Вивчення сучасного еколого-токсикологічного стану ріки Лопань в межах міста Харкова

Автор дослідницького проекту з екології "Вивчення сучасного еколого-токсикологічного стану ріки Лопань в межах міста Харкова" проаналізував теорію щодо екологічних дослідженнь водних об’єктів як складової довкілля, що зазнає впливу забруднення, з'ясував методи дослідження якості компонентів навколишнього природного середовища біологічними методами.

Докладніше про проект:

У проекті з екології "Вивчення сучасного еколого-токсикологічного стану ріки Лопань в межах міста Харкова" розповідається про методику біотестування для визначення гострої токсичності води на водоростях Scenedesmus quadricauda (Turp) Breb, проведені еколого-токсикологічні дослідження якості води з тих місць річки Лопань, що знаходяться у межах міста.

Автор науково-дослідницької роботи з екології "Вивчення сучасного еколого-токсикологічного стану ріки Лопань в межах міста Харкова" доводить, що людина своєю діяльністю негативно впливає на природу. Проведена практична робота показує, що ріки Харкова зазнають значного антропогенного впливу, у тому разі й через те, що вони маловодні, з незначною швидкістю течії. На якість води впливає наявність поблизу річок розвинених агропромислових комплексів, а також скиди з очисних споруд міської каналізації, порушення режиму землекористування прибережних водоохоронних смуг і наявність на цих територіях стихійних звалищ побутових відходів тощо.

Зміст

Вступ
1. Екологічні дослідження водних об’єктів як складової довкілля, що зазнає впливу забруднення.
2. Методи дослідження якості компонентів навколишнього природного середовища біологічними методами.
3. Методика біотестування для визначення гострої токсичності води на водоростях Scenedesmus quadricauda (Turp) Breb.
4. Еколого-токсикологічні дослідження якості води річки Лопань міста Харкова.
Висновки
Список джерел

Своєрідним, культом у наших предків була вода. З давніх давен українці з особливою ретельністю охороняли й прикрашали джерела, вважаючи їх святими місцями. Не випадково, що з криницею пов’язані численні легенди про сховані скарби, хоч ціннішого скарбу, ніж вода , в природі, не існує.

Крім цього, для величезної кількості живих організмів, особливо на ранніх етапах розвитку біосфери, вода була середовищем зародження та розвитку. Вода у біосфері перебуває у безперервному русі, бере початок у геологічному та біологічному кругообігах речовин. Вона є основою існування життя на Землі. Без води не може існувати людська цивілізація, бо вода використовується людьми не тільки для пиття, а й для забезпечення санітарно-гігієнічних та господарсько-побутових потреб.

Проблема забруднення малих річок на даний момент є дуже актуальною. Тому що вони є найбільш важливими для формування стоку і якості води середніх і великих річок. Малі річки України забруднені більше ніж великі, це пояснюється не тільки їхньою малою водністю, але й недостатньою охороною. Вони несуть на собі рекреаційне навантаження, інтенсивно використовуються для водозаборів на господарські потреби.

Мета роботи: полягає у вивченні сучасного еколого-токсикологічного стану ріки Лопань в межах міста Харкова.

Об’єкт роботи: ріка Лопань.

Предметом дослідження: якість води річки Лопань в межах міста Харкова.

Методи дослідження: визначення токсичності води здійснювалось за
наступними методиками біотестування:

• для визначення рівня гострої летальної токсичності зворотних вод є методика біотестування за загибеллю ракоподібних Ceriodaphnia affinis Lilljeborg ( далі – церіодафнії) впродовж 48 год;
• для визначення рівня хронічної токсичності поверхневих вод є методика біотестування за виживаністю і плодючістю церіодафній впродовж 7 діб.

Інформаційною базою є обробка літературних джерел.

Ріки Харкова маловодні, з незначною швидкістю течії, зазнають значного антропогенного впливу. У межах басейну річок досить розвинений агропромисловий комплекс: землеробство, тваринництво, переробка сільгосппродукції. Сільськогосподарські угіддя і орні землі займають більше 80 % площі водозбору. До джерел забруднення поверхневих вод відносять скиди з очисних споруд міської каналізації, порушення режиму землекористування прибережних водоохоронних смуг і наявність на цих територіях стихійних звалищ побутових відходів тощо.

Людина своєю діяльністю на планеті все більше впливає на природу, на жаль, переважно негативно.

По території м. Харкова протікають 4 річки: Уди, Лопань, Харків, Немишля , які відносяться до басейну р. Сіверський Донець. Річки є водними об'єктами загальнодержавного значення. Відповідно до класифікації р. Уди і р. Лопань відносяться до середніх (площа водозбору відповідно 3840 і 2000 км²), р. Харків і р. Немишля — до малих (площа водозбору відповідно 1160 і 388 км²). Сумарна довжина рік у межах міста складає близько 58 км.

На території міста розташовано близько 20 водойм як штучного (ставки, кар'єри) так і природного походження. Для річок міста характерна помірна звивистість русел, їх незначний похил, повільна течія (в середньому 0,1 – 0,4 м/с). Річки мають переважно снігове живлення, але взимку і посушливого літа помітну роль відіграють ґрунтові води. Невеликі річки влітку пересихають, розбиваючись на ланцюжок невеликих озер, а взимку в неглибоких місцях промерзають до дна. У річках міста переважають глибини від 0,3 до 0,5 м .

