2009.Ecol.Studies,Hazards,Solutions.v.14,all.pages5

Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Предисловие
Изучение вопросов экологии и биосферы – вклад в экологическую
безопасность
Развитие современной экономики зависит от многих факторов,
среди которых существенную роль играют вопросы обеспечения
природными
ресурсами.
Крупномасштабное
использование
природных ресурсов в свою очередь ведет к появлению серьезных
экологических проблем. Весь опыт природопользования и
исследования связанных с этим проблем экологии показывает, что
изучение научных вопросов экологии и биологии имеет большое
практическое значение. Опубликованный анализ современных
экологических проблем в Российской Федерации показал
исключительную остроту и актуальность вопросов экологической
безопасности (см. «Проблемы национальной безопасности:
экспертные заключения, аналитические материалы, предложения» /
под общ. ред. Н.П. Лаверова; Российская академия наук. - М.: Наука,
2008. - 459 с.).
Один из выводов, сделанный в упомянутой книге в результате
подробного анализа многих аспектов экологической безопасности,
состоит в том, что необходимы дальнейшие тщательные исследования
по широкому фронту экологических и биосферных наук.
Предлагаемый вниманию читателя сборник содержит
материалы по многим вопросам экологии и биосферных ресурсов.
Сборник содержит и материалы недавно прошедшей 10-й
международной конференции «Водные экосистемы, организмы,
инновации-10». Одной из особенностей материалов этой конференции
и других публикаций, включенных в сборник, является активный
поиск новых идей и обобщений, стремление навести новые мосты
между фундаментальной наукой и практическими вопросами,
важными для экологической безопасности, охраны окружающей
среды, устойчивого развития.
Сборник содержит научную информацию, которая может
представить интерес для научных работников многих специальностей,
преподавателей университетов, аспирантов, практических работников
в области использования, изучения и охраны биосферных ресурсов.
Академик В. Н. Большаков
Доктор биологических наук С.В.Котелевцев
Доктор биологических наук С.А.Остроумов
5
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
От редакторов
Очередной выпуск продолжающегося издания “Ecological
Studies, Hazards, Solutions” представлен настоящим сборником.
Сборник содержит научные и учебные материалы, в том числе
труды 10-й международной конференции "Экосистемы, организмы,
инновации-10" .
10 -я международная конференция (сессия стендовых
сообщений) "Экосистемы, организмы, инновации-10" состоялась 29
октября 2008 в Москве. На конференции акцентировалось
приложение экологических и водно-экологических знаний для целей
экономического роста, образования, безопасности, для решения
практических вопросов. Соорганизаторами конференции являлись
ранее созданный оргкомитет и консультативный совет при содействии
нескольких организаций, включая несколько советов РАН,
Гидробиологическое общество при РАН, МГУ, Ихтиологическую
комиссию, РАЕН, Международный биотехнологический центр МГУ,
МОИП, Международный институт окружающей среды (International
Environmental Institute) и др. Со-председатели оргкомитета –
докт.биол.наук С.В. Котелевцев и докт.биол.наук С.А. Остроумов.
Приветствия участникам конференции прислали вице-президент
РАН акад. Н.П.Лаверов, руководитель Федерального агентства
водных ресурсов РФ Р.З.Хамитов, Председатель Научного совета РАН
по гидробиологии и ихтиологии акад. Д.С.Павлов, директор
Института геохимии и аналитической химии РАН акад. Э.М. Галимов,
акад. Н.С.Касимов, член-корр. РАН А.П.Капица, члены национальной
академии наук Украины Президент Океанологического Центра
Украины В.Н.Еремеев, Г.Г.Поликарпов, Г.Е.Шульман и др.
О конференции напечатаны материалы в нескольких изданиях, в
том числе хроника:
10-я международная конференция "Экосистемы, организмы,
инновации-10" (Хроника) // Биология моря, 2009, том 35, № 4, с.310311 (журнал переводится на английский язык)
6
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
STUDY ON MOLLUSCS FROM DUBASARI RESERVOIR ON
DNIESTER RIVER
Lucia Biletski, Elena Zubcov, Oxana Munjiu, I. Şuberneţchii, Nadejda
Andreev
Institute of Zoology, Academy of Sciences of Moldova
Introduction. Zoobenthos represents a compulsory link in
hydrobiological system of surface waters assessment and monitoring. Molluscs,
alongside oligocheta, are one of the most stable group of hydrobionts, composing
zoobenthos, owing to their life expectancy, which exceeds 6 -7 years sometimes
[1]. The general objective of this study, carried out in 2007, was to investigate
the molluscs diversity and some of their quantitative parameters upstream of
Dubasari reservoir dam.
Methods. The bottom is covered by big stones in this area of reservoir,
therefore it was impossible to perform the sampling with Petersen’s benthos grab
and hydrobionts were collected manually, using a grid-cell method. The
sampling was conducted on both banks of reservoir, at a depth of 0,7-1,5 m and
at a 5-15 m distance from the shore (until the mud area begins, where zebra
mussel, practically, is not found).
Results. The samples collected from the right bank have included 6
species of molluscs: Theodoxus fluviatilis, Viviparus viviparus, Lithoglyphus
naticoides, Bithynia tentaculata, Lymnaea auricularia (Gastropoda) and
Dreissena polymorpha (Bivalvia). On the left bank, alongside the above
mentioned species, Physa fontinalis (Gastropoda) was identified. It was found
that D.polymorpha and T.fluviatilis are the species with the biggest density and
biomass in this area (Table 1).The unification of samples collected from both
banks showed that average density of molluscs is 1190 individuals/m2 and
average biomass - 311 g/m2.
Table 1. The contribution of different species in the total density and
biomass of molluscs upstream of Dubasari reservoir dam
N
Species
Density, %
Biomass,
%
84,58
r.
1
Dreissena polymorpha
60,42
2
Theodoxus fluviatilis
37,82
3
Viviparus viviparus
.
.
9,00
.
4
0,64
0,34
0,32
0,17
0,32
0,58
0,32
Physa fontinalis
.
7
0,25
Bithynia tentaculata
.
6
4,82
Lithoglyphus naticoides
.
5
0,42
Lymnaea auricularia
.
7
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Discussion. Institute of Zoology in the 80s years of the past century
developed a range of complex investigations on zoobenthos diversity and its
quantitative aspects in Dniester River. According to published data, during the
1981-1985 years, in the area of Dubasari dam the density and biomass of
molluscs consisted of 204 individuals/m2 and 69,18 g/m2 , respectively [2]. Our
study suggests an increase in molluscs’ density and biomass, however, to be
conclusive, a set of similar investigations during a number of vegetative seasons,
are required.
References.
1.
Абакумов В.А., Качалова О.Л. Зообентос в системе контроля
качества вод// Научные основы контроля качества вод по
гидробиологическим показателям. Труды Всесоюзной конференции,
Москва, 1-3 ноября 1978 г. – Л: Гидрометеоиздат, 1981. – С.167-174.
2.
Экосистема Нижнего Днестра в условиях усиленного
антропогенного воздействия (отв. ред. И.М. Ганя). – Кишинев: Штиинца,
1990. – 260 с.
POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON CONTAMINATION
OF SOILS NEAR LAKE BAIKAL, RUSSIA
Richard S. Caldwell1, David R. Young2, and I. Taganov3
1
Northwestern Aquatic Sciences, Newport, Oregon, USA
Oregon State University Hatfield Marine Science Center, Newport, Oregon, USA
3
Russian Geographical Society, St. Petersburg, Russia
1
Email Address: rcaldwell@nwaquatic.com
2
Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were analyzed in soils
from eight sites in the vicinity of Lake Baikal, Russia. Two sites were
adjacent to large urban areas, the cities of Angarsk and Irkutsk; two were
near villages; and four were from remote sites including Olkhon Island.
The study was undertaken in order to characterize PAH pollutant levels
near Lake Baikal, an important World Heritage Site, relative to worldwide
sites. Mean total PAH concentrations ranged from 12 ng/g dry wt. at the
remote East Olkhon sampling site to 900 ng/g dry wt. at the Irkutsk site.
The ratio of methylphenanthrenes to phenanthrene (MP/P) was <0.30 at all
sites where a ratio could be computed, strongly suggesting pyrogenic
sources of the PAHs found. Compared with examples of soil PAH
contamination from comparable world geographic locations, PAHs in the
vicinity of Lake Baikal, Russia were low.
8
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
UDK 631.4
O. M. Gorshkova, N.V. Demidenko, E.A. Denisenko,
A.V. Klepikova, S.A. Ostroumov
Modernizing education in ecology: using interdisciplinary approaches
and monographs
M.V.Lomonosov Moscow State University
119991 Russian Federation, Moscow, Lengory;
Institute of Geography of RAS, Moscow
Some books are to be tasted, some swallowed,
and some few to be chewed and digested.
Francis Bacon (1561-1626), Essays (1625)
In his books, V.I.Vernadsky (1863 -1945) provided an interdisciplinary analysis
of broad factual data, which became a significant contribution to science. Moreover,
those interdisciplinary books became a useful contribution to education in various areas
of sciences on environment and natural resources. The example of his books illustrates
that modernizing contemporary education requires interdisciplinary approaches. To
apply those approaches, interdisciplinary scientific monographs may become especially
useful. Examples of that are many. Among those examples, it is worthwhile to analyze
how some monographs in specific areas of ecological sciences became a part of
educational material in teaching a variety of courses.
Given the fact that scientific monographs serve additional function as teaching
aids, the goal of this publication is to analyze some specific examples of educational use
of scientific monographs in two important areas of modern ecological science, relevant
to the new discipline of biochemical ecology [1, 2], and the equally or even more
important area of conservation biology [3-5].
In 1986, the book ‘Introduction to Biochemical Ecology’ [1] was published, in
which new fundamental concepts of ecology were developed. In the book, the new
concepts and terms ‘ecological chemomediators’ and ‘ecological chemoregulators’ were
proposed and illustrated. Those concepts help deeper analyze the ecological role of
many chemicals produced by organisms. Later, the presentation of those concepts and
terms was repeated in another book, ‘Introduction to Problems of Biochemical
Ecology’ [2].
In addition, the coauthored books on conservation of biodiversity [3-5] were
published. In those books, a new scientific approach – the analysis according the levels
of organization of life systems - was used to classify and to put into a system the diverse
factual data on the contemporary man-made impact on the biosphere.
The books [1-5] provided new scientifically innovative ways to organize and put
into a logical and modern system a massive body of factual information. The goal of
this publication is to provide some information on how those books have been used in
educating students in ecology and other academic disciplines. The relevant data are
given in Tables 1-4.
9
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Table 1. Using the book ‘Introduction to Biochemical Ecology’ [1] in education,
some examples.
Educational institution or Educational institution or program Country, city
program ( in English)
(in Russian or Ukrainian)
Peoples Friendship
University of Russia
(PFUR)
Российский Университет Дружбы
Народов (РУДН)
Moscow, Russia
Samara State University
Самарский Гос. Университет
Samara, Russia
Irkutsk State University
Иркутский Гос. Университет
Irkutsk, Russia
Grodno State University
named after Yanka Kupala
Гродненский Гос. Университет
им. Янки Купалы
Grodno, Belarus
University of Georgia
Университет Грузии
Georgia
Belarusian State University
Белорусский гос. университет
Minsk, Belarus
Krivorozhsky
Pedagogical
Ukraine
State Криворізький державний
University, педагогічний університет,
Украина
Krivoi Rog, Ukraine
Department of Physical and
Chemical Biology and
Biotechnology, Moscow
Fizico-Technical Institute
МФТИ, Кафедра физикохимической биологии и
биотехнологии ФМБФ, Москва
Moscow, Russia
Voronezh, Lyceum number
4; courses choice for
students in grade 9:
«Biochemical ecology»
Воронеж, лицей №4; Программа
курса по выбору для учащихся 9
классов: «Биохимическая
экология»
Voronezh, Russia
Table 2. Using the book ‘Introduction to Problems of Biochemical Ecology’
[2] in education ( some examples).
University
or
another University or another educational Country, city
educational institution or institution or program (in Russian)
program ( in English)
Ural State University
Уральский Гос. Университет
Ekaterinburg, RF
SPSU
СпбГУ
St.Peterburg, RF
Vilnius University
Вильнюсский Университет
Vilnius, Lithuania
The Russian Chemical and
Technological University
(РХТУ) them. Mendeleyev
Российский ХимикоТехнологический Университет
(РХТУ) им. Д.И.Менделеева
Moscow, Russia
Far Eastern State
University
Дальневосточный Гос.
Университет
Vladivostok, RF
Kuban State University
Кубанский Гос. Университет
Russia
Irkutsk State University
Иркутский Гос. Университет
Irkutsk, Russia
Grodno State University
Гродненский Государственный
Grodno, Belarus
10
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
named after Yanka Kupala
Университет имени Янки Купалы
Voronezh, Lyceum number
4; courses choice for
students of grade 9:
«Biochemical ecology»
Воронеж, лицей №4; Программа
курса по выбору для учащихся 9
классов: «Биохимическая
экология »
Voronezh, Russia
Belarusian State University
Белорусский гос. университет
Minsk, Belarus
OMG STR (PC) From
"Mary Institute of
Education" integrated
cross-course "Chemical
Ecology" (author A.E.
