Invasions of thermophilic aquatic vegetation as a threat of an emergency situation at nuclear power facilities

Authors

  • Antonina L. Suzdaleva National Research University "Moscow Power Engineering Institute" https://orcid.org/0000-0001-7673-1967
  • Viktor N. Beznosov Scientific and Industrial Research Association “Gidrotehproekt”

DOI:

https://doi.org/10.34753/HS.2023.5.3.264
+ Keywords

NPP cooling pond, biological interference, water hyacinth, water lettuce, giant salvinia

+ Abstract

At present, there is a high risk of invasion of a number of types of thermophilic floating vegetation into the nuclear power plant cooling pond. The greatest dangers are water hyacinth, water lettuce and giant salvinia. The massive development of these plants in water bodies of many countries has already caused catastrophic consequences. They are included in the international and national lists of the most dangerous aquatic weeds. As a result of rapid reproduction these species are able to cover the entire surface of the water body in a short time. This creates serious biological interference in the operation of water supply systems, hinders navigation, leads to the destruction of aquatic ecosystems. According to the current legislation of the Russian Federation, such events should be considered as emergencies of regional and interregional scale. Particularly dangerous is the invasion of water hyacinth and other above-mentioned species into the NPP cooling pond. Their massive development will inevitably lead to a decrease in heat transfer at the water-air border, as well as clogging of water intake grids and filters.  This will create a risk of an accident as a result of overheating of power units. Under the existing conditions, it is almost impossible to prevent the invasion of floating vegetations into NPP cooling ponds. The real way to prevent an emergency situation is the arrangement of monitoring, as well as the preventive development of chemical control means and mechanical destruction of floating vegetation.

+ Author Biographies

Antonina L. Suzdaleva, National Research University "Moscow Power Engineering Institute"

doctor of biological sciences, full professor, professor "National research university "Moscow power engineering institute", E-library: spin 2352-6183, author ID 70718; ORCID: 0000-0001-7673-1967; Scopus: 6507201491.

Viktor N. Beznosov, Scientific and Industrial Research Association “Gidrotehproekt”

doctor of biological sciences,

E-library: spin 4763-6112, author ID 70722; ORCID 0000-0002-5878-0252; Scopus 6602408849.

+ References

Афанасьев В.Е. Анализ мест натурализации адвентивных растений в Астраханской области // Вестник АГТУ. 2008. № 6(47). С. 238-241.

Безносов В.Н. Кучкина М.А. Суздалева А.Л. Исследование процесса термического евтрофирования в водоемах-охладителях АЭС // Водные ресурсы. 2002. Т. 29. № 5. С. 610-615.

Безносов В.Н. Суздалева А.Л. Экзотические виды фитобентоса и зообентоса водоемов-охладителей АЭС как биоиндикаторы теплового загрязнения // Вестник МГУ. Серия 16 Биология. 2001. № 3. С. 27-31.

Горюнова С.В. Попов А.В. Суздалева А.Л. Безносов В.Н. Чрезвычайные экологические и биологические ситуации в техногенных водных экосистемах // Вестник Российского ун-та дружбы народов. Сер. Сельскохозяйственные науки. 2002. № 8. С. 10-16.

Лагутин А.А. Ханбабаева О.Е. Фиторемедиационные свойства водного гиацианта (Eichhornia crassipes (Mart.) Solms) // Вестник ландшафтной архитектуры. 2019. № 18. С. 52-57.

Литвинская С.А. Савченко М.Ю. К вопросу об инвазивности флоры Западного Кавказа // Ботанический вестник Северного Кавказа. 2016. № 1. С. 23-35.

Лудянский М.Л. Выскребец А.М. Методы борьбы с биологическими обрастаниями в системе водоснабжения металлургического предприятия. // Промышленная. энергетика. 1981. №11. С.34-36.

Любимова Т.П. Паршакова Я.Н. Лепихин А.П. Ляхин Ю.С. Повышение устойчивости функционирования водоемов-охладителей за счет использования схем селективного забора воды // Вода и экология: проблемы и решения. 2020. № 2(82). С. 45-58. doi: 10.23968/2305-3488.2020.25.2.45-58

Процесс вторичного загрязнения водоема: основные фазы и мероприятия по предотвращению нежелательных экологических последствий /Безносов В.Н. Горюнова С.В. Кучкина М.А. Попов А.В. Суздалева А.А. // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: «Естественные науки». 2006. № 3. С. 84-87.