Річка Уди, права притока р. Сіверський Дінець, бере початок на Середньоруській височині, в одній з балок біля села Бессонівка, Жовтневого району Белгородської області, на висоті 190 м над рівнем моря. Загальна довжина р. Уди 164 км, площа басейну 3894 км2. Загальне падіння річки становить 105 м, середній нахил водної поверхні 0,64 м на 1 км. Поверхня басейну р. Уди рівнинна.

Річка Лопань – найбільша притока р. Уди. Бере початок в балці біля с. Долино Белгородської області, на висоті 190 м над рівнем моря, на південно – західному схилі Середньоруської височини. Впадає р. Лопань в р. Уди з лівого берегу на 52 км від гирла, на висоті 96 м над рівнем моря. Загальна довжина р. Лопань 93 км, площа басейну 2000 км2. загальне падіння річки 94 км, середній нахил водної поверхні 0,89 м/км.

Долина річки добре вироблена, будова її асиметрична. Правий схил більш високий і крутий, порізаний яругами і балками, а лівий – похилий, низький, терасований.

Русло р. Лопань місцями звивисте, інколи воно ділиться на рукава, утворюючи острови. Ширина його коливається від 1 до 20 м, а глибина – від 0,3 до 1 м. швидкість течії 0,2 – 0,3 м/с, і тільки в окремих місцях 0,7 – 0,8 м/с. Дно річки то піщане, то мулисте.

Річка Харків – ліва притока р. Лопань, бере початок на півдні Белгородської області, в 2 км південніше с. Болгарівка, на висоті 160 м над рівнем моря.

В р. Лопань р. Харків впадає майже в центрі м. Харків, в 10 км від гирла першої, на висоті 102 м, довжина р. Харків 71 км, площа басейну 1160 км2. Рельєф басейну р. Харків рівнинний.

Долина річки добре вироблена. Ширина її 5 – 8 км. Глибина – 60 – 80 м. Схили асиметричні: правий – крутий, високий (30 – 60 м), порізаний балками і яругами, лівий – низький (10 – 30 м), похилий, терасований. Тут виділяють від 3 до 5 терас. Лучна тераса має найбільшу ширину 300 – 500 м, а вище с. Циркуни – до 1,5 км. У верхів’ї р. Харків звужується і поступово переходить в дно звичайної балки. Рослинність трав’яниста і чагарникова, вздовж русла – зарості осоки і очерету, інколи зустрічаються болітця.

Специфічна особливість стану водних об’єктів м. Харкова полягає в тому, що обсяг стічних вод, що скидаються з загальноміських очисних споруджень у маловодні ріки Лопань і Уди, у 10 – 12 разів перевищують природний стік цих рік.

У сукупності з неочищеним поверхневим стоком поталих і дощових вод, що надходять у ріки, очищені побутові стічні води, у кінцевому рахунку, забруднюють р. Сіверський Донець, що є основним джерелом питного водопостачання Донбасу. Ця обставина визначає загальноміські очисні спорудження м. Харкова першочерговим об’єктом технічної модернізації і підвищеного контролю у відношенні показників ефективності очищення.

Контроль за якістю води у водних об’єктах міста проводиться в контрольних створах обласною, міською і районними СЭС, комплексною лабораторією спостереження за забрудненням навколишнього середовища Харківського обласного центра по гідрометеорології, Державним керуванням екологічної безпеки в Харківській області, керуванням комплексного використання водних ресурсів. Узагальнення інформації про забруднення водних об’єктів у границях м. Харкова, на підставі даних аналізів води в контрольних створах, показує, що якість води в ріках знижується «за течією»..

Ріки Харкова маловодні, з незначною швидкістю течії, зазнають значного антропогенного впливу. У межах басейну річок досить розвитий агропромисловий комплекс: землеробство, тваринництво, переробка сільгосппродукції. Сільськогосподарські угіддя і орні землі займають більше 80 % площі водозбору.

На якість води в ріках Лопань, Харків, Немишля на вході в місто має вплив склад стоку, що надходить від розташованих вище за течією агрокомплексів, промислових підприємств і населених пунктів. Показники якості води цих рік по окремих інгредієнтах перевищують гранично допустимі концентрації (ГДК) вже на межі міста. Погіршує ситуацію і той факт, що близько 85 % від загального обсягу забруднюючих речовин, що надходять у річки в межах міста, несуть у собі неочищені поверхневі стоки.

Талі та дощові стоки в межах міста надходять до водних об'єктів майже без очистки — тільки 6 зливовипусків, з більш ніж 200, обладнані уловлювачами піску та нафтопродуктів. Через відсутність очисних споруд на мережах зливової каналізації об'єми конусів виносу піску в русла досягають 2,5 тис. м³, а в деяких місцях майже перекривають русло. Як наслідок, мілини збільшуються в обсязі, заростають вологолюбною рослинністю, створюють сприятливі умови для розмноження личинок малярійного комара і хвороботворних бактерій, погіршують гідрологічний режим. Товщина донних відкладень складає від 1,5 до 3,0 м. Річки втрачають дренажну здатність.

До джерел забруднення поверхневих вод також відносяться скиди з очисних споруд міської каналізації (в першу чергу скиди Диканівської станції біологічної очистки), порушення режиму землекористування прибережних водоохоронних смуг і наявність на цих територіях стихійних звалищ побутових відходів тощо.