Pchelintsev)
ГОУ ДПО (ПК) С "Марийский
институт образования",
межпредметный
интегрированный курс
"Химическая экология" (автор
А.Е. Пчелинцев,)
Russia
Samara State Ped.
University
Самарский гос. пед. университет
Samara, Russia
Table 3. Using the book ‘Conservation of Living Nature’ [3] in education (some
examples).
University
or
another University or another educational Country, city
educational institution or institution or program (in Russian)
program (in English)
Ivanovo State University
Ивановский Гос. Университет
Ivanovo, RF
Ural State University
Уральский Гос. Университет
Ekaterinburg, RF
Ulyanovsk State University
Ульяновский Гос. Университет
Ulyanovsk, RF
Krasnoyarsk State
University
Красноярский Гос. Университет
Krasnoyarsk, RF
Stavropol State University
Ставропольский Гос. Ун-т
Stavropol, RF
Tyumen State University
Тюменский Гос. Университет
Tyumen, RF
Rostov State Pedagogical Ростовский Гос.
University
Педагогический Университет
Rostov, RF
Kazan State Agricultural
University, Dept. Botany
and Plant Physiology
Казанский гос. аграрный
университет, каф. ботаники и
физиологии растений
Kazan, RF
Program by A. T. Zverev
‘Ecology for Schools’
Программа А.Т.Зверева
Экология для школ
Russia
Table 4. Using the book ‘Levels of Conservation of Living Nature’ [4] in
education (some examples).
University
or
another University or another educational Country, city
educational
institution
or institution or program (in
program ( in English)
Russian of Ukrainian )
M.V.Lomonosov Moscow
State University.
Московский Гос. Университет
им. М.В. Ломоносова
11
Moscow, Russia
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Ural State University
Уральский Гос. Университет
Ekaterinburg, RF
Krasnoyarsk State University
Красноярский Гос. Ун-т
Krasnoyarsk, RF
Rostov State University
Ростовский Гос. Университет
Rostov, Russia
Bukovyna State Medical
University
Буковинский гос. мед.
университет
Ukraine
Southern Federal University,
Rostov-na-Donu
Южный федеральный
университет
Rostov-na-Donu,
Russia
The Branch of Russian State филиал РГГУ в г. Георгиевске
Humanitarian University in
Georgievsk
Georgievsk,
Russia
Besides the abovementioned books, there are other monographs in those areas,
which also proved to be usuful in education (e.g., [6] and others).
The data of the tables 1-4 demonstrated that the new scientific knowledge,
innovative concepts and approaches in organizing factual data that were presented in the
books [1-5] were accepted and used in the education of students in Russia, Belarus,
Ukraine, Lithuania, and Georgia. It was used also in other countries – e.g. in Czech
Republic. According to a visiting scientist from Czech Republic, a Czech edition [7] is
used, e.g., in University of South Bohemia.
It is interesting to look at the variety of the lecture courses that use the
abovementioned books:
Basics xenobiology; Biological diversity of organisms; Chemical Ecology;
Chemical interactions in nature; Earth Studies; Ecobiotechnology; Ecological
Biochemistry; Ecology of mammals; Ecology; Environmental assessment of
landscapes; Environmental Economics; Environmental protection; Environmental safety
and security; Environmental Toxicology; Fundamentals of sensory ecology and
videoekology; Hybrid methods to control the environment; Introduction to
biochemistry; Introduction to the biochemical environment; Low Molecular Weight
Bioregulators; Modern biology; Nature Studies; Physical and chemical basis of
environmental protection; Phytomonitoring and protection of flora; Protection of
biodiversity of animals; Protection and ways of reproduction of rare species.
The very list of those courses (which includes both traditional and recently
developed disciplines) demonstrate a broad applicability of the interdisciplinary
monographs.
The books mentioned above as well as [6] could be used in developing
education in a relatively new area of ecological (environmental) safety and security.
This interdisciplinary subject could be taught to students as well as graduate students. It
could be a useful contribution to programs for education of Bachelors and Masters.
It is possible that those interdisciplinary books [1-6] will be useful in other
educational institutions.
References
1. Ostroumov S.A. Introduction to Biochemical Ecology. Moscow. 1986.
2. Telitchenko M.M., Ostroumov S.A. Introduction to Problems of Biochemical
Ecology. Moscow. 1990
3. Yablokov A.V., Ostroumov S.A. Conservation of Living Nature: Problems and
Prospects. Moscow. 1983
12
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
4.
Yablokov A.V., Ostroumov S.A. Levels of Conservation of Living Nature.
Moscow. 1985.
5. Yablokov A.V., Ostroumov S.A. Conservation of Living Nature and Resources:
Problems, Trends, Prospects. Heidelberg Berlin London New York. 1991.
6. Kotelevtsev S.V., Stvolinsky S.L., Beym A.M. Ecological and toxicological
analysis on the basis of biological membranes. Moscow: Mosk. University Press.1986. -104 p.
7. Jablokov A.V., Ostroumov S.A. Ochrana Zive Prirody: Problemy a Perspectivy.
Praha. Academia. 1991. 345 p. Preface by Dr. Jaromir Pospisil (p. 5-8); ISBN 80200-0021-6 (in Czech; the book was recommended as a textbook for universities).
UDK (УДК) 574.6:574.635
Acceleration of decreasing in the concentration of synthetic surfactant
in the water of the microcosm in the presence of aquatic plants of two
species: prospects for innovative phytotechnology
Lazareva E. V., Ostroumov S.A.*, Kotelevtsev S.V. *
*Faculty of Biology, M.V.Lomonosov Moscow State University, Lengory,
Moscow 119991
Previously it was studied how several species of aquatic plants could
be used to remediatie the aquatic medium polluted with the anionic
surfactant, sodium dodecyl sulphate, SDS [1-3]. The tolerance of the
several plant species to the surfactant was studied in the series of
experiments in which we investigated the effects of the single and recurrent
additions of SDS on Elodea canadensis, Potamogeton crispus, Fontinalis
antipyretica, Salvinia natans, Salvinia auriculata, Najas guadelupensis [1].
When the effects of the anionic surfactant, sodium dodecylsulphate,
on the aquatic macrophyte Potamogeton crispus L. were studied, it was
shown that SDS at the concentrations 83-133 mg/l induced fragmentation
of the stems of the plants Potamogeton crispus. The tolerance of the plants
to the negative effects of the surfactant was higher in spring (April) than in
autumn (September) [2, 3].
In the current experiments that are reported here, we have studied
whether two species of macrophytes can influence the rate of removal of a
surfactant from water under experimental conditions of microcosms. The
species studied were Ceratophyllum demersum and OST-1. Both species
were used in our previous experiments.
13
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Both species were efficient demonstrating some acceleration of
decreasing in the concentration of the anionic surfactant (sodium dodecyl
sulphate) in the water of the microcosm in their presence.
In the aquatic systems with sodium dodecyl sulphate and the
phytomass of the macrophytes, a pronounced acceleration occurred of the
restoration of the normal level of the surface tension. The level of the
surface tension changed towards those of the clean water. This result was in
accord with the hypothesis that in the presence of the macrophyte, an
increase in the rate of the removal of the surfactant from water took place.
The results contribute to better understanding of the role of plants in the
fate of the aquatic pollutant that represents the class of synthetic
surfactants.
For more details on experiments with the macrophyte OST-1, see [4].
All in all, the sum of results confirms the suggestion made in 2001
that plants are prospective agents to be used to remediate the environments
polluted with surfactants and detergents [5].
Abstract in Russian: Краткая аннотация. Впервые доказана
способность макрофитов ускорять снижение концентрации
синтетического ПАВ (на примере макрофита OST-1 и анионного ПАВ
додецилсульфата натрия) в водной среде.
References
1. Solomonova E.A., Ostroumov S.A. Bioeffects of sodium dodecylsulphate on aquatic
macrophytes. - Water Management in Russia [Vodnoe Khozyaistvo Rossii]. 2006. V.6.
No.6. P.32-39. [ The study of the effects of the single and recurrent additions of SDS on
Elodea canadensis, Potamogeton crispus, Fontinalis antipyretica, Salvinia natans,
Salvinia auriculata, Najas guadelupensis.]
2. Solomonova E.A., Ostroumov S.A. Studies of the tolerance of aquatic macrophyte
Potamogeton crispus L. to sodium dodecylsulphate. - Vestnik Moskovskogo
Universiteta. Ser. 16. Biology. 2007. No.4. p.39-42.
3. Solomonova E.A., Ostroumov S.A. Tolerance of an aquatic macrophyte Potamogeton
crispus L. to sodium dodecyl sulphate. - Moscow University Biological Sciences
Bulletin [ISSN 0096-3925 (Print) 1934-791X (Online)]). 2007. Volume 62, Number 4.
p. 176-179. DOI 10.3103/S0096392507040074.
4. Lasareva E. V., Ostroumov S.A. Effects of the macrophyte on the surface tension of
the aquatic solutions of sodium dodecylsulphate: searching for a phytotechnology of
remediation // Problemy biogeohimii i geohimicheskoy ekologii (Issues of
Biogeochemistry and Geochemical Ecology), 2008, No. 3(7), p.75-77.
5. Ostroumov S. A. Biological Effects of Surfactants on Organisms. Moscow. MAX
Press, 2001. 334 p.
14
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Following the discharge of heavy metals (Fe, Mn, Zn, Cu, Cd, Cr) into
water, an uneven increase in their concentrations in biogenic detritus
was found: towards innovations in ecoremediation
Ostroumov S.A.*, Demina L.L.
*Faculty of Biology, M.V.Lomonosov Moscow State University, Lengory, Moscow
119991;
Institute of Oceanology of RAS, Moscow;
Detritus that is produced by living and dead aquatic organisms
contributes to the formation of sediments in aquatic ecosystems. We
studied the role of detritus in the biogenic migration of chemical elements
(metals) in aquatic systems under experimental conditions of microcosms.
The method of atomic absorption spectroscopy (AAS) was used.
Biogenic detritus that accumulated in the microcosms with molluscs
Viviparus viviparus and the macrophyte Ceratophyllum demersum
contained metals at the concentrations decreasing in the order: Fe > Mn >
Zn > Cu > Pb > Cd > Cr. If a mixture of the metals was added to the water
of the microcosm, those metals (Fe, Mn, Zn, Cu, Cd, Cr) were found in the
sedimented detritus at the concentrations that were higher than in the
control. The most pronounced increase was found for Cd (increase by the
factor of over 3), and for Cr (increase by the factor of over 150).
Concentration of As was also measured.
The new data confirmed the recent theory of the polyfunctional
role of the biota in water quality control and water self-purification
(Doklady akademii nauk, 2004, V.396. P.136-141; see also refs 1-5).
Abstract in Russian. Впервые одновременно измерены
концентрации группы элементов, включая тяжелые металлы (Fe, Mn,
Zn, Cu, Cd, Cr), а также As, в биогенном детритном осадке,
образованном моллюсками и растениями в условиях микрокосмов при
длительной
инкубации
методом
атомно-абсорбционной
спектрометрии (ААС).
1. Ostroumov S. A. On the multifunctional role of the biota in the self-purification of
aquatic ecosystems // Russian Journal of Ecology, Vol. 36, No. 6, 2005, p. 414–420.
Translated from Ekologiya, No. 6, 2005, pp. 452–459. (Publisher: MAIK
Nauka/Interperiodica).
2. Ostroumov S. A. Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water
purification: current conceptualizations and concluding remarks // Hydrobiologia. 2002.
v. 469 (1-3): P.203-204.
15
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
3. Ostroumov S. A. Suspension-feeders as factors influencing water quality in aquatic
ecosystems. - In: The Comparative Roles of Suspension-Feeders in Ecosystems, R.F.
Dame, S. Olenin (Eds), Springer, Dordrecht, 2004. pp. 147-164.
4. Ostroumov S. A. Some issues of maintaining water quality and water selfpurification. // Vodnye Resursy (Water Resources). 2005. Vol.32. No. 3. p. 337-347.
5. Ostroumov S. A. On some issues of maintaining water quality and self-purification. Water Resources. 2005, V.32, No. 3,
p. 305-313. [Publisher:
MAIK
Nauka/Interperiodica distributed by Springer Science. ISSN 0097-8078 (Print) 1608344X (Online)] DOI 10.1007/s11268-005-0039-7.
UDK (УДК) 574.635: 574.632
Ostroumov S.A., Kotelevtsev S.V., Shestakova T.V., Kolotilova N.N.,
Poklonov V.A., Solomonova E.A.
