Введение
1 Экологические проблемы водоотведения городов 12
1.1 Современные системные подходы к решению проблем водной среды городов 14
1.2 Эволюция качества стоков с ростом и развитием города (историко-технический экскурс) 18
1.3 Периодичность количества и качества стоков и ее роль для гидробионтов 24
1.4 Экологическая роль биоты городских вод 27
1.4.1 Роль сообществ гидробионтов в самоочищении городских вод 29
1.4.1.1 Зависимость процессов самоочищения от отношения биогенных элементов в водоеме 38
1.4.2 Роль микроорганизмов в очищении городских вод 39
1.4.2.1 Методический аспект изучения бактериоценозов водоема 46
1.4.2.2 Роль бактериоценозов в очищении городских вод от азота 47
1.5 Изменение структуры водных биоценозов и самоочищение 51
1.6 Биоиндикация и биотестирование водоприёмников городов 56
1.7 Методологические подходы к изучению влияния бытовых стоков города на реку. 60
1.7.1 Разбавление стоков 60
1.7.2 Влияние температурного фактора на самоочищение 65
1.7.3 Влияние биологической составляющей стоков на процессы самоочищения 67
1.7.4 Влияние бытовых стоков на биогеохимические циклы фосфора и металлов в реке 69
1.7.4.1 Содержание фосфора и металлов в очищенных и речных водах 69
1.7.4.2 Перемещение и трансформация фосфора и металлов в реке, принимающей бытовые стоки 72
1.8 Границы влияния бытовых стоков на реку-водоприёмник 78
1.9 Роль структурной организации водоприемника в выборе методов регулирования качества воды 84
1.9.1 Изменение энергетического состояния экосистемы городского водоприемника 84
1.9.2 Способы регулирования процессов самоочищения 86
1.9.3 Различия в структуре водоемов и водотоков 90
Заключение к главе 1 92
2 Объекты и методы 94
2.1 Гидрология реки и развитие очистной системы города 94
2.2 Многолетняя динамика антропогенной нагрузки 99
2.3 Вьщеляемые временные этапы в соответствии с изменением антропогенной
нагрузки 102
2.4 Выбранные методы исследования 106
2.4.1 Выбор методов биотестирования 108
2.5 Лабораторное моделирование процессов самоочищения 108
2.6 Обработка данных ПО
3 Закономерности формирования экотопов современной реки мегаполиса 112
3.1 Динамика гидрологического режима городской зарегулированной реки 112
3.2 Неоднородность экологических условий городской реки 117
3.2.1 Формирование зон седиментации 117
3.2.2 Периодические факторы антропогенного влияния 119
3.2.3 Пространственная неоднородность экологических факторов в зоне влияния бытовых стоков 125
3.3 Экологическая структура городской реки 130
3.3.1 Пространственная гидрохимическая зональность 130
3.3.1.1 Неоднородность качества стоков в черте города 131
3.3.1.2 Зональность содержания органического вещества и растворенного кислорода 132
3.3.1.3 Зональность содержания азота 134
3.3.1.4 Зональность содержания фосфора 136
3.3.2 Зональность по отношению биогенных элементов 140
3.3.3 Вертикальная стратификация 140
3.3.4 Зональность взвешенных веществ и донных отложений 142
3.3.5 Зональность по токсичности воды 147
3.3.5.1 Токсичность очищенных вод по опытам на инфузориях 147
3.3.5.2 Влияние биологически очищенных вод на выживаемость рыб в краткосрочных опытах 149
3.3.5.3 Токсичность очищенной воды по процессам метаболизма рыб и моллюсков 149
3.3.5.4 Изменение индекса токсичности по руслу реки 151
3.3.6 Неоднородность распределения тяжелых металлов 152
3.3.6.1 Геохимические барьеры в местах выпусков бытовых стоков 152
3.3.6.2 Перераспределение тяжелых металлов в воде и донных отложениях 154
Заключение к главе 3 156
4 Структура биоценоза городской реки и его роль в самоочищении 158
4.1 Целостность структуры 158
4.2 Структура сообществ и их роль в самоочищении 159
4.2.1 Бактериопланктон 159
4.2.2 Бактериобентос 162
4.2.3 Фитопланктон 168
4.2.4 Зоопланктон 170
4.2.5 Зональность в структуре планктонных сообществ по информационным индексам 173
4.2.6 Зональность реки по качеству дрифта 174
4.2.7 Зообентос 178
4.2.8 Рыбы 178
4.2.8.1 Содержание загрязняющих веществ в рыбах 182
4.3 Трансформация органического вещества по трофическим звеньям городской реки 187
4.4 Сезонная динамика свойств городской реки 190
Заключение к главе 4 194
5 Динамика экологического состояния реки в связи с изменением характера антропогенной нагрузки 196
5.1 Зависимость самоочищения реки от эволюции очистных сооружений 196
5.1.1 Динамика кислородного режима реки в зависимости от развития сооружений очистки 196
5.1.2 Зависимость очистки сточных вод от функционирования города 200
5.1.3 Многолетняя динамика качества взвешенных веществ в черте города .203
5.2 Динамика самоочищения реки от азота 203
5.3 Многолетняя динамика структуры экосистемы городской реки 210
5.4 Динамика величины кризисной зоны 212
5.4.1 По кислородному режиму 213
5.4.2 По токсичности 213
5.4.3 По функционированию бактериоценозов 214
5.4.4 По зависимости содержания кислорода от численности бактерий 215
5.4.5 По структуре бентосных сообществ и качеству взвешенных веществ 216
5.4.6 Вьщеление кризисной зоны по динамике гидрохимических и гидробиологических показателей 217
Заключение к главе 5 218
6 Улучшение качества речных вод и производственный экомониторинг 220
6.1 Многолетняя динамика скоростей самоочищения 220
6.2 Роль промывок дна в формировании экологических условий 226
6.3 Роль технологий очистки бытовых стоков в самоочищении реки 230
6.3.1 Очистка с удалением биогенных элементов 230
6.3.2 Ультрафиолетовое обеззараживание сточных вод 231
6.3.3 Величина разбавления сточных вод речными 234
6.3.4 Влияние отношения N/P 236
6.4 Основа мониторинга городской реки 237
6.5 Интенсификация самоочищения реки за счет формирования качества БОВ 238
6.6 Регулирование процессов самоочищения в реке 240
Заключение к главе 6 240
Заключение 241
Выводы 244
Список литературы 249
Приложения 268