Спостереження за станом поверхневих вод на території м. Харкова проводиться Харківським обласним центром з гідрометеорології (у 2 створах річок Лопань, Харків).

Середньорічні концентрації речовин забруднення поверхневих вод, які вміщують азот, перевищують гранично допустимі концентрації у 2-10 разів, зниження рівня їх вмісту не спостерігається. Спостерігається перевищення нормативів вмісту хрому, фенолів, нафтопродуктів, цинку. Вміст інших інгредієнтів знаходиться у межах відповідних гранично допустимих концентрацій. Кисневий режим в річках задовільний.

Якість води в ріках Уди та Лопань у цілому за останні роки покращилася. Якість води в створах р. Уди нижче Харкова, на яку впливає Безлюдівська каналізаційна станція, покращилася за рівнями нітритного й амонійного азоту, нафтопродуктів, фенолу, шестивалентного хрому. У річці незначно збільшився вміст міді та цинку. На якість води в створі рік вище Харкова впливають Дергачівський завод турбокомпресорів, а також змиви з території Дергачей і сільгоспугідь.

Якість води тут покращилася за рівнем амонійного азоту, нафтопродуктів, міді, фенолу й шестивалентного хрому. Але у воді збільшився середньорічний зміст нітритного азоту, марганцю та цинку. У створі вище устя Лопані, після Диканівських очисних споруд, якість води покращилася — зменшилися середньорічні концентрації шестивалентного хрому, нафтопродуктів, амонійного й нітритного азоту, а також міді. Але збільшилася концентрація цинку. Кисневий режим у обох створах ріки — задовільний.

Важливим показником екологічного стану водного об׳єкта та негативного впливу на якість води джерел забруднення є рівень токсичності, що визначається шляхом біотестування.

Біотестування – експерементальне визначення токсичності води за зміною певного показника життєдіяльності тест об׳єкта.

В останні роки роль біотестування в системі оцінки якості води значно підвищилась і набула пріоритету, оскільки токсикологічна інформація характеризує сукупну дію отруйних речовин, що розчинені у воді, на живі істоти і є найбільш екологічно значущою.

З метою запобігання подальшого забруднення поверхневих вод токсичними речовинами та забезпечення екологічного благополуччя водних об’єктів статтею 37 Водного Кодексу України передбачено встановлення екологічного нормативу якості води водних об’єктів, однією із складових якого є токсикологічний показник «рівень токсичності».

Біологічну повноцінність і безпечність води для життєдіяльності гідробіонтів визначають у довгострокових хронічних експериментах з використанням представників найбільш уразливих ланок водної екосистеми, до яких відносяться, в першу чергу, ракоподібні. Біотестування на хронічну токсичніть води дає змогу визначити вплив токсикантів на відтворювальну функцію і процеси розмноження гідробіонтів у ряді поколінь, що має найбільше біологічне значення [25].

У лабораторних умовах для визначення токсичності води в якості обов’язкових я використовувала наступні методики біотестування:

• для визначення рівня гострої летальної токсичності води – методику біотестування за показником загибелі ракоподібних Ceriodaphnia affinis Lilljeborg (далі – церіодафнії) [9, 10];
• для визначення рівня хронічної токсичності води – методику біотестування за показниками виживаності і плодючості церіодафній [11, 12].

Для більш детальної еколого-токсикологічної оцінки води я використовувала:

• методику біотестування за показником інтенсивності росту водоростей Scenedesmus quadricauda (Turp) Breb (далі – водорості) [14, 15].

Методика визначення гострої летальної токсичності ґрунтується на встановленні різниці між кількістю загиблих церіодафній у воді, щоаналізується (дослід), та у воді, яка не містить токсичних речовин (контроль).

Критерієм гострої летальної токсичності є загибель 50 і більше відсотків церіодафній у досліді порівняно з контролем за 48 годин біотестування. Для біотестування використовують церіодафній віком до 24 годин.

При дотриманні вимог до виконання методики біотестування значення похибок визначень токсичності (середні квадратичні відхилення випадкових складових похибок s(Dо); границі інтервалів ±D(±d), у яких знаходяться похибки визначень), не повинні перевищувати унормованих значень, що наведені у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1– Метрологічні характеристики методики біотестування

ЛК50-48 K2Cr2O7, мг/дм3	s(Dо)	s(Dо)	±D(±d)		±D(±d)
	мг/дм3	%	мг/дм3	%
1,08	0,33	31	0,65	61

Для отримання вірогідних результатів біотестування здійснюють контроль якості визначень гострої летальної токсичності за такими процедурами:

• контроль похибки одиночного визначення гострої летальної токсичності шляхом визначення середньої летальної концентрації водного розчину еталонної речовини - калію двохромовокислого (K2Cr2O7) за 48 годин біотестування (ЛК50-48). Унормований інтервал значень ЛК50-48 K2Cr2O7 дорівнює 0,43-1,73 мг/дм3;
• контроль відтворюваності результатів визначень гострої летальної токсичності за різницею результатів двох повторних визначень ЛК50-48, яка не повинна перевищувати 0,91 мг/дм3 K2Cr2O7;
• перевірку придатності тест-об’єктів до біотестування шляхом визначення їх чутливості до K2Cr2O7 за встановлений час. Культура придатна для біотестування, якщо ЛК50 K2Cr2O7 за 24 години біотестування знаходиться у діапазоні 0,9-3,3мг/дм3.