Ceratophyllum demersum and Elodea canadensis induced a decrease in
measured initially toxic concentrations of heavy metals (Pb, Cd, Zn,
Cu) in water
Faculty of Biology, Faculty of Geology, M.V.Lomonosov Moscow State University,
Lengory, Moscow 119991
The time-dependent changes in the concentrations of heavy metals
(the mixture that included Pb, Cd, Zn, Cu) in the water of experimental
systems (microcosms) with macrophytes were studied. Using the method of
inversion voltamperometry, the concentrations of the heavy metals Cd, Zn,
Cu, Pb were measured in the water of the experimental microcosms.
Aquatic macrophytes Ceratophyllum demersum were incubated in the
microcosms. Details of the method see in [1]. The initial mixture of the
metals was toxic to plants, green algae, and cyanobacteria of several
strains. In presence of the macrophytes, the concentrations of all heavy
metals - Zn, Cu, Pb, Cd - decreased in a more pronounced way than in the
control without any aquatic plants. The measured concentrations of all four
heavy metals decreased in the microcosms with the macrophytes much
faster than in the control microcosms without any aquatic plants. In another
series of experiments with Elodea canadensis, similar results were
obtained.
The student Golovnya E.G. participated in some of the experiments.
References. 1. Ostroumov S.A., Shestakova T.V., Kotelevtsev S.V.,
Solomonova E.A., Golovnya E.G., Poklonov V.A. Presence of the macrophytes in
aquatic system accelerated a decrease in concentrations of copper, lead and other heavy
metals in water.- Water Sector of Russia. 2009. No. 2. P. 58-66. [Остроумов С.А.,
Шестакова Т.В., Котелевцев С.В., Соломонова Е.А., Головня Е.Г., Поклонов В.А.
Присутствие макрофитов в водной системе ускоряет снижение концентраций
меди, свинца и других тяжелых металлов в воде // Водное хозяйство России :
проблемы, технологии, управление. 2009. No. 2. С. 58-66].
16
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
UDK (УДК) 574.635
Membranotropic xenobiotic sodium dodecylsulphate (SDS) inhibited
water filtration of Daphnia magna: a decrease in removal of algae
Scenedesmus quadricauda from water
Vorozhun I.M., Ostroumov S.A., Kotelevtsev S.V.
Faculty of Biology, M.V.Lomonosov Moscow State University, Lengory, Moscow
119991
Synthetic surfactants are a class of chemical xenobiotics that exert
membranotropic effects.
In the previous experiments, it has been shown that surfactants
inhibited water filtration by a number of filter-feeders including bivalves
and rotifers [1].
In the current study, the removal of the cells of the green algae
Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. from water by the planktonic
filter-feeders Daphnia magna was studied. In our laboratory experiments
(the methods were described in [2, 3] it has been found that the anionic
surfactant sodium dodecylsulphate (SDS) inhibited water filtration by
Daphnia magna and the removal of the cells from water. Under conditions
of all of the concentrations of SDS (0.1 – 10 mg/L) after 3 h of incubation
of D. magna and algae, the abundance of the algal cells in the water was
higher than in the control (without SDS). It led to the conclusion that in the
presence of SDS, the filtration rate and the removal of the cells from water
were decreased.
The first evidence that the synthetic surfactant (exemplified by SDS)
inhibits water filtration by a crustacean species (exemplified by Daphnia
magna) was obtained.
References
1.Ostroumov S.A. Biological Effects of Surfactants. CRC Press.
Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p.
2.Vorozhun I.M., Ostroumov S.A. Studying the hazards of chemical
pollution of water: effects of a surfactant on filtering activity of
zooplankton. – Vodnoe Khozyajstvo Rossii (Water Management of
Russia). 2008. № 3. P.41-45. Table. Bibliogr. 15 refs. [
3.Vorozhun I.M., Ostroumov S.A. On studying the hazards of
pollution of the biosphere: Effects of sodium dodecylsulphate (SDS) on
planktonic filter-feeders. // DAN (ДАН), 2009, v. 425, No. 2, p. 271–272.
17
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК
ОБНАРУЖЕНИЕ НЕРЕСТОВОЙ БЕЛОМОРСКОЙ СЕЛЬДИ
Clupea harengus рallasi n. maris-albi Berg C БОЛЬШИМ ЧИСЛОМ
ПОЗВОНКОВ В АКВАТОРИИ СОЛОВЕЦКИХ ОСТРОВОВ.
Андреева А.П., Семенова А.В., Карпов А.К.
Московский Государственный университет им. М.В.Ломоносова
Среди сельдей, обитающих в водах северной и северо-восточной
частей
Атлантического
океана
выделяются
две
группы,
различающиеся по числу позвонков – многопозвонковые ( 54,8 - 57,5 )
и малопозвонковые (53,2). В Белом море обитают малопозвонковые
сельди, но отмечаются заходы
для откорма неикромечущих
многопозвонковых атлантических сельдей, задерживающихся здесь
часто до наступления полового созревания и мигрирующих для
нереста в северо-западную часть Атлантики.
В 2007 году на нерестилищах в губе Сосновая (северная часть
Б.Соловецкого острова) была получена выборка 30 нерестующих
сельдей, включающих рыб с необычайно большим (до 61) числом
позвонков. Обычный диапазон для беломорской сельди соответствует
47-56 позвонкам. Размножение многопозвонковых атлантических
сельдей (с числом позвонков 56-61) в Белом море никем из
исследователей не отмечалось. Сельди полученных выборок
сопоставлялись с другими, взятыми из разных мест Соловецких
островов в период 2003-2007 гг.по распределению фенотипов и
частот аллелей. Особи интересующей нас выборки в диагностическом
локусе LDG-I несли только аллель 200, не встречающийся у
атлантических сельдей; по другим локусам сравниваемые рыбы также
не показали различий. Таким образом, нет оснований считать их
атлантическими. В нашей выборке обнаруженные рыбы с числом
позвонков с 56- 7 особeй, с 57-2, 58-4, 60-1, 61-1 вероятно могут быть
отнесены к малопозвонковым сельдям. Распределение рыб по числу
позвонков явно было бимодальнам с модами 49 и 54 , причем правая
часть заметно ассиметрична в сторону большего числа позвонков.
Возможно, что выборка представляет собой механическую смесь
разных нерестовых стай, в одной из которых ассортативно
подобрались особи с большим числом позвонков. Ни в одной из
исследованных выборок такого явления не обнаружено. Можно
предположить, что пределы колебаний числа позвонков у
беломорской сельди могут быть расширены до 61 позвонка.
18
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 504. 38.064.2
МЕТАЛЛЫ В ВОДЕ ВОЛГОГРАДСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
Волков Д. А.
Географический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова
dmitriyavk@rambler.ru
Летом 2007 года в ходе экспедиции по Волгоградскому
водохранилищу были отобраны и впоследствии проанализированы 50
проб воды. В ходе анализа в пробах воды определялось содержание 69
элементов. Концентрации основных элементов приведены в таблице 1.
Проведенный анализ полученных данных показал, что
наиболее загрязненными участками являются район близ плотины,
район Черная гряда, район ниже города Саратов, район города Маркс.
Основными источниками загрязнения вод водохранилища являются
сточные воды жилищно-коммунального хозяйства города Камышин,
сточные воды 7 рыбохозяйственных предприятий, а также
поверхностные талые и ливневые воды, попадающие в
водохранилище
с сельскохозяйственных полей и основных
населенных пунктов. Кроме того, существенный вклад в загрязнения
вод Волгоградского водохранилища вносят воды реки Еруслан.
Стоит отметить, что общего равномерного увеличения
концентрации металлов по продольному профилю водохранилища не
наблюдалось, за исключением никеля. Данный факт указывает на то,
что в гидрохимических условиях водохранилища большинство
загрязняющих веществ в короткие сроки сорбируется донными
отложениями, очищая воду и делая ее пригодной для различных сфер
деятельности человека.
Таблица 1. Содержание тяжелых металлов в воде Волгоградского
водохранилища.
Валовое содержание, мкг/л
ГН
ГН
Эле
Среднее
Минимальное Максимальное 2.1.2.13 Рыбохоз.
мен Поверх Прид Поверхно Придон
Придонн 15-03,
нормат.,
Поверхност
стная
ная
ая
ты ностная онная
ная вода
мкг/л
мкг/л
вода
вода
вода
вода
вода
Zn
Cu
Co
Ni
Fe2O
3
MnO
Cr
Pb
Sr
As
Сd
4.4
1.7
0.14
1.17
49.8
2.2
1.6
<ПО*
1.91
23.1
0.9
1.2
0.10
0.8
9.1
0.9
1.3
<ПО
0.74
15
21.8
2.8
0.25
2.10
170
4.5
2
<ПО
11.3
36.7
1000
1000
100
20
300
10
1
10
10
100
28.4
<ПО
0.36
443
1.11
0.2
29.3
<ПО
0.21
438
0.92
0.07
1.6
<ПО
0.05
348
0.76
<ПО
2.9
<ПО
0.06
360
0.72
0.02
282
<1.5
2.2
564
2.3
1.71
113
<ПО
0.95
481
1.3
0.11
100
50
10
7000
10
1
10
20
6
400
50
5
19
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 574.635
ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ
ГИДРОСФЕРЫ: ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ БИОТЫ
И.М.Ворожун, О.М.Горшкова, В.В.Ермаков, В.А.Зимнюков,
М.П.Колесников, Н.Н.Колотилова, С.В.Котелевцев, М.А.Кудряшов,
Е.В.Лазарева, C.МакКатчеон, К.Н.Новиков, С.А.Остроумов, А.А.Солдатов,
А.В.Смуров, Е.А.Соломонова, В.Л.Шелейковский, Т.В.Шестакова
119991, Москва, Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова;
Москва, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН;
Автономная республика Крым, Севастополь, Институт биологии южных морей
национальной АН Украины; США, г.Атланта, Университет штата Джорджия;
Изложены
представления
и
обобщения,
которые
в
систематизированном виде на качественном уровне характеризуют
некоторые элементы системы самоочищения воды в экосистемах [1-4]. Эти
разработки вносят вклад в поиск рекомендаций для сохранения качества
воды и устойчивого использования водных ресурсов [5]. Приведены
экспериментальные результаты изучения воздействия некоторых
ксенобиотиков на биотические компоненты системы самоочищения вод.
Изучалось воздействие ксенобиотиков - поверхностно-активного веществ
(ПАВ), в том числе SDS, Тритона Х-100 и ТДТМА, синтетических моющих
средств (СМС), тяжелых металлов, нефтепродуктов и др. на
фильтраторов, в том числе на моллюсков (на примере Mytilus edulis, Mytilus
galloprovincialis, Unio tumidus, Lymnea stagnalis и др.) и Daphnia magna, а
также
воздействие
СМС
и
поверхностно-активного
вещества
(додецилсульфата натрия) на макрофитов (на примере Elodea canadensis,
Potamogeton crispus, Najas sp., Ceratophyllum demersum и других видов).
Анализ результатов указывает на перспективы внесения вклада в
уменьшение загрязнения водной среды, в разработку научных основ
биоремедиации, фиторемедиации, реабилитации и оздоровления водных
систем. Совместно с учеными Университета штата Джорджия (США)
использованы макрофиты (Myriophyllum aquaticum) для ремедиации
экспериментальной водной системы, загрязненной перхлоратом. В МГУ
им. М. В. Ломоносова проведены работы по использованию водных
макрофитов (Elodea canadensis, Potamogeton crispus, Ceratophyllum
demersum и др.) для фиторемедиации модельных систем, содержащих
додецилсульфат натрия, синтетические моющие средства, Cu, Zn, Cd, Pb.
1. Ostroumov S.A. Biological filtering and ecological machinery for self-purification and bioremediation
in aquatic ecosystems: towards a holistic view // Rivista di Biologia / Biology Forum. 1998. V. 91(2). P.
221-232.
2. Ostroumov S.A. Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water purification: current
conceptualizations and concluding remarks // Hydrobiologia. 2002. v. 469 (1-3): P.203-204.
3. Остроумов С.А. Роль биотических факторов в формировании качества воды и самоочищении
водных экосистем // Экологическая химия. 2004. т. 13(3) с. 186-194.
4. Остроумов С. А. О полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосистем //
Экология. - 2005. - № 6. - С. 452-459.
5. Остроумов С. А. О некоторых вопросах поддержания качества воды и ее самоочищения //
Водные ресурсы. - 2005. - Т. 32. - № 3. - С. 337-347
20
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 535.372
«СИНИЙ СДВИГ» СПЕКТРОВ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ РОВ
ПРИРОДНОЙ ВОДЫ И ПОЧВЕННЫХ ВЫТЯЖЕК ПРИ
ИЗМЕНЕНИИ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ
Горшкова О.М.1, Пацаева С.В.2, Шубина Д.М.2, Терехова В.А. 3,
Тимофеев М.А.3, Федосеева Е.В.4, Южаков В.И.2
Географический факультет, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2Физический факультет, МГУ
им. М.В. Ломоносова, spatsaeva@mail.ru, 3Факультет почвоведения, МГУ им. М.В.
