Спосіб прогнозування вмісту кобальту (со) в екосистемі рибницьких ставів (пеп-со)

Спосіб прогнозування вмісту кобальту (Со) в екосистемі рибницьких ставів (ПЕП-Со), який відрізняється тим, що спочатку хімічним методом визначають вміст кобальту (Со) у воді рибницьких ставів та на основі проведених аналізів води проводять розрахунки по формулі: Мо=К×Мв+В, де Мо - концентрація кобальту (Со) в об'єкті, мг/кг; Мв - концентрація кобальту (Со) у воді, мкг/л; К кутовий коефіцієнт для рівняння лінійної регресії між двома значеннями концентрації кобальту (Со) у воді та об'єкті; В - поправний коефіцієнт; причому кутові та поправні коефіцієнти використовують з таблиці 1: Таблиця 1 (13) 45876 (11) В 2,896 1,04 1,39 23,246 0,73 0,088 0,27 0,11 0,095 0,22 0,13 0,59 0,33 0,17 0,44 UA К -0,003 1,68 0,21 0,63 0,03 0,005 0,006 0,02 0,004 -0,009 -0,0002 -0,01 0,003 -0,004 -0,02 (19) Ланки екосистеми ставу донні відклади зообентос зоопланктон фітопланктон водна рослинність короп 1+, 2+ м'язи зябра нирки печінка шкіра товстолоб 1+, 2+ м'язи зябра нирки печінка шкіра U Кутові (К) та поправні (В) коефіцієнти для рівняння лінійної регресії між двома значеннями концентрації кобальту (Со) у воді та ланками екосистеми ставу Корисна модель належить до галузі рибної промисловості, зокрема до водної токсикології, і може бути використана для прогнозування вмісту кобальту (Со) у екосистемі рибницьких ставів. Кінець XX - початок XXI ст. - період активного вивчення та регулювання екологічного стану довкілля. Відомо немало випадків негативної дії забруднення на навколишнє середовище та здоров'я людей. Багато негативних наслідків, поза сумні 3 45876 4 вом, будуть ще виявлені. Серед проблем, що витакож у організмі тварин. У тваринних і рослинних магають швидкого рішення, можна назвати настуорганізмах кобальт був виявлений академіком В.І. пні: евтрофування водойм, вплив кислотних дощів, Вернадським в 1922р. Багаточисельними роботазабруднення важкими металами, синтетичними ми вітчизняних і зарубіжних авторів була з'ясована хімічними речовинами і радіонуклідами, а також фізіологічна роль цього елементу у біоті. У 1948р. теплове забруднення водних об'єктів. Слід відмібув відкритий вітамін В12, що містить в своєму тити, що багато застарілих методів і концепцій, що складі близько 4% кобальта. Важливою стороною використовувалися ще 30-50 років тому, знаходять фізіологічної ролі кобальту для рослин є його впровадження і на теперішній час. Це, поза сумніучасть у фіксації молекулярного азоту. Під впливом, може уповільнити вирішення проблем, що вом кобальту збільшується кількість хлорофілу, виникають при взаємодії людини і довкілля. Необкаротиноїдів, загального гематину і вітаміну В12. хідна розробка нових, досконаліших методів доВплив кобальту на організм тварин різноманітний. слідження і контролю стану довкілля. Також слід Видалення його з раціону різко знижує тривалість зауважити, що вивчення довкілля повинно бути життя тварин. Кобальт позитивно впливає на провсеосяжним і комплексним. Окрім небезпечної дії цеси кровотворення різних тварин. Надлишок кона людей, забруднюючі речовини впливають на бальту пригнічує гемопоез, при недоліку його розякість води, повітря, стан ґрунтів, на життєдіяльвивається анемія, а фізіологічні дози стимулюють ність різних рослин і тварин, що мешкають в зонах утворення гемоглобіну і еритроцитів. Деякі вчені забруднення. вказують на зв'язок кобальту з білками крові і геЕфективність вирощування риби у рибогоспомоглобіну. Кобальт діє безпосередньо на еритродарських підприємствах в значній мірі залежить поетичну тканину або надає