Виживаність церіодафній у контролі повинна складати не менше 90 %.

Експонування дослідних і контрольних посудин проводять у термолюміностатах при температурі (25±2)0С, освітленості 400-600 люкс, тривалості світлого періоду (16±1) годин, темряви - (8±1) годин. .[31]

Для визначення гострої летальної токсичності пробу дослідної води та її розбавлення наливають по 15 см3 у десять пробірок (дослід). Інші десять пробірок заповнюють таким самим об'ємом контрольної води. У кожну з дослідних і контрольних пробірок вміщують по 1 екземпляру церіодафній. Їх переносять з посудин для культивування трубкою діаметром від 5 до 7 мм з витягнутим кінцем. Тривалість біотестування становить 48 годин. Під час біотестування церіодафній не годують. Наприкінці біотестування візуально підраховують кількість живих церіодафній. Живими вважають таких, які вільно рухаються у товщі води або спливають зі дна пробірки після легкого струшування.

Результати враховують, якщо пiд час бiотестування кiлькiсть загиблих церіодафній у контролi не перевищувала 10 %.

За результатами підрахунку кількості живих церіодафній у контролі та досліді визначають середні арифметичні, які використовують для розрахунку кількості загиблих церіодафній у досліді відносно контролю за формулою:

де А - кількість загиблих церіодафній у досліді відносно контролю, %;

 - середнє арифметичне кількості живих церіодафній у контролі, екземпляри;

 - середнє арифметичне кількості живих церіодафній у досліді, екземпляри.

Вода виявляє гостру летальну токсичність, якщо А становить 50 і більше відсотків церіодафній. У цьому випадку для кількісної оцінки токсичності проби води встановлюють кратність середнього летального розбавлення за 48 годин біотестування (ЛР50-48).

Для визначення рівня гострої летальної токсичності води обчислюють середнє арифметичне рівнів гострої летальної токсичності окремих проб води.

Рівень гострої летальної токсичності окремої проби води (РТг) визначають за формулою:

РТг = k × ЛР50-48, (2.2)

де k - коефіцієнт, урахування якого забезпечує виживаність тест-об’єктів на рівні близько 100 %, його значення дорівнює 2;

ЛР50-48 - експериментально встановлена кратність середнього летального розбавлення окремої проби води.

РТг виражають в умовних одиницях гострої летальної токсичності (ОТг). ОТг визначають через кратність розбавлення води, за якою забезпечується виживаність близько 100 % тест-об'єкта.

Якість води оцінюють за рівнем її гострої летальної токсичності відповідно до класифікаційної шкали (таблиця 2.2).

Таблиця 2.2 - Класифікація води за рівнями гострої летальної токсичності

Клас токсичності води	Ступінь токсичності	Рівень гострої летальної токсичності, ОТг
I II III IV V	нетоксична слаботоксична середньо токсична високотоксична надзвичайно токсична	1,0 1,1-3,0 3,1-5,0 5,1-10,0 більше 10,0

Методика визначення хронічної токсичності ґрунтується на встановленні різниці між виживаністю і (або) плодючістю церіодафній у воді, що аналізується (дослід) та у воді, в якій церіодафнії утримуються (контроль).

Критерієм хронічної токсичності є статистично значиме зменшення виживаності і(або) плодючості церіодафній у досліді порівняно з контролем впродовж біотестування. Тривалість біотестування становить (7 ± 1) діб до появи в 60 % вихідних церіодафній трьох пометів.

Для біотестування використовують церіодафній віком до 24 годин.

Виживаність церіодафній у контролі повинна складати не менше 90 %. Експонування дослідних і контрольних посудин проводять у термолюміностатах при температурі (25±2)0С, освітленості 400-600 люкс, тривалості світлого періоду (16±1) годин, темряви - (8±1) годин.

Для визначення хронічної токсичності пробу дослідної води та її розбавлення наливають по 15 см3 у десять пробірок (дослід). Інші десять пробірок заповнюють таким самим об'ємом контрольної води. У кожну з дослідних і контрольних пробірок вміщують по 1 екземпляру церіодафній. Їх переносять з посудин для культивування трубкою діаметром від 5 до 7 мм з витягнутим кінцем. Тривалість біотестування становить (7 ± 1) діб.

Щодоби у кожній пробірці з церіодафніями проводять заміну контрольної та дослідної води на свіжоприготовану та вносять корм. Для цього вміст пробірки переливають у допоміжний посуд (наприклад, чашку Петрі, бюкс або інший плаский скляний посуд відповідного розміру). Пробірку, що звільнилась, заповнюють свіжоприготованою водою. Вихідну церіодафнію пересаджують у підготовану пробірку і вносять корм (суспензію дріжджів). Молодь, що з'явилась, підраховують і видаляють. Біотестування закінчують після того, як у контролі 60 % вихідних самок дадуть по три послідовних помети.

Результати враховують, якщо пiд час бiотестування кiлькiсть загиблих церіодафній у контролi не перевищувала 10 %.

Після закінчення біотестування підраховують кількість вихідних самок, що вижили, і кількість молоді, що народилася, у розрахунку на одну самку у кожній повторності контролю та досліду.

