во ЮНЦ РАН, 2006. С. 423-431. 4. Зевина Г. Б. Обрастания в морях СССР. М. : Изд-во МГУ, 1972. 265 с. 5. Имашова С. Н., Зайко В. А. Трофические группировки в обрастании махачкалинского морского порта // Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования. Астрахань, 2009. С. 144-146. 6. Кусакин О. Г. Некоторые закономерности распределения фауны и флоры в осушной зоне южных Курильских островов // Исследования дальневосточных морей СССР. 1961. Вып. 7. С. 312-343. 7. Кусакин О. Г. Литоральные сообщества // Биология океана. М. : Наука, 1977. T. 2. С. 111-133. 8. Мокиевский О. Б. Фауна рыхлых грунтов литорали западных берегов Крыма //Труды Ин-та океанологии АН СССР. 1949. T. 4. С. 124-159. 9. Lewis J. R. 1964. The Ecology of Rocky Shores. English Universities Press. London, 1964. 303 p. 10. Menge B. A., Olson A. M. Role of scale and environmental factors in regulation of community structure // Trends Ecol. Evol. 1990. V. 5. P. 52-57. 11. Paine R. T., Levin S. A. Intertidal landscapes: Disturbance and the dynamics of pattern // Ecol. Monogr. 1981. V. 51. P. 145-178. 12. Sousa W. P. The role of disturbance in natural communities //Annu. Rev. Ecol. Syst. 1984. V. 15. P. 353-391.
Статья поступила в редакцию 27.04.2010 г.
• • •
условиях без постоянного контакта с морской водой. Как видно из рассмотренной выше модели, каждый из отмеченных выше факторов, прямо или косвенно, оказался включенным в нашу модель оценки времени жизни супралиторального сообщества.
Анализ статмодели показал, что выбранные в качестве независимых факторы «участок исследования», «степень открытости волновому воздействию» с высокой степенью достоверности (р < 0,01) оказывают влияние на биомассу зообентоса наиболее полно - весной (43%), снижаясь соответственно до 36 и 31% летом и осенью.
УДК 551.46(556)
ТЕРМИНЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА ФОНОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
В МОРСКОЙ ВОДЕ
©гою Монахова Г.А., Татарников В.О.*, Попова Н.В.**
Дагестанский государственный университет *ГУ «Каспийский морской научно-исследовательский центр»
**000 «Каспийская нефтяная компания»
Естественные и точные науки
• • •
73
Дана новая трактовка термину «фоновая концентрация». Описан комплекс методов, предлагаемый для оценки фоновой концентрации, и результаты его апробации применительно к лицензионному участку ООО «Каспийская нефтяная компания» (КНК).
The authors of the article offer the new treatment of the “background concentration” term. They describe a complex of the methods suggested for assessment of background concentration, and results of these methods with regard to the license area belonging to “the Caspian Oil Company” Ltd.
Ключевые слова: фоновая концентрация, сток, загрязняющие вещества, Средний Каспий.
Keywords: background concentration, drain, polluting substances, the Middle Caspian Sea.
Согласно Большой советской энциклопедии, слово «фон» (от латинского fundus - дно, основание) означает задний, пространственный план картины, а в переносном смысле -среду, окружение. В Современном толковом словаре русского языка указывается, что слово фон можно использовать для обозначения общей основы, на которой выделяется кто-либо или что-либо, а также для наименования обстановки, среды, окружения, где происходит какое-либо действие, событие, протекает какое-либо явление [6].
По нашему мнению, под фоновой концентрацией следует понимать уровень загрязнения данной местности, обусловленный поступлением загрязняющих веществ (ЗВ) из источников, находящихся за ее пределами, и используемый в качестве точки отсчета для оценки загрязнения, вносимого местными источниками.
Предложенные ранее определения фоновой концентрации можно разделить на две группы. Согласно первой точке зрения, фоновая концентрация является показателем внешнего загрязнения, а согласно второй - базой, на которую накладывается местное загрязнение [2, 5]. Наше определение, как видно, является синтезом этих двух точек зрения, которые, по сути, отличаются
друг от друга только акцентами. Все было бы хорошо, если бы это отличие ограничилось бы иллюстрацией теории относительности. Но здесь другая ситуация, в конечном счете, данное отличие привело к существенному расхождению в способах определения фоновой концентрации.