каталітичної дії на від екологічного стану їх ставів. Одними з найутилізацію заліза при синтезі гемоглобіну, збільбільш небезпечних забруднювачів у водоймах є шує кількість циркулюючої крові в організмі. Досліважкі метали, які надходять постійно зі стічними дженнями встановлено, що кобальт не лише підводами підприємств та інших джерел. Важкі метавищує активність кишкової фосфатази, але і ли несуть небезпеку як забруднювачі рибницьких підсилює синтез ферментів в еритроцитах, регуводойм тому, що навіть у порівняно малих конценлює процеси транслокації, тобто процеси перенетраціях вони токсично впливають на водні органісення і включення ферментів на поверхні мембран зми, першу чергу на риб, внаслідок біоакумуляції в епітеліальних клітин слизистої оболонки тонкого їх органах і тканинах. Поряд з прямою токсичною кишечника риб. Ця точка зору співзвучна з даними, дією на організми важкі метали викликають небезщо були отримані на теплокровних тваринах. Копечні біологічні наслідки (мутагенний, ембріотокбальт позитивно впливає на фізіолого-біохімічні сичний, гонадотоксичний та ін.). показники, білковий обмін і продуктивність теплоАнтропогенний вплив на водні екосистеми має кровних тварин. Кобальт стимулює еритропоез, глобальний характер і в цілому приводить до різзростання і розвиток форелі, проте великі дози кого погіршення умов існування переважної бількобальту мають пригноблюючий вплив на оргашості видів тварин і рослин. Водні екосистеми в нізм. цьому відношенні є найуразливішими, оскільки Негативний плив на біоту концентрацій кобанагромаджують забруднювачі - токсиканти із всьольту (Со), що перевищують гранично-допустимі го водозбірного басейну. Токсикологічна обстановконцентрації, надзвичайно різноманітний. Головні ка в багатьох рибогосподарських ставах України відповідні реакції - зниження різноманітності та залишається складною унаслідок забруднення щільності популяцій - характерні, як правило, для промисловими, господарчо-побутовими і сільськонайбільш забруднених районів. Але аналогічні господарськими стічними водами. Найбільшу незміни відмічаються в помірно та слабо забруднебезпеку представляє забруднення водоймищ таних водних системах. кими важкими металами, як Fe, Zn, Mn, Cu, Ni, Co, В період обмеженої фінансової допомоги фаPb, Cd та інших. Як відомо, ці метали навіть у махівці з водної біоти якнайгостріше відчувають полих кількостях можуть негативно впливати на гідтребу у розробці досконаліших методів визначенробіонтів, у тому числі і на риб. Біологічні наслідки ня вмісту важких металів у ланках водної забруднення водних екосистем важкими металами екосистеми, що не потребують великої кількості виявляються, в першу чергу, в прямій токсичній їх хімічних реагентів, обладнання та інших затрат. дії на риб, що приводить до накопичення в органах Відомі способи визначення вмісту речовин і тканинах і поразки фізіологічних систем. У санішляхом розрахунку [О.А. Алекин, А.Д. Семенов, тарно-гігієнічному плані риба є важливою ланкою у Б.А. Скопинцев. Руководство по химическому анапередачі важких металів і інших токсичних речолизу вод суши, - Гидрометеоиздат, Ленинград, вин людині по харчовому ланцюгу. Відомо, що на 1973, 272с]. Серед них - розрахунок вмісту двовідміну від забруднюючих органічних речовин, меокису вуглецю (СО2) по величині рН і концентрації тали не руйнуються під впливом природних чинниНСО3- та розрахунок вмісту карбонатних іонів ків, їх видалення з водойм можливо лише за раху(СО32-) по величині рН та лужності води. Недолінок випаровування або акумулювання у донних ками вищезазначених способів є обмеження