Ломоносова, 4Иркутский государственный университет, letap-msu@mail.ru
1
Растворенное
органическое
вещество
(РОВ)
природного
происхождения флуоресцирует, поэтому применение флуоресцентного
анализа для диагностики природных вод и гуминовых веществ является
эффективным методом, отличающимся высокой чувствительностью и
быстродействием. Максимум свечения РОВ зависит от длины волны
возбуждения. В некоторых случаях при изменении длины волны
возбуждения от 270 до 310 нм максимум полосы испускания смещается в
сторону более коротких длин волн, т.е. наблюдается так называемый
«синий сдвиг», впервые описанный при изучении РОВ морской воды.
В данной работе исследовались спектры флуоресценции проб
природной воды из различных источников, молекулярные фракции РОВ,
почвенные вытяжки дерново-подзолистой почвы и чернозема, а также
водные растворы коммерческих препаратов гуминовых веществ (гуминовая
кислота, гумат калия). Спектры флуоресценции измеряли в стандартных
кварцевых кюветах, для возбуждения флуоресценции использовали длины
волн 270, 310 и 355 нм. Для проб природной воды и водных почвенных
вытяжек наблюдался «синий сдвиг» флуоресценции =10-20 нм, при этом
для проб воды величина  увеличивалась после микрофильтрации пробы с
помощью фильтра с размером пор 200 нм. Наибольшая величина (=25
нм) наблюдалась для низкомолекулярной фракции РОВ природной воды с
размером молекул менее 5 нм. Для растворов гумата калия и гуминовой
кислоты «синий сдвиг» не был обнаружен: при изменении длины волны
возбуждения от 270 до 310 нм максимум флуоресценции незначительно
смещается в длинноволновую область. Поэтому мы полагаем, что величина
«синего сдвига» может качественно характеризовать дисперсность пробы.
Полученные результаты подтверждают гипотезу о наличии в РОВ двух
различных классов флуорофоров. В зависимости от длины волны
возбуждения в спектрах флуоресценции доминирует один из этих
флуорофоров,
что
определяет
положение
максимума
общего
регистрируемого спектра испускания фракции.
21
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК
ВОЗДЕЙСТВИЕ МКАД НА ЭКОСИСТЕМУ НАЦИОНАЛЬНОГО
ПАРКА «ЛОСИНЫЙ ОСТРОВ »
Горюнова С.В.
Московский городской педагогический университет
Основной
транспортной
магистралью,
оказывающей
непосредственное воздействие на экосистему парка, является отрезок
Московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД), относящийся
к категории скоростных автомагистралей с интенсивным
двухсторонним пятиполосным движением автотранспорта, имеющей
протяженность в пределах парка 7.5 км.
В снеговом покрове выявлены две ведущие группы
загрязнителей: тяжелые металлы (поступающие с выбросами
промышленных предприятий и автотранспорта) и компоненты
минеральной пыли (источники – предприятия энергетики,
строительной индустрии и транспортные магистрали). Свинец
является основным загрязнителем почв на территории парка, его
распределение в загрязненном снеговом покрове свидетельствует о
доминирующей роли МКАД как источника загрязнения. Воздействие
МКАД проявляется и в сильном загрязнении тяжелыми металлами
воды р. Ички. В р. Яузе (рядом с Ярославским шоссе) обнаружено
аномальное содержание Co, Fe, Zn. Основные
загрязнители
поверхностных вод – хлориды, нитраты, сульфаты; главная причина –
использование соли в течение многих лет для посыпки дорожного
полотна МКАД против обледенения. Несмотря на изменение состава
препаратов и высокую миграционную способность хлора и натрия, их
концентрация в воде продолжает оставаться значительной в течение
длительного времени после снеготаяния (вносит вклад поступление
хлоридов и натрия из загрязненных почв с грунтовыми водами).
Наиболее интенсивное загрязнение в почвах – в районе центрального
отрезка кольцевой автодороги в полосе протяженностью 3 км. и
шириной до 150 м. Повышение концентрации (более 30 мг/кг)
отмечено на всем протяжении МКАД (распространение загрязнений
вглубь немосковской части парка наблюдается на расстоянии до 300
м., в московской части – до 30-50 м.), что может привести к гибели
лесной растительности.
22
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 502: 175(075)
ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ
АНТИОКСИДАНТНОГО КОМПЛЕКСА ДВУСТВОРЧАТЫХ
МОЛЛЮСКОВ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ В
ЭКОДИАГНОСТИКЕ
О.Л. Гостюхина, А.А. Солдатов, И.В.Головина
Институт биологии южных морей НАН Украины, пр. Нахимова, 2, Севастополь
99011, Автономн.Республика Крым, Украина e-mail: gostolga@yandex.ru
Состояние антиоксидантного (АО) комплекса двустворчатых
моллюсков широко используется в диагностике состояния морской
среды (Livingstone, 2001; Cossu et al., 2000). Однако применение этих
показателей для указанной цели имеет ряд неоднозначных аспектов.
Как показали результаты многочисленных исследований, АО
комплекс моллюсков испытывает влияние не только антропогенных
факторов, но и тканевой специфики, особенностей экологии, а также
естественных состояний моллюсков. В этой связи представляет
интерес выявить особенности организации АО комплекса моллюсков
в зависимости от указанных факторов.
В настоящей работе рассмотрены принципы функциональной
организации АО комплекса тканей двустворчатых моллюсков на
примере Mytilus galloprovincialis, а также возможности использования
АО показателей мидий в экодиагностике морской среды.
Показано, что по мере возрастания окислительной нагрузки в
тканях моллюска происходит последовательная активация звеньев АО
комплекса по направлению от систем высокого к системам низкого
сродства к субстрату: глутатионпероксидная система (ГПС)
→пероксидаза и каталаза→каталаза и супероксиддисмутаза (СОД).
Для АО системы высокого сродства к субстрату (ГПС) отмечено
3 состояния:

низкое содержание глутатиона (GSH) на фоне высоких
активностей глутатионпероксидазы (ГП) и глутатионредуктазы (ГР) и
наибольшего уровня перекисного окисления липидов (ПОЛ), а также
сравнительно низких активностей каталазы и СОД. Такое состояние
свидетельствует об активном задействовании ресурса GSH в АО
защите;

максимальный уровень GSH в сочетании со сравнительно
высокими активностями ферментов ГПС и уровнем ПОЛ на фоне
высоких активностей пероксидазы и каталазы. Это указывает на то,
что АО система находится в пограничном состоянии, при котором
происходит переход ведущей роли в АО защите от ГПС к пероксидазе
и каталазе;
23
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova

повышенный уровень GSH и активности ГР, а также рост
интенсивности ПОЛ на фоне снижения активности ГП и высоких
активностей каталазы и СОД. Функционирование ГПС в данных
условиях направлено, очевидно, на наращивание ресурса GSH, а
ведущая роль в АО защите переходит к ферментам низкого сродства.
Для АО системы низкого сродства к субстрату также выявлен
ряд состояний:

высокие активности СОД и каталазы на фоне
повышенного уровня ПОЛ и низкой активности ГПС. Это
свидетельствует о доминировании в АО защите каталазы и СОД,
утилизирующих высокие концентрации активных форм кислорода;

максимальная активность СОД в сочетании с низкой
активностью каталазы и уровнем ПОЛ. Данное состояние
зафиксировано в тканях ноги моллюсков в естественных условиях и
может быть обусловлено работой фермента по образованию СОАР,
участвующего в регуляции синтеза коллагеновых волокон биссуса;

повышенная активность каталазы на фоне низкой
активности СОД. Такой тип организации АОС свидетельствует об
утилизации высоких концентраций Н2О2.
Сравнительная оценка состояния АО комплекса с учетом его
тканевых особенностей, специфики экологических групп и
естественных состояний моллюсков позволила выделить АО
параметры, которые могут быть использованы в экодиагностике
морской среды. Установлено, что из всех исследованных показателей
целям экодиагностики в наибольшей мере соответствует АО комплекс
жабр мидий черного фенотипа. Он является малочувствительным к
естественным состояниям моллюсков (нерест), но реагирует на
антропогенное токсическое воздействие. Показатели указанного
комплекса могут быть рекомендованы в качестве биомаркеров
окислительного стресса антропогенного происхождения.
УДК
НОВЫЙ ЙОДОТОПСЕНТИАСТЕРОЛ СУЛЬФАТ D ИЗ
МОРСКОЙ ГУБКИ Topsentia sp.
А.Г. Гузий, Т.Н. Макарьева, В.А. Денисенко, П.С. Дмитренок, Ю.В. Бурцева,
В.В. Красохин, В.А. Стоник
Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, 690022, Владивосток, просп. 100-лет
Владивостоку, 159, makarieva@piboc.dvo.ru
Галогенированные вторичные метаболиты часто выполняют
детеррентные функции, обеспечивая защиту малоподвижных морских
24
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
беспозвоночных от выедания их хищными рыбами. Хотя
вторичные метаболиты, содержащие хлор и бром, обнаружены во
многих морских организмах, только несколько йодированных
природных соединений известно на настоящее время.1-5
Продолжив исследование физиологически активных соединений,
мы выделили из губки Topsentia sp., собранной у побережья Вьетнама
(бухта Ван Фонг, глубина 10-15 м) во время 34-го научного рейса на
НИС «Академик Опарин», уникальный йодированный стероид (1) и
установили его химическое строение.
Йодотопсентиастерол сульфат D (1) выделили в качестве
минорного соединения из этанольного экстракта Topsentia sp. С этой
целью сконцентрированный досуха этанольный экстракт разделили
многократной колоночной хроматографией на полихроме-1,
силикагеле и ВЭЖХ на обращенной фазе. Строение этого соединения
установлено методами ЯМР и HRESI-масс-спектроскопии.
I
O
-
O3SO
-
O3SO
OH
SO3-
1
Насколько нам известно, это первый природный стероид,
содержащий йод.
Йодотопсентиастерол сульфат D (1): Спектр ПМР (500 MHz,
CD3OD): 0.68 (3H, с, H-18); 0.81 (3H, с, H-30), 0.89 (3H, д, J = 6.4, H21), 1.13 (3H, д, J = 7.0, H-28), 1.43 (3H, с, H-19), 1.85 (1H, м, H-1a),
2.22 (1H, м, H-7b), 2.32 (1H, уш. д, J = 14.4, H-1b), 2.48 (1H, м, H-8),
5.34 (1H, м, H-11), 6.32 (0.8H, д, J =2.0, H-27), 7.60 (0.8H, д, J = 2.0, H29); HRESIMS m/z 851.0970 [M3HH] (вычислено C30H44O14S3I
851.0943).
1.
2.
3.
4.
5.
Margiastuti, P.; Ogi, T.; Taira, J.; Suenaga, K.; Ueda, K. Chem. Lett. 2008, 37,
448-449.
Borrelli, F.; Campagnuolo, C.; Capasso, R.; Fattorusso, E.; Taglialatela-Scafati, O.
Eur. J. Org. Chem. 2004, 3227-3232.
Williams, P. G.; Yoshida, W. Y.; Moore, R. E.; Paul, V. J. Org. Lett. 2003, 5,
4167-4170.
Shen, Y. C.; Cheng, Y. B.; Lin, Y. C.; Guh, J. H.; Teng, C. M.; Ko, C. L. J. Nat.
Prod. 2004, 67, 542-546.
De Nys, R.; Wright, A. D.; Konig G. M.; Sticher, O. Tetrahedron, 1993, 49,
11213-11220.
25
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Оценка экологического состояния реки Москвы по
фитопланктону
Гусева С. С., Фролова Г. И.
Москва, МДЭБЦ gfrolova@yandex.ru
В период наступления человека на природу, роста городов,
транспорта и промышленности возникает проблема сохранения
водных объектов, качества воды в них и их биоты. Экологическое
состояние любой территории может быть оценено путем изучения
качества воды ее водоемов, на формирование которого оказывают
многие элементы природной среды и антропогенные факторы.
Возросшие масштабы хозяйственной деятельности в бассейнах
водных объектов вызывают изменения состояния поверхностных и
подземных вод, причём, как правило, негативные последствия таких
воздействий на малых и средних водотоках и водоёмах проявляются
быстрее и острее.
В настоящее время река Москва занимает одно из первых мест в
рейтинге самых грязных водоемов России. В реку поступают сточные
воды с сотен предприятий. По результатам комплексного
обследования водных объектов столицы, проведенного в 2007 г.
Росприроднадзором, Москва-река была отнесена к очень грязным
водоемам шестого класса качества. Индекс загрязненности вод (ИЗВ)
колеблется от 6,0 до 10,0, что связано с наличием в воде нитритов,
аммонийного азота, фенола, нефтепродуктов, органических веществ,
меди, цинка и железа, поступающих в реку с продуктами
жизнедеятельности предприятий.