Для кількісної оцінки хронічної токсичності води встановлюють мінімальну кратність розбавлення води, за якої хронічна токсична дія не виявляється.

Для визначення рівня хронічної токсичності поверхневої води обчислюють середнє арифметичне рівнів хронічної токсичності окремих проб поверхневої води.

Рівень хронічної токсичності (РТх) виражають в умовних одиницях хронічної токсичності (ОТх). ОТх визначають через мінімальну кратність розбавлення, за якою хронічна токсичність води не виявляється. .[32]

Якість води оцінюють за рівнем її хронічної токсичності та ступенем забрудненості відповідно до класифікаційної шкали (таблиця 2.5).

Таблиця 2.5 - Класифікація якості води за рівнями хронічної токсичності

Клас якості води	Ступінь забрудненості	Рівень хронічної токсичності, ОТх
I II III IV V	чиста слабозабруднена помірно забруднена брудна дуже брудна	1,0 1,1-2,0 2,1-4,0 4,1-8,0 більше 8,0

Проби води для визначення гострої токсичності на водоростях відбирають у кількості 1 дм3. Проби зберігають у темряві не більше 24 год після відбору, а при температурі (4±2)° С - не більше 72 год. Проби не підлягають консервуванню хімічними речовинами та заморожуванню.

Перед бiотестуванням охолодженi проби води нагрiвають до температури (22±4)°С.

Розбавлення проби води готують додаванням певного об'єму води у дистильовану воду з додаванням живильного середовища Успенського №1. Для визначення середнього ефективного розбавлення проби води готують не менше п'яти розбавлень.

Методика визначення гострої токсичності води на водоростях ґрунтується на встановленні різниці між інтенсивністю росту водоростей у воді, що аналізується (дослід), та воді, яка не містить токсичних речовин (контроль).

Критерієм токсичності є пригнічення росту водоростей на 50 і більше відсотків у досліді порівняно з контролем за 96 год біотестування.

Для біотестування використовують 3-5-добову культуру водоростей, що знаходиться в експоненціальній фазі росту.

Пробу води та її розбавлення наливають по 98 см3 у плоскодонні колби місткістю 250 см3 (дослід). Інші колби заповнюють таким самим об'ємом дистильованої води (контроль). Повторність у досліді і контролі трикратна. У кожну колбу додають по 0,1 см3 вихідних розчинів живильних речовин у порядку їх розташування і 1,3 см3 суспензії водоростей чисельністю 0,63-1,25 млн.кл./см3, що знаходяться у експоненціальній фазі росту. Чисельність водоростей у досліді та контролі на початку біотестування повинна становити 10-20 тис.кл./см3. Колби закривають ватяно-марлевими пробками і поміщають у люміностат.

Експонування дослідних і контрольних посудин здійснюють при постійному освітленні інтенсивністю 2000-5000 лк від ламп денного світла, температурі (22±4)°С.

Один-два рази на добу струшують вміст кожної колби, щоб підтримувати клітини водоростей у суспензії.

Підрахунок кількості клітин водоростей у досліді та контролі проводять за допомогою камер Горяєва або Фукса-Розенталя. Для підрахунку кількості клітин у камері Горяєва вміст кожної колби ретельно перемішують і відбирають по 4 краплі, у кожній краплі підраховують чисельність клітин у 25 великих квадратах камери.

Кількість клітин у 1мл розраховують за формулою:

Х = m×104, (2.4)

де Х – кількість клітин у 1 мл;

m – кількість клітин у 25 великих квадратах.

Результати враховують, якщо чисельність водоростей у контролі збільшилася за 96 год біотестування не менше ніж у 3 рази.

Для визначення наявності (або відсутності) гострої токсичності води розраховують відсоток пригнічення росту водоростей. Його визначають за зниженням чисельності клітин у культурі.

Відсоток зниження чисельності водоростей визначають за формулою:

                 

де І - відсоток зниження чисельності;

Nк- середня чисельність водоростей у контролі;

Nд- cередня чисельність водоростей у досліді.

Вода виявляє гостру токсичність, якщо величина І становить 50 і більше відсотків. У цьому випадку встановлюють середнє ефективне розбавлення води за 96 год біотестування, яке позначають ЕР50-96.

Обчислення середнього ефективного розбавлення води виконують графічним способом. Для цього у прямокутній системі координат на осі абсцис відкладають десяткові логарифми розбавлень, а на осі ординат - відсоток зниження чисельності водоростей. Через одержані точки проводять пряму. Потім з точки на осі ординат, що відповідає 5, проводять лінію, паралельну осі абсцис, до перетину з лінією графіка. З точки перетину опускають перпендикуляр на вісь абсцис. Точці перетину перпендикуляра та осі абсцис відповідає десятковий логарифм ЕР50.

Проблема забруднення малих річок на даний момент є дуже актуальною. Тому що, річки є найбільш важливими для формування стоку і якості води середніх і великих річок. Вони несуть на собі рекреаційне навантаження, інтенсивно використовуються для водозаборів на господарські потреби. Тому, об’єктом дослідження були взята річка Лопань міста Харкова.