Оказывается, что фоновая концентрация как показатель внешнего загрязнения приравнивается к минимальной концентрации ЗВ, свойственной данной местности. Поэтому, например, станции так называемого фонового мониторинга размещаются в заповедниках. Напротив, фоновая концентрация как база для оценки местного загрязнения приравнивается почти к максимальным значениям концентрации загрязняющих веществ (ЗВ).
Так, в качестве фоновой концентрации ЗВ в атмосфере используется значение концентрации, имеющее всего 5% обеспеченность [1]. Также за фоновую концентрацию ЗВ в поверхностных водах суши принимается верхняя граница доверительного интервала среднего значения при гидрологических условиях, способствующих накоплению ЗВ в водном объекте [4].
Никаких научных оснований для этого нет. Никто, по крайней мере, не может объяснить, почему в качестве фоновой концентрации выбраны
74
Известия ДГПУ, №2, 2010
значения, имеющие 5, а не 10% обеспеченность, или верхняя граница доверительного интервала, а не нижняя.
Отсутствие научного основания объясняется наличием других оснований. Дело в том, что фоновая концентрация в России является неотъемлемой частью нормирования воздействия на окружающую среду. В соответствии с установленным порядком, фоновая концентрация в сумме с концентрацией, создаваемой данным источником, не должна превышать ПДК [3]. Поэтому, чем выше уровень фонового загрязнения, тем выше уровень заботы об окружающей среде и тем выше уровень спекуляций на этой заботе.
По нашему мнению, значение фоновой концентрации, используемое для нормирования выбросов и сбросов на данной территории, не должно браться с потолка, а реально отражать уровень загрязнения этой территории из внешних источников. Вопрос состоит в том, как из десятков и сотен измеренных значений концентрации ЗВ выбрать то единственное, которое далее будет именоваться фоновой концентрацией?
Наша работа была посвящена поиску ответа на этот вопрос. При выборе предмета исследований, каковым стала фоновая концентрация загрязняющих веществ в морской воде, учитывалось, что метод опре-
• • •
деления таковой (в отличие от фоновой концентрации ЗВ в атмосфере и поверхностных водах суши) до сих пор не разработан.
Объектом исследований послужил участок Северного Каспия, прилегающий к дельте Волги и отведенный для поиска, разведки и добычи углеводородного сырья Каспийской нефтяной компании (рис. 1). На этом участке, именуемом «Северо-Каспийской площадью», начиная с 2001 г., как правило, два раза в год (обычно, весной и осенью) проводятся экспедиционные работы, включающие в себя наблюдения за концентрацией загрязняющих веществ на 23 станциях в поверхностном и придонном слоях воды. В работе использовались данные этих наблюдений, охватывающие период 2001-2007 гг.
Вместе с ними в работе использовались данные о средней годовой концентрации и стоке загрязняющих веществ в вершине дельты за период с 2000 по 2007 год. Здесь представлены результаты исследований по трем веществам: нефтепродуктам, железу и меди. Исследования проводились совместно с Каспийским морским научно-исследовательским центром, при этом работа была выполнена в рамках ФЦП «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., Государственный контракт № П1285.
Естественные и точные науки
• • •
75
Рис. 1. Схема расположения станций на лицензионном участке Каспийской нефтяной компании
Таблица 1
Параметры, рассматривавшиеся в качестве «претендентов» на роль фоновой концентрации
Наименование Обозначение
Среднее арифметическое значение Хср
Медиана Ме
Квартиль 0,25 Хо,25
Квартиль 0,75 Хо,75
Максимальное значение Мах
Минимальное значение Min
Среднее из трех наибольших значений МахЗ
Среднее из трех наименьших значений Mm3
Среднее значение остатков ряда, имеющих «однородное распределение в неоднородной среде» Xi
Среднее значение ряда после удаления асимметрии Х2
В качестве «претендентов» на звание фоновой концентрации рассматривались среднее, максимальное и минимальное значения, медиана, квартили 0.25 и 0.75, среднее из 3-х наибольших и 3-х наименьших значений (табл. 1). Еще два «претендента» были рассчитаны с помощью программ, разработанных в Каспийском морском научноисследовательском центре.
В первом случае программа отрезала крайние цифры от ранжированного ряда до тех пор, пока его асимметрия по модулю не приблизится к нулю. При этом предполагалось, что причиной асимметрии является локальное загрязнение или очищение акватории. В качестве «претендента» на фоновую концентрацию рассматривалось среднее значение ряда после удаления асимметрии, т.е. после «зачистки» от локальной изменчивости.