Цель нашей работы – оценить качество воды участка реки Москвы на
территории города Москвы. В задачи входило: исследовать
таксономический состав майских, июльских и сентябрьских
альгоценозов 6 станций реки Москвы, провести сравнительный
анализ, оценить количественные характеристики фитопланктона реки
Москвы, охарактеризовать особенности экологии фитопланктона,
определить качество воды по фитопланктону, рассмотреть фитопланктонное сообщество во взаимосвязи с основными химическими
компонентами речной эко-системы.
Отбор проб, расчеты численности и биомассы производили по
общепринятым в гидрометеорологии методикам (см. «Руководств по
гидробиологическому
мониторингу».
Сапробность
водотоков
оценивали по индексам Пантле и Букка. Индикаторная значимость
видов дана по «Унифицированным методам исследования». С
26
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
помощью
коэффициента
ранговой
корреляции
Пирсона
охарактеризована связь количественных показателей фитопланктона и
связь биомассы фитопланктона с некоторыми химическими
показателями (данные по гидрохимии предоставлены Московским
центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды).
Исследования мы проводили весной (в мае), летом (в августе) и
осенью (в октябре). Пробы на реке отбирали на 6 станциях в черте
города: 1) р.Москва, Строгинский мост, 2) р.Москва, Шелепихинский
мост, 3) р.Москва, Воробьевская набережная, 4) р.Москва,
Креснолужский мост, 5) р.Москва, Нагатинский мост, 6) р.Москва,
Братеевский
мост.
Станции
отбора
проб
привязаны
к
гидрохимическим створам наблюдений Московского центра по
гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.
В ходе выполнения работы нами были получены следующие
результаты:
в воде реки Москвы определена 41 таксономическая единица
фитопланктона, с преобладанием диатомовых водорослей; рост общей
численности и биомассы был связан с развитием крупноклеточных
диатомовых; основу флористического списка водорослей создавали
космополиты; по индексу сапробности вода соответствует III–IV
классу качества (вода умеренно загрязненная – загрязненная). Нами
отмечена
положительная
достоверная
зависимость
между
концентрациями азота аммонийного, общего фосфора, кремния
железа и биомассой. Между биомассой планктонных организмов и
содержанием нефтепродуктов установлена отрицательная линейная
зависимость.
Мониторинг реки Москвы будет продолжен совместно с
сотрудниками МГУ им. М.В.Ломоносова. Весной 2009 года силами
воспитанников Московского детского эколого-биологического центра
планируется организация и проведение природоохранной акции по
очистке берегов реки Москвы от мусора в местах, где есть подходы к
берегам реки. Акция будет приурочена к празднованию Дня воды.
27
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 550.4 (26): 550.42
СОДЕРЖАНИЕ Cd, Pb, Cr, Fe, Mn, Zn, Cu В ЦИСТОЗИРЕ
Cystoseira crinita
Л. Л. Демина, С.А. Остроумов*
Институт океанологии им. Ширшова РАН; Москва, РФ
*МГУ им. М.В.Ломоносова, Москва, РФ
Образцы цистозиры Cystoseira crinita (Desf. Bory, 1832) были собраны
в августе 2008 года на мелководье у побережья Крыма (вблизи Карадагской
биостанции). Образцы были высушены и проанализированы для
определения содержания металлов. Пробу цистозиры отделяли от частиц
соли и песка ополаскиванием из промывалки с деионизированной водой.
Затем растение высушивали при комнатной температуре в течение
примерно недели, после чего растирали в яшмовой ступке. Из растертых
образцов сухого материала отбирали навески, которые составляли 50 мг.
Навеска помещалась в герметичный тефлоновый сосуд, к каждой пробе
приливали по 1 мл концентрированной ультрачистой азотной кислоты (ultra
pure MERCK), 0,5 мл пергидроли (30% H2O2) и 0.5 мл HF.
Разложение проводили с помощью микроволновой системы MWS-2
при температуре 120oC по соответствующей программе. Проводили
холостой опыт (для учета влияния реагентов). Концентрацию металлов
определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС): Fe, Mn,
Zn и Cu - в пламенном варианте на спектрометре КВАНТ-2А; Pb, Cd, Cr, в электротермическом варианте на спектрометре КВАНТ- Z.ЭТА (с
Зеемановским корректором фона). Пределы обнаружения металлов
составляли от 0.01 до 0.05 мкг/г. Контроль правильности анализа
проводили с использованием Государственных стандартных образцов
(ГСО) ионов анализируемых металлов и международных стандартных
образцов NIST SRM 2976 - mussel tissue. Cредние отклонения от
паспортных данных стандартных образцов составляли для Fe, Mn, Zn, Cu,
Co, Cr, Pb 5-8 %; Сd 10%.
Содержание металлов в изученных образцах приведено в таблице 1.
Таблица 1. Содержание металлов (мкг/г сух. веса) в пробах Cystoseira
crinita (Desf. Bory, 1832)
Элементы
Cd
Pb
Cr
Fe
Mn
Zn
Cu
мкг/г сух.веса
0,28
2,30
14,00
761
80,7
104,2
3,1
28
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Судя по этим результатам, среди изученных элементов на первом месте по
количеству элемента в цистозире Cystoseira crinita стоит содержание
железа. Для цинка и марганца также отмечено высокое содержание в мкг/г
сухого веса. На последнем – содержание кадмия. Полученные данные
дополняют ранее полученные сведения о содержании элементов в водных
организмах [ 1-4 ] и гидросфере [5] .
Литература.
1.Остроумов С.А., Колесов Г.М. , Сапожников Д.Ю. Металлы и вопросы гидробиологического
мониторинга: изучение содержания элементов в моллюсках Unio pictorum методом нейтронноактивационного анализа // Проблемы экологии и гидробиологии. М.: МАКС-Пресс, 2008, с. 26-30.
2.Остроумов С.А., С. Д. Хушвахтова, В.Н. Данилова, В.В. Ермаков. Содержание ртути в
моллюсках Unio pictorum, Anodonta sp., Viviparus viviparus. // Проблемы экологии и
гидробиологии. М.: МАКС-Пресс. 2008. с.31-34.
3.Остроумов С.А., Колесов Г.М., Сапожников Д.Ю. К разработке вопросов мониторинга водной
среды и экосистем: Изучение содержания элементов в моллюсках Unio методом нейтронноактивационного анализа. // Ecological Studies, Hazards, Solutions. 2009.13, p.104-112.
4. Остроумов С.А., Колесов Г.М., Сапожников Д.Ю. Содержание элементов в раковинах
моллюсков Viviparus viviparus: изучение методом нейтронно-активационного анализа // Ecological
Studies, Hazards, Solutions. 2009. V.13, p. 113-117.
5. Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы. М. Наука. 1991. 243 с.
УДК
ЗАСЕЛЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ ИЗОПОДОЙ Limnoria lignorum
В КОВДСКОЙ ГУБЕ БЕЛОГО МОРЯ
Дербикова К., Фортакова Д.
(Биофак МГУ, 1 курс)
Курбакова Е., Сигунова А.
(школа №520 г. Москвы, 10-й класс)
Работа является продолжением комплекса работ, посвящённых
исследованию губы Ковда. В ней рассматривается биология изоподы
Limnoria lignorum, способной к питанию древесиной и занесённой в
губу в 30-е годы XX века. Этот вид особо важен для губы, дно
которой местами сплошь покрыто обрезками досок, оставшимися от
лесопильных заводов XIX века.
В июле, 2006года в одном из мест обитания лимнорий в воду на
глубину 4-х метров (в отлив – около 2 м) была погружена рама с
сосновыми досками с различной «историей»: бывшие в воде и сухие,
погрызенные лимнориями и нет, заселенные рачками и без них. Через
год рама была временно поднята. Произведена фотофиксация
состояния всей конструкции и отдельных досок. Доски тщательно
осмотрены, выпилены образцы для оценки объемов съеденной
древесины. Ещё через год осмотр повторили.
Предварительный анализ результатов, показывает, что через год
после погружения все доски, закреплённые в конструкции, оказались
заселёнными древоточцем. Лимнории очень быстро осваивают новые
29
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
доски, в первый же год лимнории заселились в струганную доску
штакетника, укреплённую в конструкции для контроля. Лимнории
предпочитают внедряться не в гладкую поверхность, а повреждённые
места, например, в трещины, сколы, сучки.
Сотрудники Биофака МГУ Г.П. Салькова и В.Д. Калинникова
помогли установить, что симбионтов-простейших в лимнориях нет.
Изучение бактериальной флоры кишечного тракта производятся в
Институте микробиологии РАН в настоящее время.
Авторы благодарят участников экспедиций в Ковду за помощь в
работе.
УДК 550.4; 55 146
СОСТАВ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА И
МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ДОННЫХ ОСАДКАХ ОХОТСКОГО И
ЯПОНСКОГО МОРЕЙ
М.М. Доманов, З.И. Верховская, Е.Г.Доманова
Composition of the organic matter and microelements in the
bottom sediments of the Okhotsk and Japan Sea
M.M.Domanov, Z.J. Verkhovskaya, E.G. Domanova
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН. Нахимовский проспект 36.
Москва 117997. domanov@ocean.ru
Выполнены комплексные битуминологические и ядернофизические
исследования
содержания
углеводородов
и
микроэлементов в донных осадках поверхностного слоя (0 - 2 см),
отобранных дночерпателем «Океан-50» и геологической трубкой на
шельфе Сахалина, во впадине Дерюгина, в Японском море и на его
шельфе. Использованы стандартизированные методы селективной
экстракции, хроматографии и инфракрасной спектроскопии.
Химический анализ микроэлементов выполнен методами атомной
эмиссии и масс-спектрометрией с индукционно связанной плазмой
(Agilent 7500c). Наиболее высокое среднее содержание нафтеновых
структур в битумоидах найдено в осадках впадины Дерюгина (48,3%).
Однако максимальное значение 67,3 % наблюдалось на одной из
станций шельфа Сахалина. Самое большое среднее содержание
ароматики было на станциях шельфа Японского моря. Содержание
хлороформенного битумоида (ХБА) низкое (0,01-0,02%). Групповой
состав ХБА характеризуется высоким содержанием спиртобензольных смол: для осадков шельфа Сахалина 55,9%, впадины
Дерюгина 60,3%, Японского моря 65,9% и шельфа Японского моря
73%. Максимальные значения углеводородной фракции (УВ)
30
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
получены в осадках впадины Дерюгина (32,1%) и шельфа Сахалина
(27%). Все осадки характеризуются широким спектром н-алканов С13С35 и присутствием основных изопреноидов – пристана и фитана. В
составе
большинства
проб
преобладают
относительно
низкомолекулярные УВ С13-С24 (42,5-61,8%). Высокомолекулярные
УВ С25-С35 составляют 19,1 – 48,1%. Все эти данные свидетельствуют
о наличии органического вещества преимущественно сапропелевого
типа. Установлены корреляционные связи с элементным составом
осадков преимущественно для ароматические углеводородных
структур. Для парафиновых - максимальное значение коэффициента
корреляции (R= 0,93) получено с Mn, а у нафтеновых - высокие
значения коэффициента корреляции получены для Ni, Sm, Hf - 0,94,
0,86 и 0,89, соответственно. Полученные результаты позволяют
детализировать природу и механизм связи металлов с органическим
веществом морских осадков и существенно дополняют сведения по
фундаментальной
проблеме
геохимического
взаимодействия
органического и неорганического вещества в природе.
УДК 911.52:504
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В РАМКАХ УЧЕБНО-НАУЧНОЙ ПРАКТИКИ СТУДЕНТОВ В
ХИБИНАХ
Т.Ю.Зенгина, В.В.Рябенко
МГУ им. М.В.Ломоносова
Ecological investigations in the context of students' field practical training in
Khibiny, T.Yu.Zengina, V.V.Ryabenko
Кафедра рационального природопользования географического
факультета МГУ готовит специалистов природопользователей и
экологов. Поэтому методам геоэкологических исследований уделяется
большое внимание на всех этапах обучения.
Так, в ходе Хибинской практики в точках ежегодного
мониторинга студенты проводят отбор проб воды, растительности и
почв на фоновых территориях и в зоне воздействия предприятий ОАО
«Апатит» и «Североникель». Особое внимание уделяется изучению
состояния водных объектов. С помощью мобильной геохимической
лаборатории проводится первичный экспресс-анализ воды в 17
точках, который показывает в ряде случаев более чем 6-ти кратное по
сравнению с фоном превышение некоторых показателей (рис.).
Сравнение результатов за последние три года говорит об изменении
геоэкологической обстановки и состояния водных объектов. Так,
31
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
отмечена четкая тенденция к уменьшению минерализации в озере
около
г.Мончегорска (точка 17), что очевидно, может
минерализация
воды в точках
свидетельствовать
об
мониторинга
относительном
улучшении
очистки сточных вод комбинатом
«Североникель».
Анализ
динамики минерализации за три
года выявляет также увеличение
этого показателя в 2007г в большинстве точек мониторинга.