Річка Лопань бере свій початок між селищем Весела Лопать та селищем Октябрським Білгородської області і протікаючи через місто Харків впадає в р. Уди. Притоками р. Лопань є такі річки: Лозовенька, Олексіївська, Сухий Жихор. Основним притоком Лопані є р. Харків. У межах міста ширина річки Лопань 10-20 м, глибина – 0,5-1 м, швидкість течії 0,7-0,8 м/с, дно піщане, замулене.

На території, де проводилися дослідження рельєф рівнинний, переважають круті та пологі береги, ґрунти піщані, серед рослинності переважають дерева та трав’янисті рослини . Характер русла – прямий, наявні плеса.

Тваринний світ р. Лопань представлений такими представниками: вуж жовтопузий, жаба-ропуха та різноманітні види риб. Рослинний світ представлений такими представниками: верба срібляста, сосна звичайна, тополя, очерет, кульбаба, кропива, лопух, подорожник, різні злакові.

Слід зазначити, що на річку сильно впливає антропогенний тиск. Вона знаходиться в рекреаційній зоні Олексіївського гідропарку площею 120 га, де проводиться активна риболовля та постійне засмічення берегів. Також річку перетинають мости та плотина Лопарська. Основним джерелом забруднення є очисні споруди КБО «Диканівський» та ТПВ від населення.

Для дослідження якості води річки Лопань влітку були взяті проби з різних створів річки, а саме:

• Перший створ – на вході у місто (район Олексіївки);
• Друг створ – 100м нижче ДП «Харківський приладобудівний завод ім. Т.Г. Шевченка»;
• Третій створ – 100м вище ДП «Харківський приладобудівний завод ім. Т.Г. Шевченка»;
• Четвертий створ – 100м нижче Коксохімічного заводу.

Також для дослідження якості води річки Лопань восени були відібрані проби з різних створів річки, а саме:

• Пятий створ – 300м нижче ДП «Харківський приладобудівний завод ім. Т.Г. Шевченка»;
• Шостий створ – 300м вище ДП «Харківський приладобудівний завод ім. Т.Г. Шевченка»;
• Сьомий створ – 300м нижче ВАТ «Харківський машинобудівний завод «Світло шахтаря»;
• Восьмий створ – 300м вище ВАТ «Харківський машинобудівний завод «Світло шахтаря»;
• Перший створ річки Лопань я вибрала на вході в місто Харків в районі Олексійовки. При проведенні візуального огляду стану водного об’єкта , я встановила, що вода має зеленувато-синій колір, помірно прозора та не виявляє гострого неприємного запаху. Поверхня річки забруднена плаваючими предметами: сміттям та гілками дерев. Але на самій поверхні знаходилося сімейство качок та різновидності річкових лілій.
• Другий та п’ятий створи були вибрані в районі нижче заводі ім. Шевченко. Цей створ можна охарактеризувати тим що річка у цьому місті дуже забруднена, вода має жовтуватий колір, має помірно неприємній запах. На поверхні річки я побачила багато сміття, а в більшості склянок та багато гілок дерев. Вздовж річки проходить залізничний шлях.

Таку саму характеристику можна надати третьому та шостому створам, який був зроблен вище завода ім. Шевченко. Але на береговій території річки знаходиться сам завод ім.Шевченко, скиди якого роблять саме у річку Лопань. Завод ім.. Т.Г. Шевчеко виробляє високоточні прилади управління і автоматики та побутову аудіотехніку.

Четвертий створ був вибраний нижче 100 м від території Харківського коксохімічного заводу. Річка у цьому місті на перший візуальний огляд не забруднена, не має особого коліру та запаху. На поверхні знаходяться гілки дерев. Рослинність лугова, грунти піщані.

Сьомий та восьмий створи були вибрані вище та нижче ВАТ «Харківський машинобудівний завод «Світло шахтаря». При проведеному візуальному огляді я встановила дуже поганий стан річки, а саме : річка було темно зеленого кольору, мала дуже неприємний запах, мул річки був дуже забруднений промисловими та харчовими предметами. Рослинний світ представлений болотною рослинністю,а з дерев зустрічається ясен, осока, клинок, тополя біла. Тваринний світ представлений ставковою та болотною жабами,дикими качками.

Для визначення рівня гострої летальної токсичності вод я застосовувала методику біотестування за загибеллю церіодафній впродовж 48 год. Під час біотестування церіодафній не годувала. Для визначення токсичності пробу дослідної води та її розбавлення наливала по 15 см 3 у десять пробірок.

Ще десять пробірок заповнювала таким самим об’ємом контрольної води . У кожну з дослідних і контрольних пробірок вміщувала по 1 екземпляру церіодафній. Їх я переносила з посудин для культування трубкою діаметром від 5 до 7 мм з витягнутим кінцем. Облік живих дафній проводили візуально або за допомогою лупи через 3,6,12,24, 48 год від початку тестування. Наприкінці біотестування я підраховувала кількість живих церіодафній.

Живими вважали таких, які вільно рухаються у товщі води або спливають зі дна пробірки після легкого струшування. Результати враховувала, якщо під час біотестування кількість загиблих церіодафній у контролі не перевищувала 10 %. Дані вносила до протоколів.

Для визначення рівня хронічної токсичності поверхневих вод я застосовувала методику біотестування за виживаністю і плодючістю церіодафній впродовж 7 діб. Для біотестування я використовувала церіодафній віком до 24 год. Тривалість біотестування становила (7±1) діб. Для визначення токсичності пробу дослідної води та її розбавлення наливала по 15 см3 у десять пробірок (дослід).