Во втором случае программа отрезала крайние цифры от ряда до тех пор, пока концентрация загрязняющего вещества не утратит свою зависимость от солености воды. Основанием для этого послужило предположение, что фоном является «однородное распределение в неоднородной среде». В качестве «претендента» на фоновую концентрацию здесь также рассматривалось среднее значение модифицированного ряда.
Расчет параметров, «претендующих» стать фоном, проводился для каждой съемки в отдельности и отдельно для поверхностного и придонного слоев воды. В результате были получены временные ряды этих параметров, ставшие исходным
76
Известия ДГПУ, №2, 2010
материалом для проведения многомерного корреляционного анализа.
Исходной гипотезой для работы послужило положение, что уровень загрязнения «Северо-Каспийской площади» в основном зависит от поступления загрязняющих веществ с речным стоком. Следовательно, «фаворитом» из числа «претендентов» на звание фоновой концентрации должен стать тот, кому свойственна самая сильная зависимость от стока ЗВ. Поэтому материалы для проведения многомерного корреляционного анализа были дополнены данными о среднегодовой концен-
• • •
трации и речном стоке ЗВ. В качестве пары для весенних съемок был выбран сток за прошлый год, а для летних и осенних съемок - сток за текущий год.
Участок «Северо-Каспийская площадь» является мелководным (глубина от 3 до 5 метров), поэтому поверхностный и придонный слои практически не отличались друг от друга по концентрации загрязняющих веществ в воде. В связи с этим в настоящей статье приведены иллюстрации только по придонному слою воды (табл. 2, 3, рис. 2).
Таблица 2
Результаты многомерного корреляционного анализа параметров распределения железа в придонном слое воды и его стока в вершине дельты
Волги в виде
корреляционной матрицы
Х1 Х2 МахЗ МинЗ Хср Min Ме Х0,25 Х0,75 Q Rx
Х1 1,00
Х2 0,74 1,00
МахЗ 0,79 0,73 1,00
МинЗ 0,87 0,88 0,89 1,00
Хср 0,86 0,81 0,98 0,95 1,00
Мах 0,79 0,72 0,98 0,88 0,96
Min 0,91 0,86 0,87 0,92 0,91 1,00
Ме 0,86 0,89 0,93 0,96 0,98 0,92 1,00 |
Х0,25 0,84 0,92 0,90 0,98 0,95 0,94 0,95 1,00
Х0,75 0,83 0,73 0,97 0,89 0,98 0,86 0,95 0,88 1,00
Q -0,39 -0,18 -0,30 -0,35 -0,34 -0,22 -0,38 -0,25 -0,35 1,00
Rx -0,45 -0,26 -0,39 -0,46 -0,44 -0,30 -0,48 -0,34 -0,45 0,97 "1,00
Из таблицы 2 видно, что концентрация железа в воде на участке «Северо-Каспийская площадь» не зависит или находится в слабой отрицательной зависимости от поступления железа с речными водами. Следует обратить внимание на синхронность изменений всех без исключения параметров, претендующих на звание фона. Даже максимальные и минимальные значения имеют высокий коэффициент корре-
ляции. Однако характер динамики загрязнения указывает, что оно целиком определяется внешними источниками, наиболее мощным из которых, по всей вероятности, все-таки является речной сток. Мы пока не можем дать объяснение этому парадоксу, но предполагаем, что его причина кроется в особом поведении железа на геохимическом барьере, каковым является зона смешения речных и морских вод.
Естественные и точные науки
• • •
77
Рис. 2. График изменения параметров распределения нефтепродуктов в придонном слое воды на участке «Северо-Каспийская площадь»
Из графика видно (рис. 2), что концентрация нефтепродуктов в воде на участке «Северо-Каспийская площадь», не зависит от их поступления с речными водами. Здесь также следует обратить внимание на синхронность изменений практически всех параметров, претендующих на звание фона. Но «кончики хвостов», и даже сами «хвосты» (так мы назвали средние из трех максимальных и минимальных значений) уже не ведут себя согласованно. При этом харак-
тер динамики загрязнения указывает, что решающий вклад в него вносят внешние источники, но местные процессы также имеют значение. В качестве внешних источников поступления нефтепродуктов (точнее аналогичных им природных углеводородов), по нашему мнению, следует рассматривать низшие и высшие растения, массово заселяющие мелководную зону устьевого взморья Волги.