Причиной могло быть малое количество выпавших летом 2007г
осадков, относительная маловодность рек, меньшее естественное
разбавление стоков и как следствие - возрастание концентрации
загрязнителей. В пользу этой версии говорит тот факт, что в фоновых
водоемах,
не
подверженных
загрязнению,
максимальная
минерализация вод также приходится на 2007г (точки 10, 15, 16).
Окончательные выводы по результатам трех лет наблюдений будут
сделаны студентами после проведения анализа отобранных проб на
содержание Zn, K, Mn, Ni, Cu и др. в Москве в рамках курса
«Лабораторные методы исследования окружающей среды».
Результаты будут также использованы в курсах «Методы обработки
экологической информации» и «Геоинформационные системы» для
обучения созданию карт распространения загрязнений и разработке
рекомендаций по улучшению геоэкологической обстановки в
исследуемом районе.
УДК 550.47
ВОЗДЕЙСТВИЕ АВИАФАУНЫ НА ГЕОХИМИЮ ВОДНЫХ
ЭКОСИСТЕМ
А. Н. Иванов1, С. М. Фазлуллин2
1. Московский государственный университет им. М. В. Ломоносов,119991, Москва,
ГСП-1, Географический факультет. E-mail: a.n.ivanov@mail.ru
3. Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, 117997, Москва, Нахимовский
проспект, 36. E-mail: sh1703@yandex.ru
В процессе изучения наземных и подводных природных
территориальных комплексов острова Старичков (Камчатка) авторами
было установлено ведущее влияние колонии морских птиц на
формирование наземных и подводных ландшафтов.
Гидрохимическую обстановку на данной акватории определяют
три источника: 1) водная масса Авачинской бухты, 2) грунтовые
воды, формирующиеся на о. Старичков, 3) прямое поступление
32
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
продуктов жизнедеятельности морских колониальных птиц в
поверхностные воды акватории.
В воды вокруг о. Старичков ежегодно попадает существенное
количество переваренной морскими птицами пищи, из которой в
морскую воду легко переходят водорастворимые соединения
биогенных элементов, что определяет их быстрое вовлечение в
пищевую цепочку фитопланктон – зоопланктон – ихтиопланктон и
поддержание повышенной биопродуктивность вод. Дальнейшие
исследования этих процессов позволят создать как качественную, так
и количественную геохимическую модель функционирования
островных геосистем с колониями морских птиц, включая и их
субаквальную часть.
Грант РФФИ № 08-05-00162.
УДК
РОЛЬ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА И КАТАЛАЗНОЙ
АКТИВНОСТИ В ФОРМИРОВАНИИ СИМБИОТИЧЕСКИХ
СВЯЗЕЙ В АЛЬГОБАКТЕРИАЛЬНЫХ АССОЦИАЦИЯХ
Игнатенко М.Е., Немцева Н.В.
Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН,
460000, Оренбург, ул. Пионерская, 11, к. 308. e-mail: nemtsevanv@rambler.ru
Цель работы – определить роль функциональной системы
«перекись водорода водорослей – каталазная активность бактерий» в
формировании
симбиотических
связей
альгобактериального
сообщества. Объект исследования – альгобактериальные ассоциации
хлорококковых водорослей.
Выявлено, что перекись водорода, выделяемая водорослями в
процессе их жизнедеятельности и каталазная активность
сопутствующей
бактериофлоры
составляют
динамическую
функциональную систему «перекись водорода – каталазная
активность»,
в
которой
перекись
водорода
проявляет
антагонистическое действие, а каталазная активность бактерийспутников обеспечивает их выживание. Обнаружена зависимость
между уровнем продукции каталазы и выживаемостью бактерийсимбионтов. Показано, что для доминантного компонента сообщества
характерен уровень каталазной активности равный или превышающий
5 усл.ед., для ассоциантов - от 4,9 до 3,5 усл.ед. Бактерии-спутники,
обладающие каталазной активностью 3,4 усл.ед. и менее отнесены к
случайной или транзиторной микрофлоре.
33
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК
ДИТЕРПЕНОИДНЫЕ ГИДРОПЕРОКСИДЫ ИЗ
ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЙ БУРОЙ ВОДОРОСЛИ Dictyota diсhotoma
Колесникова С. А., Ляхова Е. Г., Калиновский А. И.,
Дмитренок П. С., Стоник В. А.
Тихоокеанский институт биоорганической химии, ДВО РАН, Проспект 100-летия
Владивостока 159, 690022 Владивосток, Россия,
факс: +7 4232 314050, тел.: +7 4232 311168 , e-mail: sovin81@inbox.ru
Бурые водоросли рода Dictyota широко известны как источник
разнообразных вторичных метаболитов, многие из которых обладают
различными видами физиологической активности. Принимая во
внимание то факт, что до последнего времени отсутствовали какиелибо данные о природных соединениях, выделенных из российских
популяций водорослей этого рода, мы исследовали образец бурой
водоросли D. dichotoma, собранной в бухте Троица (Залив Петра
Великого) в июле 2006 года.
Из
образца
водоросли
D.
dichotoma
сочетанием
хроматографических методов были выделены 17 соединений, включая
два новых дитерпеновых гидропероксида 1 и 2, названных
диктиогидропероксидом
и
гидропероксиацетоксикренулидом,
соответственно.
20
18
8
H
2
7
10
1
3
4
R1
R2
8
5
6
H
7
H
OH
11
14
15
13
OH
19
1 R1= OOH, R2= Me-17
1a R1= Me-17, R2= OOH
16
Cl
20
5
2
19
O
18
H
4
1
O
12
H
6
9
9
H
16
OAc
3
12
10
11
17
2
14
13
OOH
H
OH
OH
Cl
15
3
Структуры и стереохимия двух новых соединений 1 и 2 были
определены методами одно и двумерной ЯМР-спектроскопии, УФ,
ИК и масс-спектрометрии, а также химической трансформацией и
сравнением полученных данных с литературными.
ЯМР спектры 1 были сходны со спектрами ранее известного и
также выделенного нами из данного образца D. dichotoma хлорсодержащего дитерпеноида диктиола J (3). Однако, 13C ЯМР спектр
указывал на присутствие дизамещенной двойной связи и четырех
атомов углерода связанных с гетероатомами.
Принимая во внимание структурное сходство соединения 1 и
диктиола J (3) мы предположили, что 1 является окисленным
производным 3. Для проверки этого предположения и определения
34
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
стереохимии C-11 и C-14 асимметрических центров в структуре 1 мы
провели реакцию окисления диктиола J кислородом воздуха. В
качестве продуктов реакции нами была выделена смесь (2:1)
соединения 1 и его эпимера 1а, отличающихся друг от друга только
конфигурацией С-4 углеродного атома.
Известно,
что
среди
гидропероксидов
неоднократно
выделявшихся в качестве метаболитов высших и низших растений,
морских беспозвоночных и грибов встречаются как природные
соединения, так и артефактные продукты. Многие из них
биосинтезируются из предшественников в результате прямого
энантиоселективного введения кислорода пероксидазами. Мы
полагаем, что гидропероксиды 1 и 2 являются природными
соединениями. Действительно, при окислении диктиола J нами была
выделена трудноразделимая смесь эпимеров 1 и 1а, в то время как в
экстракте D. dichotoma мы обнаружили только соединение 1.
Исследованные нами дитерпены 1 и 2 являются первыми
представителями гидропероксидитерпеноидов, выделенных из бурых
водорослей рода Dictyota.
УДК
СОДЕРЖАНИЕ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В СИСТЕМЕ
ВОДА – ПЛАНКТОН – ВЗВЕСЬ - ДОННЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ
В ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХООКЕАНСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ
Г.М.Колесов, В.В. Аникиев,* О.В. Дударев**
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, 11999, Москва,
ул. Косыгина 19; drkolesov@mail.ru;
*Междисциплинарный институт экологических проектов, *109012, Москва, Красная
площадь5, п.1; anikiev@mail.ru;
**Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН, Владивосток,
dudare@poi.dvo.ru
Для оценки влияния планктона на миграцию химических
элементов в различных климатических участках прибрежной зоны
Тихого океана проведены комплексные биогеохимические
исследования в эстуариях: р. Анадырь - Берингово море, р. Амур Охотское и Японское моря, р. Раздольная - Японское море, р. Янцзы
– Восточно - Китайское море и р. Меконг, Сайгон - Южно-Китайское
море.
Закономерности распределения химических элементов в
системе вода - планктон - взвесь - донные отложения выявлялись
путем проведения полигонных съемок в летний и осенний периоды.
Для этого на каждой станции кроме отбора проб для последующего
35
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
химического
анализа
проводился
стандартный
комплекс
гидрологических,
гидрохимических
и
гидробиологических
наблюдений.
Содержание химических элементов в пробах определялось с
помощью
нейтронно-активационного,
атомно-абсорбционного,
рентгено - флуоресцентного и других методов. Экспериментальные
массивы данных обрабатывались с использованием кластерного и
факторного анализов.
На основании полученного материала выявлены тенденции
изменения соотношения между терригенными и биогенными
источниками химических элементов в различных климатических
зонах западной части Тихого океана.
УДК 504.054/.064
ПОСЛЕДСТВИЯ КАТАСТРОФИЧЕСКОГО РАЗЛИВА МАЗУТА
В КЕРЧЕНСКОМ ПРОЛИВЕ
Г. А. Колючкина1, В.А. Спиридонов1, У.В. Симакова1, В.И. Пересыпкин1,
Н.А. Беляев1, П.В. Хлебопашев1, А.В. Макаров2, Ф.В. Сапожников1,
В.В. Козловский1, Е.С. Шаповалова1,3
G.Kolyuchkina, V.Spiridonov, U.Simakova, V.Peresipkin, N.Belyaev,
P.Khlebopashev, A.Makarov, F.Sapoznikov, V.Koslovsky, E.Shapovalova.
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва, 2 Талдомская администрация
особо охраняемых природных территорий, 3Кафедра РПП географического факультета
МГУ им. М.В.Ломоносова, e-mail: focena@pochta.ru
После аварии танкера «Волгонефть-139» в Керченском проливе
11 ноября 2007 года Институтом океанологии РАН и российским
отделением WWF проведены исследования распространения
мазутного загрязнения и физиологического состояния донных
организмов в этом районе. В феврале 2008 г. было обнаружено
высокое содержание алифатических углеводородов в придонной воде,
донных осадках и мягких тканях моллюсков. При гистологическом
исследовании двустворчатых моллюсков, собранных в экспедиции,
были обнаружены гистопатологии тканей мидий и анадар. В феврале
была зарегистрирована вспышка заболевания морской травы Zostera
marina, однако признаков заболевания в ходе июльской экспедиции
обнаружено не было. Летнее исследование показало практически
полное отсутствие визуальных следов мазута на исследованных
акваториях и побережье. Накопление алифатических углеводородов в
донных осадках и организмах свидетельствует о неблагополучном
состоянии экосистем береговой зоны Таманского полуострова.
Углеводородное загрязнение этого района может оказаться фактором,
36
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
значительно ослабляющим устойчивость организмов к воздействиям
патогенных микроорганизмов, паразитов и др. Результаты экспедиции
подтверждают предположения о путях миграции мазута, сделанные на
основании данных космических снимков спутника Radarsat сразу
после аварии. Учитывая высокую продуктивность региона, его
экологический мониторинг и разработка обоснованного плана
природопользования представляется важной научной и прикладной
задачей.
УДК 581
ФОТОСИНТЕЗ И ФЕРМЕНТАТИВНАЯ ДЕСТРУКЦИЯ
БИОПОЛИМЕРОВ В УСЛОВИЯХ ЛЕДОВОГО ФРОНТА
Г.А.Корнеева*, Е.Л.Гордеева**, А.Е.Сивкович*
*Институт океанологии им. П.П.Ширшова РАН, 117899 Москва, Нахимовский пр. 36
**Московский государственный университет инженерной экологии, 105006 Москва,
Старая Басманная ул., 21/4. *gkоrп@таil.ru, **lgorod@тail.ru
Функционирование арктических экосистем, растительных и
животных организмов в необычной среде (снег, льды, морская вода) актуальная проблема при решении фундаментальных и прикладных
народнохозяйственных задач (Лисицин, 1994; Абызов и др., 1995;
Иванов, 1995; Boetius, Lochte, 1996; Arnisti, 1998; Stain, 1999;
Васильчук, Котляков, 2000). Установлены особенности ледовой
седиментации в океане, пространственного и вертикального
распределения гидрохимических и биологических характеристик,
оценка возраста льдов для реконструкций палеоклимата. Снег и льды
способны концентрировать и транспортировать осадочный материал и
водную взвесь, активно участвуя в процессах синтеза морской
продукции и деструкции органического вещества, особенно в краевых
зонах тающих льдов.
Цель исследования – оценка продукционных показателей
водных масс моря Лаптевых по содержанию фотосинтетических
пигментов (хдорофилл «а», феофитин), их взаимосвязь с
ферментативной
деструкцией
биополимеров
белковой
и
полисахаридной природы в условиях варьирующего ледового фронта.