Інші десять пробірок заповнювали таким самим об’ємом контрольної води. У кожну з дослідних і контрольних пробірок вміщувала по 1 екземпляру церіодафній. Їх переносили з посудин для культування трубкою діаметром від 5 до 7 мм з витягнутим кінцем. Щодоби у кожній пробірці з церіодафніями я проводила заміну контрольної та дослідної води на свіжо приготовану. Вихідну церіодафнію пересаджувала у підготовану пробірку і вносила корм (суспензію дріжджів).

Молодь, що з’явилась, підраховувала, заносила данні цих підрахунків до таблиці і видаляла. Біотестування закінчувала після того, як у контролі 60 % вихідних самок давали по три послідовних помети. Методика визначення хронічної токсичності ґрунтувалася на встановленні різниці між виживаністю і плодючістю церіодафній у воді, що аналізується (дослід) та у воді, в якій церіодафній утримується (контроль).

Для визначення гострої токсичності води на водоростях я відібрала проби води у кількості 1 дм3. Пробу води та її розбавлення наливала по 98 см3 у плоскодонні колби місткістю 250 см3 (дослід). Інші колби заповнювала таким самим об'ємом дистильованої води (контроль). Повторність у досліді і контролі трикратна, тому я у кожну колбу додавала по 0,1 см3 вихідних розчинів живильних речовин у порядку їх розташування 1,3 см3 суспензії водоростей чисельністю 0,63-1,25 млн.кл./см3, що знаходяться у експоненціальній фазі росту. Чисельність водоростей у досліді та контролі на початку біотестування повинна становити 10-20 тис.кл./см3. Колби закрила ватяно-марлевими пробками і помістила у люміностат.

Експонування дослідних і контрольних посудин я здійснювала при постійному освітленні інтенсивністю 2000-5000 лк від ламп денного світла, температурі (22±4)°С.

Один-два рази на добу струшувала вміст кожної колби, щоб підтримувати клітини водоростей у суспензії. Тривалість быотестування становила 96 годин.

Підрахунок кількості клітин водоростей у досліді та контролі проводила за допомогою камери Горяєва. Для цього вміст кожної колби ретельно перемішувала і відбирала по 4 краплі, у кожній краплі підраховувала чисельність клітин у 25 великих квадратах камери.

Результати визначення гострої летальної та хронічної токсичності води річки Лопань методом біотестування з використанням ракоподібних церіодафній наведені у таблиці 3.1. та результати визначення гострої токсичності води річки Лопань методом біотестування з використанням водоростей наведені у таблиці 3.2.

Таблиця 2.1 - Результати визначення гострої летальної та хронічної токсичності води р. Лопань методом біотестування з використанням ракоподібних церіодафній

Місце відбору проби	Дата відбору проби	Результат визначення гострої летальної токсичності		Результат визначення гострої летальної токсичності	Результат визначення хронічної токсичності	Результат визначення хронічної токсичності
		Рівень гострої летальної токсичності, ОТг	Клас ступінь токсичності		Рівень хронічної токсичності, ОТх	Клас ступінь забрудненості
р. Лопань, вхід у м. Харків, Олексіївка	22.06.2019	1,0	І нетоксична		4,0	ІІІ помірно забруднена
р. Лопань, 100 м нижче Коксохімзаводу	09.06.2019	1,0	І нетоксична		1,0	І чиста
р. Лопань, 300 м вище ВАТ "Харківський машинобудівний завод "Світло шахтаря"	25.09.2019	1,0	І нетоксична		1,0	І чиста
р. Лопань, 300 м нижче ВАТ "Харківський машинобудівний завод "Світло шахтаря"	25.09.2019	1,0	І нетоксична		1,0	І чиста
р. Лопань, 300 м вище ДП "Харківський приладобудівний завод ім. Т.Г. Шевченка"	25.09.2019	1,0	І нетоксична		1,0	І чиста
р. Лопань, 300 м нижче ДП "Харківський приладобудівний завод ім. Т.Г. Шевченка"	25.09.2019	1,0	І нетоксична		1,0	І чиста

Як видно із таблиці 3.1 ми бачимо, що проби води р.Лопань не виявили гострої летальної токсичності. Проба води, що була відібрана після зливи на вході у місто Харків в районі Олексійовки виявила хронічну токсичність. Ця вода є помірно забрудненою і відноситься до ІІІ класу якості.

Після проведення біотестування з використанням водоростей ми можемо зробити висновок, що вода річки Лопань не виявила гострої токсичності.

Таблиця 3.2 - Результати визначення гострої токсичності води р. Лопань методом біотестування з використанням водоростей

Місце відбору проби	Дата відбору проби	Результат визначення гострої токсичності
р. Лопань, 300 м вище ВАТ "Харківський машинобудівний завод "Світло шахтаря"	25.09.2019	нетоксична
р. Лопань, 300 м нижче ВАТ "Харківський машинобудівний завод "Світло шахтаря"	25.09.2019	нетоксична
р. Лопань, 300 м вище ДП "Харківський приладобудівний завод ім. Т.Г. Шевченка"	25.09.2019	нетоксична
р. Лопань, 300 м нижче ДП "Харківський приладобудівний завод ім. Т.Г. Шевченка"	25.09.2019	нетоксична

Після проведення біотестування з використанням водоростей ми можемо зробити висновок, що вода річки Лопань також не виявила гострої токсичності.