Таблица 3
Результаты многомерного корреляционного анализа параметров распределения меди в придонном слое воды и ее стока в вершине дельты
Волги в виде
корреляционной матрицы
Х1 Х2 МахЗ МинЗ Хср Мах Min Ме Х0,25 Х0,75 Q Rx
Х1 1,00
Х2 0,59 1,00 |
МахЗ 0,67 0,73 "1,00Щ
МинЗ 0,91 0,70 0,59 1,00
Хср 0,81 0,85 0,91 0,84 1.00
Мах 0,68 0,61 0,94 0,59 0,85 "1,00
Min 0,91 0,61 0,51 0,96 0,73 0,56 1,00
Ме 0,77 0,93 0,84 0,83 0,97 0,74 0,72 1,00
Х0,25 0,90 0,78 0,73 0,98 0,93 0,68 0,90 0,92 1,00 |
Х0,75 0,53 0,73 0,89 0,55 0,88 0,72 0,38 0,85 0,71 "1,00
Q -0,11 0,48 0,16 0,09 0,20 0,19 0,08 0,27 0,09 0,16 1,00
Rx -0,03 0,48 0,20 0,12 0,24 0,23 0,13 0,31 0,12 0,17 0,98 1,00
Из таблицы 3 видно, что большинство параметров, характеризующих распределение меди в воде на участке «Северо-Каспийская площадь» не зависит от поступления меди с речными водами. Здесь также следует обратить внимание на слабое, но заметное нарушение синхронности в изменениях всех параметров, претендующих на звание фона. Об этом же говорят ре-
зультаты корреляционного анализа. По сравнению с первым типом, здесь заметно ослаблены все связи. Даже квартили, несмотря на то, что они являются частями «тела», ведут себя относительно независимо. Один из параметров, проявляет хоть и слабую (на уровне 5% значимости), но заметную по сравнению с другими параметрами зависимость со стоком и концентраци-
78
Известия ДГПУ, №2, 2010
• • •
ей меди в речной воде. Этим параметром является среднее значение, рассчитанное после зачистки массива от асимметрии, то есть именно тот параметр, который мы рекомендуем использовать в качестве фона при данном характере загрязнения акватории.
По нашему мнению, чем больше «свободы» свойственно динамике загрязнения, тем больше оно зависит от местных процессов и тем меньше - от внешних источников. Тогда, следуя определению фоновой концентрации, данному нами, для загрязнения, целиком определяемого внешними источниками, в качестве фона можно рекомендовать среднюю концентрацию. Соответственно для загрязнения, на уровень которого на-
Примечания
чинают влиять местные процессы, в качестве фона лучше подходит медиана. Для последнего типа динамики загрязнения, на наш взгляд, лучшим фоном было бы среднее значение, рассчитанное после зачистки массива от асимметрии.
Таковы вкратце результаты первого этапа наших исследований. Они убедили нас, что способы определения фоновой концентрации, объективно отражающей загрязнение акватории из внешних источников, можно найти, если к тому приложить усилия. А это значит, что научный подход может прийти на смену спекуляциям при нормировании сбросов загрязняющих веществ в морскую среду.
1. ГОСТ 17.2.1.03-84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения. 2. Исидоров В. А. Введение в химическую экотоксикологию. СПб. : Химиздат, 1999. 144 с. 3. Опекунов А. Ю. Экологическое нормирование и оценка воздействия на окружающую среду: Учебное пособие. СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2006. 261 с. 4. РД 52.24.622-2001. Проведение расчетов фоновых концентраций химических веществ в воде водотоков. 5. Реймерс Н. Ф. Природопользование. Словарь-справочник. М. : Мысль, 1990. 639 с. 6. Современный толковый словарь русского языка // под ред. T. Н. Ефремовой. T. 3. М. : Изд-во «АСТ», 2006. 976 с.
Статья поступила в редакцию 23.04.2010 г.
Исследования выполнены в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. Государственный контракт № П1285.
УДК 577.352.3
ВЛИЯНИЕ ДАЛАРГИНА НА АКТИВНОСТЬ АЦЕТИЛХОЛИНЭСТЕРАЗЫ МЕМБРАН СИНАПТОСОМ ИЗ КОРЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС ПРИ ИШЕМИИ И РЕПЕРФУЗИИ
©гою Мохаммед М.Т., Кличханов Н.К.
Дагестанский государственный университет
Исследовано влияние даларгина на активность ацетилхолинэстеразы (АХЭ) мембран синаптосом из коры головного мозга крыс при ишемии и реперфузии. Ишемия, вызванная путем окклюзии двух сонных артерий, приводит к ингибированию активности фермента. Степень снижения активности АХЭ зависела от длительности ишемии (30, 60, 90 мин). В период реперфузии (60 и