Материалы получены в экспедициях RV"Polarstem", НИС«Ак.
М.Келдыш», «Ак. С.Вавилов».
Установлено, что для слоя фотосинтеза характерны
положительные корреляции протеазной активности с феофитином (r =
0.673 при р = 0.03), отрицательные (r = -0.578 при р = 0.079) - для
амилазной активности с хлорофиллом на гор. 10 м и ниже. Для глубин
37
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
более 100 м показана значимая отрицательная корреляция протеазной
активности с феопигментами (статистический анализ результатов по
критерию Спирмена). Обсуждаются особенности процессов
ферментативной деструкции биополимеров в условиях ледовых
обстановок морей СЛО и Российского сектора Антарктики.
УДК 577.24
ДЕЙСТВИЕ CA2+ НА CN– - И ХИТОЗАНИНДУЦИРОВАННУЮ ГИБЕЛЬ УСТЬИЧНЫХ И
ЭПИДЕРМАЛЬНЫХ КЛЕТОК ЛИСТЬЕВ ГОРОХА
Ю.Е. Кузнецова, Д.Б. Киселевский, А.В. Несов, Л.А. Васильев, A.A. Шестак,
В.Д. Самуилов
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, 119991 Москва,
Ленинские Горы, 1, тел.: (495) 939-2776, Е-mail: kuznetsovaye@list.ru
Effect of Ca2+ on CN- and chitozan-induced programmed cell
death in guard and epidermal cells of pea leaf
J.E. Kuznetsova, D.B. Kiselevsky, A.V. Nesov, L.A. Vasilev, A.A.
Shestak, V.D. Samuilov
Lomonosov Moscow State University, E-mail: kuznetsovaye@list.ru
Исследовано действие Ca2+ на программируемую клеточную
смерть (ПКС) в листьях гороха, регистрируемую по разрушению
клеточных ядер. В качестве индуктора ПКС использовали CN– или
хитозан. Ca2+ в концентрациях 1–100 мкМ усиливал, а в
концентрациях 1-2 мМ подавлял CN–-индуцированное разрушение
ядер
устьичных
клеток.
Хитозан-индуцированная
гибель
эпидермальных клеток подавлялась в концентрации 0,1-1 мМ.
Хинакрин подавлял ПКС, вызванную CN–- или CN– + 100 мкМ CaCl2 ,
но не влиял на дыхание митохондрий и фотосинтетическое выделение
О2 хлоропластами в нарезках листьев гороха. CaCl2 (200 мкМ)
вызывал
рост
выхода
флуоресценции
индикатора
Н2O2
дихлорфлуоресцеина, тогда как хинакрин предотвращал его.
Предполагается участие в ПКС NADPH-оксидазы плазматической
мембраны клеток в качестве источника активных форм кислорода
38
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 551.465
ЛИТОРАЛЬНЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
КАРЕЛЬСКОГО БЕРЕГА КАНДАЛАКШСКОГО ЗАЛИВА.
Littoral geochemical study of Karelian shore of Kandalaksha bay
(White sea, Russian Arctic)
Кукина С.Е., Корнеева Г.А., Бек Т.А.
Koukina S.E., Korneeva G.A., Bek T.A.
Институт океанологии им.П.П.Ширшова РАН, 117997 Москва, Нахимовский пр.36,
тел.(495)1291990, факс (495)1245983, e-mail: skoukina@gmail.com
Данное исследование является продолжением серии работ,
посвященных комплексной биогеохимической оценке прибрежных
районов Белого моря. Известно, что в природных экосистемах
подвижность, биологическая доступность и, следовательно,
токсичность элементов существенно зависит от форм их нахождения
и типа связи с матрицей образца. Целью настоящей работы явилась
сравнительная оценка содержания форм металлов Fe, Mn, Cu, Zn, Pb,
Cr, Li в донных отложениях малых губ Карельского берега
Кандалакшского залива.
Полученные уровни содержания тяжелых металлов в изученных
пробах донных отложениях не являются критическими для биоты.
Прочносвязанные соединения металлов являются в изученных донных
отложениях преобладающими. Доля минеральной (детритной) формы
для всех изученных элементов составила 77-99%. Доля подвижной
кислоторастворимой формы составила в среднем 3,2% для Fe, 2.0%
для Mn, 1,7% для Cr, 5,6% для Pb, 5,8% для Zn, 6,5% для Cu и была
незначительной
для
Li.
Считая
содержание
подвижной
кислоторастворимой формы в балансе элемента характеристикой его
геохимической подвижности и, как следствие, потенциальной
биодоступности, изученные элементы располагаются в следующий
ряд (в порядке возрастания подвижности): Li<<Cr≤Mn<Fe<Pb≤Zn<Cu.
Соотношение форм металлов в изученных донных отложениях с
резким преобладанием минеральной прочносвязанной формы над
подвижной подтверждает ранее сделанный вывод о естественном
происхождении повышенного содержания цинка и хрома в
отложениях Карельского берега.
Опробованный метод определения основных форм нахождения
металлов донных отложениях позволяет делать выводы о носителях,
способах
транспорта
и
потенциальной
биодоступности
микроэлементов, поступающих в эстуарные системы.
39
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК
ДЕСТРУКЦИЯ АМИНОАРОМАТИЧЕСКИХ КИСЛОТ
АНАЭРОБНЫМИ МИКРОБНЫМИ СООБЩЕСТВАМИ
Линькова Ю.В., Дьяконова А.Т., Котова И.Б., Нетрусов А.И.
119991, г. Москва ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, д.1, корп.12, биологический факультет.
E-mail: linkovay@mail.ru.
Аминоароматические вещества содержатся в сточных водах
производств пестицидов, красителей, полимеров, лекарственных
веществ
и представляют собой очень токсичные и трудно
разлагаемые вещества. Для очистки сточных вод от вредных
органических веществ используются естественно сложившиеся
консорциумы микроорганизмов. В анаэробных условиях полное
разрушение ксенобиотиков эффективней происходит в процессе
жизнедеятельности структурированных микробных ассоциаций [1].
Проведён ряд экспериментов по изучению формирования
структуры микробных агрегатов и влияния различных факторов на
этот процесс. В опытах использовали анаэробные сообщества,
полученные из илов очистных сооружений и длительно
адаптированные к изомерам аминобензойных кислот. Вероятно,
начальная стадия потребления субстрата связана с адсорбцией
вещества на частицах ила. Изучение влияния перемешивания на
процесс деградации субстрата и морфологические характеристики
сообщества показало, что при культивировании анаэробных
ассоциаций в статичных условиях образование структурированных
агрегатов происходит намного быстрее, чем в условиях
перемешивания. Для стабильных накопительных культур более
активное потребление субстрата коррелирует с образованием
пространственно оформленных конгломератов. Высевы проб таких
культур на МПА в аэробных и анаэробных условиях показали, что
биоразнообразие гетеротрофных микроорганизмов в сообществе
зависит от источника получения ила и длительности активного
потребления
аминоароматики.
Исключение
неспоровых
микроорганизмов из сообщества путем пастеризации инокулята
значительно замедляет процесс образования микробных агрегатов и
приводит к изменению состава продуктов биодеградации. Инкубация
микробных
сообществ
при
экстремальных
для
процесса
биодеградации значениях рН, температуры и освещенности приводит
к значительному удлинению периода адаптации, изменению
40
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
культуральных признаков и формированию микробных агрегатов
другой архитектуры.
1.Савельева О.В., Емашова Н.А., Котова И.Б., Нетрусов А.И.,
Калюжный С.В. //Успехи современной биологии. 2003. т.123. №4.
с.336.
УДК
ЗНАЧИТЕЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В СОСТАВЕ
МАЛАКОФАУНЫ ДВУСТВОРЧАТЫХ МОЛЛЮСКОВ
МОЛДОВЫ.
Significant changes in composition of Moldavian bivalve mollusks.
Мунжиу О.В.
Институт Зоологии АН Молдовы
munjiu_oxana@mail.ru
Днестр и Прут – две главные реки Молдовы, на каждом из
данных водоемов были выбраны по три точки с разной степенью
антропогенной нагрузки, для сбора гидробиологического материала.
Это прилотинные участки Дубоссарского и Костештского
водохранилищ; участки в районе крупных населенных пунктов и на
охраняемых территориях (Гоянский залив- заповедник «Ягорлык» и
Научный заповедник «Прутул де Жос»-озеро Белеу). Сбор проводился
летом 2008г.
Результаты проведенных исследований показали, что в составе
малакофауны двустворчатых моллюсков Молдовы произошли
серьезные изменения за последние годы. Встречаются следующие
виды: Unio pictorum, Unio tumidus, Crassiana crassa, Anodonta cygnea,
Anodonta cellensis, Anodonta piscinalis, Pseudoanodonta complanata,
Sphaerium corneum, Sphaeriastrum rivicola, Dreissena polymorpha,
Dreissena bugensis не встречаются в пробах за последние 5 лет:
Amesoda scaldiana, Musculium creplini, Euglesa supina, Euglesa
henslovana, Euglesa casertana, Euglesa tetragona. Pisidium amnicum
(единичные экземпляры). Это говорит о снижении видового
разнообразия Bivalvia. Dreissena bugensisв в водохранилищах по
численности и биомассе уже преобладает над Dreissena polymorpha.
А в озере Белеу впервые в Молдове обнаружена Sinanodonta
woodiana(Lea,1834).
Работа поддержана PERCY SLADEN MEMORIAL FUND.
41
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНЫХ ФОРМ ЭЛЕМЕНТОВ
НА МАЛОМ ВОДОСБОРЕ БАССЕЙНА ИВАНЬКОВСКОГО
ВОДОХРАНИЛИЩА
Никитская К. Е.
Институт Водных Проблем РАН
Малые водосборные бассейны – это своеобразные
элементарные ячейки, на основе которых представляется
рациональным проводить экологический анализ территории.
В рамках подробной характеристики модельного бассейна р.
Сучок (бассейн реки Волги) обрабатывались пробы почвенных
вытяжек из грунтов. Впервые для данной территории в пределах
бассейна было оценено количество потенциально подвижных форм
элементов (ацетат-аммонийная вытяжка) и тех элементов, которые
будут подвижными при определенных ионных условиях, например,
при промывном режиме территории в период весенних половодий,
летне-осенних паводков и просто ливневых дождей высокой
интенсивности (хлоридно-кальциевая вытяжка).
Помимо диффузных источников загрязнения выявлены
участки, являющиеся вторичными ареалами загрязнения (особенно
четко это просматривается на примере распределения тяжелых
металлов) приуроченные к местам антропогенного нарушения
речного бассейна, а также к зоне подпора.
Количественный анализ накопления подвижных форм
элементов с учетом ландшафтной ситуации дает возможность оценить
потенциальную и реальную опасность выброса загрязняющих веществ
в более крупные водотоки, в том числе и в источники питьевого
водоснабжения (например, Иваньковское водохранилище), а также
просчитать буферную способность территории и обоснованно
выделить водоохранную зону.
42
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК
КЛЮЧЕВАЯ РОЛЬ ВОДЫ В СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНЫХ
ПРОЦЕССАХ И МЕХАНИЗМЫ ИХ БИОРЕГУЛЯТОРНОГО
ДЕЙСТВИЯ
К.Н. Новиков, Виленская Н.Д., В.Л. Воейков, Малышенко С.И.
Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва
В последние годы было установлено, что вода служит одним из
главных источников наиболее ценной энергии – энергии электронного
возбуждения, которая производится в реакциях с участием кислородсодержащих радикалов и других активных форм кислорода (АФК).
Недавно появились данные о том, что в воде и водных системах в
мягких условиях могут протекать реакции, кажущиеся чрезвычайно
маловероятными с точки зрения обычных представлений о свойствах
воды: гомолитическая диссоциация воды по связи Н-О с образованием
в конечном итоге Н2 и О2, а также прямое окисление воды
кислородом. Энергию низкой плотности в энергию высокой
плотности, эквивалентной энергии фотонов, могут преобразовывать
водные ассоциаты, образующиеся, главным образом, на границах
раздела жидкой и других фаз (твердой, газообразной). Эта энергия
может быть непосредственно использована для выполнения
различных видов химической и физической работы, служить для
инициирования других поставляющих энергию процессов, а также
может аккумулироваться в водных системах и мигрировать по ним без
диссипации
на
макроскопические
расстояния.
Процессам
низкоинтенсивного горения воды и горения в воде присуща
способность к самоорганизации во времени и пространстве,
выражающаяся в развитии колебательно-волновых режимов.
Благодаря этому они могут выступать в роли ритмоводителей других
сопряженных с ними процессов в воде и в биологических системах.