У даній роботі проаналізовано та узагальнено результати аналізу токсикологічного стану річки Лопань у межах міста Харків з різним антропогенним навантаженням. Оцінено рівень токсичності води за зміною показників життєдіяльності (виживаність і плодючість) тест-об’єктів впродовж певного часу.

По території м. Харкова протікають 4 річки: Уди, Лопань, Харків, Немишля , які відносяться до басейну р. Сіверський Донець. Річки є водними об'єктами загальнодержавного значення. Відповідно до класифікації р.  Лопань відноситься до середніх (площа водозбору 2000 км²). Річка має переважно снігове живлення, але взимку і посушливого літа помітну роль відіграють ґрунтові води.

На екологічний стан водних об’єктів міста Харкова найбільший вплив мають: промислова та господарсько – побутова діяльність м. Харкова; поверхневий стік з сільськогосподарських угідь, який транспортує у річки продукти ерозії ґрунтів разом з залишками агрохімікатів, пестицидів й добрив, що негативно впливають на їх гідрохімічні й гідробіологічні показники, сприяє замулюванню річищ, утворенню мілководдя; змиви та витоки від окремих промислових та господарсько – побутових підприємств.

Визначено, що територія міста Харкова зазнає значного антропогенного впливу, в першу чергу за рахунок промислових підприємств, що розташовані в межах міста. Таким чином, на території міста Харкова потрібно постійно вести спостереження за станом навколишнього середовища.

Виходячи з результатів дослідження можна сказати, що вода у річці Лопань відповідає нормативним вимогам до якості поверхневих вод за токсикологічним показником.

Результати аналізу проб води річки Лопань за методикою визначення гострої летальної токсичності з використанням водоростей також не виявили гострої токсичності води.

На основі отриманих результатів планується більш детальне вивчення джерел забруднення, подальший відбір проб води в тих самих створах, відбір донних відкладень та хімічний аналіз проб води і донних відкладень.

1. Атлас Харьковской области. – К.: "Мапа", 1993. – 46 с.Статистичний бюлетень Обласного управління статистики по Харківській області.. Викиди забруднюючих речовин від стаціонарних джерел забруднення по Харківській області в 2010 – 2012.
2. Статистичний бюлетень Обласного управління статистики по Харківській області. Скиди забруднюючих речовин від стаціонарних джерел забруднення по Харківській області в 2007 – 2012.
3. Харьковская область: природа и хозяйство: Материалы Харьковского отдела географического общества Украины. – Харьков: Издательство ХГУ, 1971. – 288 с.
4. Харківщинознавство: Навчальний посібник для учнів загальноосвітніх навчальних закладів / За редакцією Л. Д. Покроєної, В. Е. Лунячека. – Х.: Гімназія, 2004. – 432 с.
5. Екологічний атлас Харківської області.- Х.: МОНОАП – Майдан, 2001. – 80 с.
6. За для краси довкілля / Доповідь про стан навколишнього природного середовища в Харківській області у 2011 р. – 100 с.
7. Фондові матеріали Державного управління екології та природних ресурсів в Харківській області, 2012.
8. Вронский В.А. Прикладная экология: Учебное пособие.- Ростов н/Д: Феникс,1996.-512с.
9. Вронский В.А. Экология: Слов. - справ. – Ростов н/Д: Феникс; М.: Зева, 1997. – 576с.
10. Кучерявий В.П. Урбоекологія – Л., Світ, 1998 – 360с
11. Еколого-токсикологічна оцінка якості поверхневих вод та донних відкладень. Навчально-методичний посібник/ Крайнюкова А.М., докт. біол. наук, професор, Крайнюков О.М., канд. геогр. наук, доцент. –Харків: Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, 2011, 85 с.
12. ДСТУ 3928-99 Охорона природи. Гідросфера. Токсикологія води. Терміни та визначення. – Київ: Держспоживстандарт України, 2000.
13. Методика визначення рівнів токсичності поверхневих і зворотних вод для контролю відповідності їх якості встановленим нормативним вимогам. – Київ: Мінекобезпеки України, 2000.
14. ГОСТ 17.1.5.01-80 Охрана природы. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность. – М.: Изд-во стандартов, 1984.
15. ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков. – М.: Изд-во стандартов, 1986.
16. КНД 211.1.4.054-97 Методика визначення гострої токсичності води на ракоподібних Daphnia magna Straus // Біотестування у природоохоронній практиці. – Київ, 1997.
17. ДСТУ 4173-2003. Якість води. Визначання гострої летальної токсичності на Daphnia magna Straus та Ceriodaphnia affinis Lilljeborg (Cladocera, Crustacea) (ISO 6341:1996, MOD). – Київ: Держспоживстандарт України, 2004.
18. КНД 211.1.4.055-97. Методика визначення гострої летальної токсичності води на ракоподібних Ceriodaphnia affinis Lilljeborg. // Біотестування у природоохоронній практиці. – Київ, 1997.
19. КНД 211.1.4.056-97. Методика визначення хронічної токсичності води на ракоподібних Ceriodaphnia affinis Lilljeborg. // Біотестування у природоохоронній практиці. – Київ, 1997.