умов відкладах, або ж поступового накопичення в різних при розрахунку. Так, при розрахунку вмісту карбокомпонентах екосистеми, у тому числі і в рибі. натних іонів, мінералізація досліджуваної води Розчинні форми кобальту (Со) відносяться до повинна мати мінералізацію не вище 3-4г/кг, так як одних з найбільш біодоступних. Кобальт - широко вище цієї межі розрахунок коефіцієнтів активності поширений в природі елемент. В малих концентстає не надійним. Також недоліком цих способів раціях він зустрічається в ґрунті, воді, рослинах, а слід вважати не універсальність знайдених фор 5 45876 6 мул, тобто формули здатні розрахувати тільки Протягом 1990-2008 років дослідження вмісту один показник. Складність розрахунку також є некобальту (Со) у воді, донних відкладах, зоопланкдоліками цих способів. тоні, зообентосі, фітопланктоні, водній рослинносПрототипом корисної моделі служить технічне ті, органах і тканинах коропа та товстолоба проворішення, згідно якого розрахунок вмісту іонів магдили у ставах дослідних господарств «Нивка» нію (Мg2+) визначається по різниці між знайденою (м.Київ) та «Великий Любінь» (Львів, обл..), а тахімічним аналізом величиною суми кальцію і магкож у ставах ВАТ «Сумирибгосп» (Сум. обл.) та нію [О.А. Алекин, А.Д. Семенов, Б.А. Скопинцев. «Донрибкомбінат» (Дон. обл.). Руководство по химическому анализу вод суши, Визначення вмісту кобальту (Со) у воді, донГидроеметеоиздат, Ленинград, 1973, с.217.], тобто них відкладах, зоопланктоні, зообентосі, фітопланвеличиною загальної твердості (Н), та вмістом ктоні, водній рослинності, органах і тканинах короСа2+, що виражені в мг-екв: па та товстолоба проводили за допомогою Мg2+=12,15(Н-Са2+)мг/л. атомно-адсорбційного спектрофотометра С-115-м. При доволі простому розрахунку даний спосіб При розробках способу прогнозування вмісту має недоліки. Розрахунок іонів магнію припустикобальту (Со) в екосистемі рибницьких ставів вимий лише для вмісту магнію у воді, а для вмісту у користовували програму «Statistica 6.0» з урахувсіх ланках водної екосистеми даний спосіб не ванням особливостей біологічних об'єктів. може бути застосованим. На основі математичного аналізу розраховані В основу корисної моделі поставлено задачу середньостатистичні дані вмісту кобальту (Со) в розробити спосіб прогнозування вмісту кобальту екосистемі рибницьких ставів. Встановлена коре(Со) в екосистемі рибницьких ставів (ПЕП-Со). У ляція між вмістом кобальту (Со) у воді та кожною назві корисної моделі є абревіатура ПЕП, що окремою ланкою екосистеми ставів (донних відозначає прогнозування екосистемних показників. кладах, зоопланктоні, зообентосі, фітопланктоні, Для зручності, в подальшому замість вищезгадаводній рослинності, органах і тканинах коропа та ного словосполучення буде використовуватися товстолоба, що вирощувались при різних технолоПЕП. Так, наприклад, якщо мова буде йти за спогіях за дво- та трилітнім циклом). сіб ПЕП-Со, то це буде значити, що були проведеДля оперативної оцінки якості рибної продукні розрахунки з прогнозування екосистемних покації, а також встановлення причин різкого погіршензників заліза (Со). ня фізіологічного стану риб розроблений спосіб Згідно запропонованого способу прогнозуванпрогнозування вмісту кобальту (Со) у донних відня вмісту кобальту (Со) здійснюється шляхом розкладах, зоопланктоні, зообентосі, фітопланктоні, рахунку вмісту кобальту (Со) у донних відкладах, водній рослинності, органах і тканинах коропа та зоопланктоні, зообентосі, фітопланктоні, водній товстолоба у органах і тканинах коропів та товсторослинності, органах і тканинах коропа та товстолобиків. Для