В связи с индустриализацией страны поступление в водоемы неочищенных сточных вод резко возрастало, увеличивался объем молевого сплава, поэтому в 1930-х годах институт приступил к изучению влияния этих явлений на биологические ресурсы и разработке мер по снижению ущерба.
По исследованиям И.Ф. Правдина сплав леса в бассейне реки Сяси в 1930-х годах был настолько велик, что весной река местами на протяжении километров была сплошь загромождена затопленной древесиной, что отрицательно сказывалось на кислородном режиме, разрушались нерестилища. Сточные воды Сяського целлюлозо-бумажного комбината, выпускаемые в Волховскую губу, причиняли большой ущерб рыболовству на этой акватории. Сотрудниками института был предложен ряд мероприятий, способствующих уменьшению отрицательного воздействия этих явлений.
Приоритетные направления экотоксикологических исследований были сформулированы в 1939-1942 гг. профессором Н.С. Строгановым:
- изучать по возможности влияние испытуемых веществ на весь цикл развития гидробионтов или на отдельные наиболее чувствительные стадии;
- вести наблюдения в течение всего времени завершения полного биологического цикла или отдельных стадий развития гидробионтов;
- обращать внимание на влияние токсических веществ не только на выживаемость, но и на основные физиологические функции организма (дыхание, сердцебиение, размножение);
- использовать в опытах разнообразный гидробиологический материал, так как различные организмы по-разному относятся к воздействию одного и того же вещества;
- устанавливать допустимые нормы содержания веществ в водоемах по самому слабому биологическому звену.
В 1939 г. институт приступил к изучению влияния сточных вод Ишимбаевского нефтеносного района и Уфимского нефтеперегонного завода на рыбопродуктивность реки Белой, в частности, на запасы белорыбицы. В 1946 г. из лаборатории гидрохимии и гидробиологии была выделена лаборатория по изучению загрязнения водоемов. С 1950-х годов большое внимание институт уделял проблеме комплексного эффективного использования водных ресурсов страны, их охране от загрязнения.
Вплоть до создания ЦУРЭН сотрудники института проводили эколого-рыбохозяйственный анализ проектов строительства предприятий. Весь период, предшествовавший созданию ихтиотоксикологической службы МРХ СССР сотрудники лаборатории выезжали для расследования всех чрезвычайных происшествий, связанных с массовой гибелью рыб как в естественных водоемах, так и рыбных хозяйствах страны. Только Н.М. Аршаницей было подготовлено около 200 экспертных заключений по фактам массовой гибели рыб и загрязнения водоемов для различных подразделений прокуратуры СССР. Им подготовлены и в 1991 г. изданы «Методические рекомендации по расследованию преступных загрязнений водных объектов».
Институт с 1950-х годов занимался разработкой ПДК (предельно допустимых концентраций) различных веществ, поступающих в рыбохозяйственные водоемы. Изучались сточные воды и их влияние на биоту водоемов. При этом производился качественный и количественный учет сточных вод, гидрохимические, микробиологические, гидробиологические, ихтиологические и рыбохозяйственные комплексные исследования для выявления степени и характера влияния сточных вод промышленных и сельскохозяйственных предприятий. В 1956 г. было разработано и внедрено в практику биотестирование воды на дафниях.
Институт (А.Г. Гусев) принимал участие в подготовке первых «Правил охраны поверхностных вод» (1961 г.).
С середины 1970-х годов институт разрабатывает научные основы и мероприятия по комплексному и эффективному использованию в народном хозяйстве водных ресурсов страны и их охране от загрязнения. В частности, разрабатывает методы биологического контроля загрязнения водоемов токсическими веществами, а также методы определения ущерба, наносимого рыбному хозяйству лесосплавом, вырубкой леса вдоль берегов водоемов, пестицидным загрязнением и другими видами вредного воздействия на рыб, кормовые организмы и условия их воспроизводства (Л.А. Лесников).
В этот период в ряде рыбохозяйственных институтов были созданы аналогичные лаборатории. Возникла необходимость в унификации методик. Л.А. Лесниковым была создана методика разработки ПДК (1973 г., 1975 г., 1979 г., 1986 г., 1989 г.). Методические указания в 1975 г. получили серебряную медаль ВДНХ. Бронзовую медаль получили методические указания для исследований с микрофлорой (М.В. Мосевич, 1975) и водорослями (Т.К. Мошенко). Кроме того, были опубликованы методические указания по проведению экспериментов на рыбах (О.Н. Крылов) по гистологическим исследованиям рыб (М.П. Кокуричева). За этот период была разработана методика оценки влияния загрязняющих веществ на популяции водных организмов (на примере дафний) и начаты работы по оценке влияния донных отложений на биоценозы.