Самые опасные инвазионные виды России (ТОП-100) /Ред. Дгебуадзе Ю.Ю. Петросян В.Г. Хляп Л.А. М.: Т-во научных изданий КМК, 2018. 688 с.

Суздалева А.Л. Безносов В.Н. Горюнова С.В. Биологические инвазии в природно-технических системах // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия экология и безопасность жизнедеятельности. 2015. № 3. С. 67-78.

Суздалева А.Л. Безносов В.Н. Кучкина М.А. Экологический механизм эвтрофирования водоема-охладителя АЭС // Безопасность энергетических сооружений. М.: Изд. НИИЭС, 2013. Т. 18. С. 158-177.

Суздалева А.Л. Безносов В.Н. Кучкина М.А. Экологический мониторинг водных объектов и экоаудит водопользователей как основа борьбы с биопомехами в системах техводоснабжения // Безопасность энергетических сооружений. М.: Изд. НИИЭС, 2004. Т. 14. С.189-206.

Суздалева А.Л. Биолого-социальные чрезвычайные ситуации // Естественные и технические науки. 2022. №8(171). С.114-115.

Таллер Е.Б. Командирова А.В. Рамадан Р. Адвентивный вид Pistia stratiotes L. (Araceae) в водоемах Москвы // Доклады ТСХА. 2021. Т. 293. Ч. 4. С. 437-439.

Шаповалов М.И. Сапрыкин М.А. Чужеродный вид Pistia stratiotes L. (Araceae) в водоёмах урбанизированной территории юга России // Российский журнал биологических инвазий. 2016. № 1. С. 139-146.

Щербаков А.В. Майоров С.Р. Водные адвентивные растения московского региона // Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о земле. 2013. № 2. С. 57–61.

Abonyo E. Howard G. Guide to some invasive plants affecting Lake Tanganyika. Nairobi: IUCN ISI and Lake Tanganyika Authority, 2012. 64 p.

Barrett S.C.H. Waterweed Invasions // Scientific American. 1989. V. 264. № 4. Р. 90-97.

Basu A. Hazra A.K. Chaudhury S. Ross A.B. Balachandran S. State of the Art Research on Sustainable Use of Water Hyacinth: A Bibliometric and Text Mining Analysis. Informatics. 2021. V. 8(38). Р. 1-14. https://doi.org/10.3390/ informatics8020038

Benton A.R. James W.P. Rouse J.W. Evapotranspiration from water hyacinth (Eichhomia crassipes (Mart.) Solms) in Texas reservoirs // J. Am. Water Resour. Assoc. 1978. V. 14. № 4. P. 919-930. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1978.tb05588.x

Coetzee J.A. Hill M.P. Salvinia molesta D. Mitch. (Salviniaceae): impact and control // CAB Reviews. 2020. V. 15. № 033. Р. 1-11. doi: 10.1079/PAVSNNR202015033

Controlling Water Hyacinth in Lake Tana Using Biological Method at Green House and Pond Level / Admas A. Sahle S. Belete E. Agidie A. Alebachew M.// Eur. Exp. Biol. 2017. V. 7. № 5(30). Р.1-10. DOI: 10.21767/2248-9215.100001

Degaga A.H. Water hyacinth (Eichhornia crassipes) biology and its impact on ecosystem, biodiversity, economy and human well-being // Jurnal of Life Science and Biomedicine 2018. V. 8. № 6. Р. 94-100.

Eicchornia crassipes (Mart.) Solms-Laub. (Pontederiaceae) /Coetzee J.A. Hill M.P. Julien M.H. Center T.D. Cordo H.A. // Biological Control of Tropical Weeds using Arthropods. Published online by Cambridge University Press. 2009. Р.181-208. doi: 10.1017/CBO9780511576348.011

Gandhimathi A. Enhanced biofuel production from water hyacinth. Ecology, Environment and Conservation Paper. 2017. V. 23. № 3. P. 1586-1590.

Gopal B. Water Hyacinth. Amsterdam: Elsevier Science Publishers, 1987. 477 p.