цього розраховані кутові та поправні лоба за допомогою визначеній хімічним методом коефіцієнти щодо рівняння лінійної регресії між концентрації кобальту (Со) у воді рибоводних стадвома значеннями вмісту кобальту (Со) у воді та вів. ланками екосистеми ставів табл.1. Для цього неХімічний метод визначення вмісту кобальту обхідно хімічним методом визначити вміст кобаль(Со) у всіх ланках водної екосистеми довготривату (Со) у воді рибницьких ставів. На основі провелий і не дає можливості оперативно оцінювати дених аналізів води проводять розрахунки, де стан екосистеми водойм за стресових ситуацій. використовується формула: Отримані нами розрахунки дають можливість опеМо=К×Мв+В, ративно контролювати вміст кобальту (Со) у водде Мо - концентрація кобальту (Со) в об'єкті, ній екосистемі. Розрахунковий метод прогнозуванмг/кг; ня вмісту кобальту (Со) у екосистемі водойм Мв - концентрація кобальту (Со) у воді, мкг/л; рекомендовано при екстремальних ситуаціях, моК - кутовий коефіцієнт для рівняння лінійної ніторингових дослідженнях, коли їх визначення регресії між двома значеннями концентрації кобапоряд з іншими показниками є оцінкою фізіологічльту (Со) у воді та об'єкті; ного стану риб та інших гідробіонтів. В - поправний коефіцієнт. Технічне рішення щодо розробки способу проПохибка між розрахованою величиною та вигнозування вмісту кобальту (Со) в екосистемі рибзначенням концентрації кобальту (Со) хімічним ницьких ставів ґрунтується на результатах досліметодом є близькою 15-30%. джень. 7 45876 8 Таблиця 1 Кутові (К) та поправні (В) коефіцієнти для рівняння лінійної регресії між двома значеннями концентрації кобальту (Со) у воді та ланками екосистеми ставу. Ланки екосистеми ставу Донні відклади Зообентос Зоопланктон Фітопланктон Водна рослинність Короп 1+, 2+ Товстолоб 1+, 2+ М'язи Зябра Нирки Печінка Шкіра М'язи Зябра Нирки Печінка Шкіра Приклад. Хімічним методом було розраховано концентрацію кобальту (Со) у воді рибогосподарського ставу, яка була на рівні - 2,4мкг/л. Для прогнозування вмісту кобальту (Со) у всіх ланках екосистеми рибницьких ставів проводимо наступні розрахунки. Мдонні відклади=-0,003×2,4+2,896=2,89 мг/кг; Мзообентос=1,68×2,4+1,04=5,07 мг/кг; Мзоопланктон=0,21×2,4+1,39=1,89 мг/кг; Мфітопланктон=0,63×2,4+23,246=24,76 мг/кг; Мводна рослинність=0,03×2,4+0,73=0,80 мг/кг; Мм'язи коропа=0,005×2,4+0,088=0,1 мг/кг; Мзябра коропа=0,006×2,4+0,27=0,28 мг/кг; Мнирки коропа=0,02×2,4+0,11=0,16 мг/кг; Мпечінка ксропа=0,004×2,4+0,095=0,10 мг/кг; Мшкіра коропа=-0,009×2,4+0,22=0,20 мг/кг; Мм'язи товстолоба=-0,0002×2,4+0,13=0,13 мг/кг; Комп’ютерна верстка В. Мацело К -0,003 1,68 0,21 0,63 0,03 0,005 0,006 0,02 0,004 -0,009 -0,0002 -0,01 0,003 -0,004 -0,02 В 2,896 1,04 1,39 23,246 0,73 0,088 0,27 0,11 0,095 0,22 0,13 0,59 0,33 0,17 0,44 Мзябра товстолоба=-0,01×2,4+0,59=0,57 мг/кг; Мнирки товстолоба=0,003×2,4+0,33=0,34 мг/кг; Мпечінка товстолоба=-0,004×2,4+0,17=0,16 мг/кг; Мшкіра товстолоба=-0,02×2,4+0,44=0,39 мг/кг. Проведеними дослідженнями встановлено, що вміст кобальту (Со) у ланках екосистемі ставів можна розрахувати за концентрацією їх у воді. Контрольні розрахунки показали, що концентрації кобальту (Со) визначені хімічним та розрахунковим методом відрізняються у незначній мірі. Розроблений спосіб прогнозування вмісту кобальту (Со) є доцільним та необхідним у моніторингових дослідженнях, а також у рибоводних та іхтіологічних дослідженнях, коли визначення концентрацій важких металів у ланках екосистеми є оцінкою екологічного стану рибогосподарських ставів. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601