Далее институт разработал и утвердил комплекс государственных стандартов в области охраны вод. Ряд сотрудников занималсяся оценкой загрязнения водоемов нефтепродуктами от водного транспорта (М.В.Мосевич).
В 1980-х годах продолжаются работы в области охраны вод. По заданию ГКНТ разрабатываются научные основы стандартизации, нормы, правила и требования к объектам стандартизации, государственные и общетехнические стандарты в области охраны природы (ГОСТы), обосновываются принципы региональной стандартизации с точки зрения рыбного хозяйства, разрабатывается порядок проведения экологической экспертизы в связи с охраной водных биоресурсов. Затем создаются классификация веществ, загрязняющих водные объекты, и методы определения токсичности загрязнителей для гидробионтов. Одновременно изучается влияние на рыбохозяйственные водоемы перемещений грунтов при проведении гидротехничесикх работ (Л.А. Лесников). Разрабатываются нормативы содержания пестицидов и их метаболитов для морских и пресноводных рыбохозяйственных бассейнов (О.Н. Крылов).
В конце 1970-х годов начинаются исследования по рыбохозяйственной оценке эффективности мероприятий по снижению загрязнения водоемов на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности (Н.М. Аршаница) и разрабатываются принципы расчета предельно допустимых сбросов, необходимые для сохранения рыбохозяйственной ценности внутренних водоемов (Л.А. Лесников).
Особый интерес представляют работы по определению влияния загрязнений на биологический режим Невской губы в связи с проектированием сооружений по защите г. Ленинграда от наводнений (Л.А. Лесников). Эта работа велась комплексно и в ней участвовали ихтиологи и гидробиологи (С.В. Ружин), И.Л. Корелякова и др.) В результате исследований было установлено, что основным загрязнителем Невской губы является г. Ленинград. Было установлено, что на момент исследований в устьевой части реки Невы и в губе до линии Петергоф-Лисий Нос образовалась токсичная зона, где была выявлена 100% гибель планктонных ракообразных. В бентосе сохранялись только самые выносливые организмы (некоторые виды олигохет, нематод и моллюсков). Был рассчитан ущерб рыбному хозяйству - 650 т рыбы в год на сумму свыше 760 тыс. руб. В настоящее время считается, что этот ущерб был в несколько раз занижен.
С конца 1970-х годов лаборатория водной токсикологии приступила к разработке норм содержания веществ, концентрирующихся в бассейнах при интенсивном выращивании рыбы на теплых водах ГРЭС (О.Н. Крылов), и рыбохозяйственных нормативов содержания веществ, используемых в охладительных системах теплоэлектростанций (Л.А. Лесников). Была подготовлена программа технических водоохранных мероприятий в рыбной отрасли по предотвращению загрязнения вод производственными рыбопромышленными предприятиями, занимающимися воспроизводством и товарным рыбоводством. Разрабатываются нормы по укрупненным показателям водопотребления и водоотведения для предприятий воспроизводства и промышленного рыбоводства.
Наиболее значительными в начале 1980-х годов были работы по определению ПДК токсических веществ, сбрасываемых в рыбохозяйственные водоемы со сточными водами промышленных предприятий легкой промышленности СССР (Н.Н. Лизина) и разработка требований к состоянию водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей по типам водоемов и их рыбохозяйственному значению (Л.А. Лесников). Одновременно была проведена оценка влияния донных разработок песка на рыбные запасы восточной части Финского залива.
В начале 1980-х годов появляются новые направления в рыбоохранных исследованиях, в частности, изучение закономерностей миграции некоторых хлорорганических пестицидов по пищевой цепи и их накопление в промысловых гидробионтах Саратовского и Волгоградского водохранилищ (Ю.А. Щербаков), изучение влияния хлорорганических ядохимикатов на выживаемость основных промысловых рыб Цимлянского водохранилища и определение ущерба, наносимого рыбному хозяйству (И.Е. Мороз). В начале 1980-х годов лаборатория разрабатывала токсикологическую характеристику лососевых и сиговых рыб, используемых в рыбоводстве (Н.М. Аршаница), а Л.А. Лесников подготовил методики установления нормативов загрязнения для грунтов водоемов, используемых для естественного воспроизводства и искусственного разведения, а также совершенствовал методики по разработке рыбохозяйственных нормативов веществ, загрязняющих важные объекты, методы определения рыбохозяйственных ПДК.