Harun I. Pushiri H. Amirul-Aiman A.J. Zulkeflee Z. Invasive Water Hyacinth: Ecology, Impacts and Prospects for the Rural Economy // Plants. 2021. V. 10. 1613. Р. 1-23. https://doi.org/10.3390/ plants10081613

Holm L.G. Plucknett D.L., Pancho J.V., Herbeger J.P. World's worst weeds. Distribution and biology. Honolulu: University of Hawaii, 1977. 609 p.

Indulekha V.P. Thomas C.G. Anil K.S. Utilization of water hyacinth as livestock feed by ensiling with additives // Indian Journal of Weed Science. 2019. V. 51. N. 1. Р. 67-71.

Koncki N.G. Aronson M.F.J. Invasion Risk in a Warmer World: Modeling Range Expansion and Habitat Preferences of Three Nonnative Aquatic Invasive Plants //Invasive Plant Science and Management. 2015. № 8. Р. 1-15. DOI: 10.1614/IPSM-D-15-00020.1

Koutika L-S. Rainey H.J. A Review of the invasive, biological and beneficial characteristics of aquatic species Eichhornia crassipes and Salvinia molesta // Applied ecology and environmental research. 2015. V. 13. № 1. Р. 63-275. DOI: 10.15666/aeer/1301_263275

Labrada R. Fornasari L. Management of problematic aquatic weeds in Africa FAO efforts and achievements during the period 1991-2001. Rome: Food and Agriculture Organization of The United Nations, 2002. 28 р.

Martinez Jimenez M. Gomez Balandra M.A. Geographic distribution and the invasive scope of aquatic plants in Mеxico // BioInvasions Records. 2022. V. 11. № 1. Р. 1-12 https://doi.org/10.3391/ bir.2022.11.1.01

Mitchell D.S. Tur N.M. The Rate of Growth of Salvinia molesta (S. auriculata Auct.) in Laboratory and Natural Conditions // Journal of Applied Ecology. 1975. № 12. Р. 213-225. https://doi.org/10.2307/2401730

Ogutu P.A. Vermicomposting water hyacinth: turning fisherman’s nightmare into farmer’s fortune // International Journal of Research and Innovation in Applied Science. 2019. V. 4. № 1. P. 12-14.

Owens C.S. Madsen J.D. Low Temperature Limits of Waterhyacinth // // J. Aquat. Plant Manage. 1995. V.33 Р.63-68.

Owens C.S. Madsen J.D. Low temperature limits of waterhyacinth // Journal of Aquatic Plant Management. 1995. V. 33. Р. 63-68.

Patra S. Aquatic weed resources in India and South-East Asia // International Journal of Current Research. 2013. V. 5. № 5. Р. 1343-1345.

Phytoremediation of wastewater toxicity using water hyacinth (Eichhornia crassipes) and water lettuce (Pistia stratiotes) / Victor K.K. Seka Y. Norbert K.K. Sanogo T.A. Celestin A.B. // International Journal of Phytoremediation. 2016. V. 18. № 10. Р. 949-955.

Saha P. Mondal A. Sarkar S. Phytoremediation of cyanide containing steel industrial wastewater by Eichhornia crassipes // International Journal of Phytoremediation. 2018. V. 20. № 12. P. 1205-1214.

Tellez T.R. de Rodrigo Lopez E.M. Granado G.L. Perez E.A. Lopez R.M. Guzman J.M.S. The Water Hyacinth, Eichhornia crassipes: an invasive plant in the Guadiana River Basin (Spain) // Aquatic Invasions. 2008. V. 3. Р. 42-53.

Thomas P.A. Room P.M. Taxonomy and control of Salvinia molesta // Nature. 1986. V. 320. Р. 581-584.

Villamagna A.M., Murphy B.R. Ecological and socio-economic impacts of invasive water hyacinth (Eichhornia crassipes): A review // Freshw. Biol. 2010. V. 55. № 2. P. 282-298. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2009.02294.x

Yan S. Guo J.Y. Water Hyacinth: Environmental Challenges, Management and Utilization. Florida: CRC Press, 2017. 345 p.

+ Read article online

Downloads

Download data is not yet available.

Published

2024-04-26

How to Cite

Suzdaleva, A. L., & Beznosov, V. N. (2024). Invasions of thermophilic aquatic vegetation as a threat of an emergency situation at nuclear power facilities. Hydrosphere. Hazard Processes and Phenomena, 5(3), 264–277. https://doi.org/10.34753/HS.2023.5.3.264

Issue

Section

Ecological problems and hazards in the hydrosphere
Loading...