В середине 1980-х годов институт разрабатывал методы оценки токсичности сточных вод на основе биотестирования, для чего выясняются закономерности реагирования гидробионтов разных систематических, трофических уровней на воздействие токсикантов, а также изучались реакции гидробионтов на воздействие отдельных компонентов сточных вод, в частности, стоки рыбообрабытывающих предприятий (Л.А. Лесников).
В конце 1980-x годов институтом разрабатывались требования к расчету ПДС с учетом ассимилирующей способности водоема и методические основы эколого-токсикологической паспортизации рыбоводных, рыбообрабатывающих предприятий, составлялись типовые паспорта предприятий (М.А. Перевозников). Позднее разрабатывались принципы ихтиотоксикологического мониторинга и контроля качества рыбной продукции. Проведено скрининговое обследование различных рыбоводных предприятий в 15 областях Европейской части России, разрабатывались ПДС и ПДК многих токсических веществ.
В конце XX – начале XXI веков основные проблемы функционирования водных экосистем были связаны с многофакторным антропогенным воздействием, вследствие которого практически все экосистемы крупных рек, озер, водохранилищ и континентальных морей в значительной степени трансформированы и находятся на различных стадиях деградации.
Проводимый лабораторией эколого-токсикологический мониторинг рабохозяйственных водоёмов Северо-Запада включает химико-аналитические и биоиндикационные исследования, позволяющие на основании оценки состояния водных организмов дать интегральную характеристику качества среды их обитания. Результаты комплексных исследований позволяют оценить тенденции изменения токсикологического состояния рыбохозяйственных водных объектов.
Химико-аналитические исследования включают определение содержания токсикантов в рыбе, её кормах и среде обитания – воде и донных отложениях. Оценка токсичности воды и донных отложений в лабораторных экспериментах проводится с использованием тест-объектов: Scenedesmus quadricauda, Daphnia magna, Danio rerio и др.
Исследования токсикозов рыб позволяют дать интегральную оценку качества среды их обитания. Для характеристики характера и степени развития токсикозов шкала пятибалльной оценки развития токсикоза рыб по патологоанатомическим показателям, разработанная сотрудниками лаборатории (Н.М. Аршаница).
Исследованы важнейшие в рыбохозяйственном отношении озёра и реки Северо-Запада - Ладожское и Псковско-Чудском озёра, реки Нева, Волхов и др., водохранилища Волги и Камы, Финский залив Балтийского моря. На примере Киришской и Псковской ГРЭС, Калининской АЭС изучено влияние электростанций на токсикологическую ситуацию в водоёмах-охладителях Изучено состояние свободноживущих и выращиваемых в садках рыб по биологическим (клиника, патологоанатомическая картина проявления токсикоза) и химико-аналитическим критериям (содержание токсикантов в мышечной ткани рыб).
Даются практические рекомендации по профилактике токсикозов свободноживущих и выращиваемых на рыбоводном заводе рыб. Лабораторией был получен патент на изобретение «Способ удаления тяжёлых металлов из животного сырья» (Патент № 2137379).
В последние годы ведутся регулярные наблюдения за токсикологической обстановкой в Ладожском озере и Финском заливе Балтийского моря, выполняется комплексная оценка уровня загрязнения воды, донных отложений и рыб тяжёлыми металлами, нефтепродуктами, а также оценка качества среды обитания водных биологических ресурсов на основании биотестирования и патологоанатомических исследований рыб.
На основании результатов определения содержания тяжелых металлов, нормируемых в пищевой рыбе, осуществляется оценка качества получаемой из водоёмов рыбной продукции.
Производится определение токсичности материалов, природных и сточных вод методом биотестирования, определение класса опасности отходов. Сотрудники лаборатории участвуют в расследованиях случаев массовой гибели рыб в результате поступления загрязняющих веществ в водные объекты и выполняют соответствующие экспертные заключения, оказывает консультационную помощь природоохранным организациям.
Производится оценка воздействия на водные биологические ресурсы поступления в рыбохозяйственные водные объекты сточных вод в результате хозяйственной деятельности, а также по фактам несанкционированных и аварийных поступлений токсикантов.
ЛЕСНИКОВ Лев Александрович |
МОСЕВИЧ Мария Владимировна |
КРЫЛОВ Олег Николаевич |
КОКУРИЧЕВА Марина Павловна |
ГУСЕВ Анатолий Григорьевич |
АРШАНИЦА Николай Михайлович |
РУЖИН Сергей Викторович |
ПЕРЕВОЗНИКОВ Михаил Александрович |