Эти свойства присущи артезианским водам и существенны для их
биологической активности. Мы использовали методы детекции
одиночных фотонов для анализа свойств артезианских и других видов
вод, а также модельных водно-солевых растворов, в которых
развиваются окислительные процессы. Установлено, что во многих
артезианских водах при контакте с кислородом воздуха спонтанно
развивается процесс автоокисления воды, при котором, по крайней
мере, часть освобождающейся энергии не рассеивается, а может
43
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
накапливаться в воде и освобождаться в форме излучения или
использоваться для выполнения химической работы. Обнаружено, что
окислительно-восстановительные процессы с участием растворенного
в воде кислорода катализируются компонентами многих широко
распространенных в биохимической практике буферных растворов в
особенности карбонатами и бикарбонатами. Это, по-видимому,
связано с уникальной способностью бикарбонатов служить донорами
электронов для АФК. Рассмотрена возможная роль таких процессов
для оценки качества питьевой воды и ее участия в процессах
жизнедеятельности.
БАКТЕРИИ И ЧЕЛОВЕЧЕСТВО
Орлеанский В.К.*, Манучаров А.С**. Курапова А.И.**, Иванова
Е.А.**, Зенова Г.М.**, Сумин Д.Л.***, Сумина Е.Л***
*- Институт микробиологии РАН, **-МГУ им. М.В. Ломоносова,
***- Палеонтологический институт РАН
Примечание редакторов. Данный материал публикуется в сокращенном
виде в порядке дискуссии. Мнение редакторов и редакции не обязательно совпадает с
мнением авторов. Авторы готовят к публикации дополнительный материал с пояснением
и дополнительной аргументацией. Использование ряда вербальных выражений в этом
материале, по-видимому, носит метафорический характер.
Введение (миропонимание авторов). Природа заложила в первичные организмы
Земли, в бактерии и цианобактерии, единые биологические поведенческие
особенности, которые проявлялись и проявляются вплоть до и включая Homo
sapiens.
Наблюдения, эксперименты, обобщение. Цель сообщения - показать те, по
мнению авторов, интересные особенности поведения микроорганизмов, которые
они постоянно отмечают в своей научной работе. Поведенческие черты:
1.
Эгоизм и антагонизм. Эти черты, скорее всего, обусловлены охраной
своей жизненной территории, своего пастбища. Специфическое оружие –
44
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
антибиотические вещества, отпугивающие или угнетающие рост тех организмов,
которые также претендуют на ту пастбищную территорию, где обитают
продуценты выделяемых веществ.
2.
Дружба и товарищество. Имеются различные переходы (используя
человеческие понятия и термины) от равнодушия до «взаимной любви»
совместного существования. Авторы изучали и изучают взаимоотношение
водорослей и актиномицетов. Установлено, что такая ассоциация благотворно
влияет на рост водорослей (по данным показаний хлорофилла). Усиливает
антагонистическую активность против тех видов, против которых ранее
активность не отмечалась или была очень слаба. Следует отметить, что изучаемая
нами ассоциация - цианобактерии и актиномицеты - является устойчивой,
сохраняется при пересевах и относится к новому, пока мало изученному типу
актинолишайников. Кроме взаимного влияния, на процессы, в биоценозах часто
устанавливается устойчивая пищевая цепочка, когда одни организмы потребляют
выделения других.
3.
Коллективизм. Полевые и экспериментальные данные с цианобактериями
дают авторам право утверждать, что цианобактерии, в частности представители
осциллаториевых, живут по законам стаи, формируя при этом различные
структуры: ловчие мешки, своеобразные ряды, жгуты и т.д. Коллективизм,
вероятно, связан с информационным полем, которое осуществляется или путем
биохимических веществ, выделяемых в среду (язык запахов, вкуса и т.д.), или
путем электромагнитных излучений, что уже проверяется и исследуется
сотрудниками ИНМИ РАН на бактериальном уровне.
Выводы. 1) Колонизаторы планеты Земля – бактерии и цианобактерии - есть те
оплодотворенные природой «яйцеклетки», из которых в процессе эволюции
развился и сформировался Homo sapiens, сохранив при этом основные
биологические поведенческие черты.
2) Авторы полагают, что если бактерии могут разговаривать между собой на
языке электромагнитных излучений, то человечеству может быть следует
восстановить эту «забытую» особенность и крайне желательно в мирных целях.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ-грант 08-04-90201
Монг_а и Программы Президиума РАН «Происхождение и эволюция биосферы.
45
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 550.4 (26): 550.42
ИЗУЧЕНИЕ ОСАДОЧНОГО МАТЕРИАЛА В МИКРОКОСМАХ
С МОЛЛЮСКАМИ Unio pictorum
С.А.Остроумов
Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова
STUDYING THE SEDIMENTS IN MICROCOSMS WITH
BIVALVES UNIO PICTORUM
S.A. Ostroumov
Faculty of Biology, Moscow State University, Moscow
Истины и девушки хороши до тех
пор, пока они не догадываются, что
они хороши.
Людвиг Берне (1786 – 1837)
Цель сообщения – изложить некоторые вопросы изучения
биогенного осадочного материала, который накапливался в
микрокосмах, в которых длительное время инкубировали
двустворчатых моллюсков [1]. Источником материала были именно
моллюски. Во время инкубации в микрокосмы ничего не добавляли
(никаких добавок суспензий водорослей, бактерий).
Целесообразность работ в этом направлении связана с
необходимостью углубления знаний элементного состава гидросферы
[2].
Были
взяты
образцы
желтовато-сероватого
осадка,
образовавшегося в микрокосмах, где инкубировали моллюсков Unio
pictorum. Микрокосм 1 служил контролем, в микрокосм 2 были
добавлены соли металлов в два этапа. Подробнее о добавках металлов
см. в другой публикации.
Образцы материала осадков, образовавшегося в микрокосмах,
отобраны 19.06.07. Взятые образцы составили 25% от общего
количества осадка в каждом из микрокосмов. Вместе с собственно
осадками было взято некоторое количество воды из этих
микрокосмов.
46
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Методика подготовки осадков для определения элементов была
следующей (описана методика, осуществленная О.А. Тютюнник. Она
провела работу, изложенную ниже).
Имелось 2 раствора с осадком, объем каждого из них вместе с
осадком составлял 91,5 мл. Первый образец дали отстояться в мерном
цилиндре 1 час и измерили объем мокрого осадка, оказавшийся
равным 6 мл. Осадок отцентрифугировали 15 мин при 4000 об/мин.
Объем полученного осадка составлял 2 мл.
Второй образец обрабатывали аналогично. Объем осадка был
также до центрифугирования был также 6 мл, после
центрифугирования 2 мл.
Осадки отфильтровали через предварительно взвешенный
бумажный обеззоленный фильтр. В воде измерили элементы.
Фильтры высушили на воздухе и взвесили с осадком. Вес воздушносухого осадка 1 - 0,2425 г; вес воздушно-сухого осадка 2 - 0,2501 г.
Фильтры с осадком озолили сначала на плитке, а затем в муфеле
при 5000С в предварительно взвесив фарфоровые тигли. Взвесили
золу после озоления осадков. Вес золы осадка 1 – 0,0856 г; вес золы
осадка 2 – 0,0920 г.
Золу растворяли в концентрированной азотной кислоте с
добавлением перекиси водорода. Остался нерастворенный осадок.
Перенесли в стеклоуглеродный тигель и продолжили разложение
золы с добавлением смеси HF и HNO3 . Обработали 2 раза смесью HF
и HNO3 , каждый раз доводя до влажных солей. Объем добавленной
смеси HF и HNO3 каждый раз составлял 6 мл. Соотношение
компоненов в смеси HF:HNO3 = 5:1. Ждали довольно долго, пока не
выпарится до влажных солей, так как это процесс шел медленно.
Температура при обработке золы и выпаривании около 140 0С. В
общей сложности на разложение золы ушло 2 дня. Затем перевели
соли в азотнокислые, двукратной обработкой азотной кислотой и
перекисью водорода. Раствор перевели в колбу на 50 мл в 1М HNO3.
Цифры, полученные на прибор (мкг/мл того раствора, который
измеряли) затем пересчитывали с учетом разбавлений и навесок.
47
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Табл. Характеристика воздушно-сухого садка в экспериментальных
микрокосмах 1 и 2 (г)
характеризуемый
образец (25% от
Величины, рассчитанные
параметр
всего количества
для всего осадка в
осадка в
микрокосмах
микрокосмах)
(результаты расчета
округлены)
1
2
1
2
вес воздушно сухого 0,2425
0,2501
0,97
1,00
осадка
Вес золы осадка
0,0856
0,0920
0,34
0,37
Вес незольной части 0,1569
осадка
% золы в осадке
35,30
0,1581
0,63
0,63
36,79
% незольной части
воздушно-сухого
осадка
63,21
см. в левой
части
строки
см. в левой
части
строки
см. в левой
части
строки
см. в левой
части
строки
64,70
Из табл. 1 видно, что в обоих вариантах (опыт и контроль) доля
незольной части осадка приблизительно одинакова – 63 - 65%, что
свидетельствует о большом содержании органического вещества,
удаляемого при озолении материала.
Благодарность.
Работа
проведена
благодаря
участию
Кубраковой И.В. и Тютюнник О.А., которые осуществили химические
анализы. Обработка осадков выполнена Тютюнник О.А. Приносится
особая благодарность Кубраковой И.В. за создание возможности
выполнения работы и за критические замечания.
Литература
1. Остроумов С.А. Новый малакогенный органический
экскретируемый материал.— // Ecol.Stud.Haz.Sol., 2007, vol. 12, p.
84-85.
2. Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы. М. Наука.
1991. 243 с.
3. Океанология. Химия океана. Т.2. / Отв. ред. И.И.Волков. М.: Наука.
1979. 536 с.
48
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 550.4 (26): 550.42
Изучение элементного состава биогенного осадка в микрокосмах с
моллюсками после длительной инкубации
Остроумов С.А.
Москва 11991; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,
Биологический факультет
Studying the elemental content of the biogenic sediment in microcosms
with bivalves following long-term incubation
Ostroumov S.A.
Лучшее из того, что может испытать человек –
тайна. Это – поистине основополагающее
ощущение, которое лежит в истоках истинного
искусства и истинной науки.
А. Эйнштейн
Для анализа роли моллюсков в биогеохимических потоках
элементов в водных экосистемах необходимо изучать не только
элементный состав самих моллюсков, но и их роль в формировании
внеорганизменного биогенного материала. Наблюдения показали, что
в результате инкубации моллюсков в водных микрокосмах в
последних накапливается осадок желтоватого цвета, причем осадок
возникает даже при отсутствии кормления моллюсков [1] вследствие
выделения моллюсками желтоватого слизистого материала.
В целях расширения знаний об элементном составе гидросферы
[2]. Изучали элементный состав осадка, который накопился на дне
микрокосмов с моллюсками Unio pictorum.
Условия возникновения осадка таковы. В двух микрокосмах
инкубировали моллюсков. В каждом микрокосме было 24 моллюска.
Суммарная биомасса моллюсков в одном (сырой вес с раковинами)
была 375,2 г, во втором – 360,5 г. Воду аэрировали с помощью
компрессоров для аквариумов. Объем воды в каждом микрокосме был
5 л. Использовали отстоенную водопроводную воду (ОВВ).
Инкубацию продолжали 10 месяцев. Затем оставшихся моллюсков
удалили и продолжали аэрировать микрокосмы еще 2 мес. при
комнатной температуре (19-22 °С). Затем осадок из двух микрокосмов
(взятый в виде суспензии вместе с водой) объединили вместе. Из
объединенной суспензии были отобраны четыре пробы придонной
воды вместе с осадком. Объем каждой пробы был 100 мл. Пробы были
переданы на анализ элементного состава.
Сосуды хранили в замороженном состоянии в холодильнике.
После размораживания осадок отфильтровывали от суспензии
49
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
фильтрацией через обеззоленный бумажный фильтр (ООО «Бавер»,
красная лента, диаметром 110 мм, масса золы одного фильтра 0.00071
г). После фильтрации осадок озоляли. Золу растворяли. Содержание
элементов в золе осадков и воде элементов определяли методом
атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой
(IRIS Intrepid II Duo, фирма-производитель Thermo Electron
Corporation).
Результаты анализа представлены в таблице 1 (в
подготовительных материалах на одном из этапов таблица была
помечена датой 20.01.08). Маркировка образцов следующая: «1-1» –
первый образец, «2-2» – второй и т.д.
Представленное в колонках таблицы количество элемента
относится ко всей массе осадка в данном образце.
Из таблицы 1 видно, что в элементном составе осадка
существенное место по массе занимают Ca, Fe, Mg, Mn, Na, P, S, Zn.
Во всех образцах на первом месте стоял Ca, на втором P, на третьем
Mn, на четвертом Fe.
Приведен также элементный состав воды в отобранных пробах
водной суспензии осадка (объем каждой пробы 100 мл). Образцы
воды маркированы аналогичным образом: «1-1» - первый образец и
так далее. В колонках, относящихся к воде, представленная в колонке
цифра означает концентрацию элемента в 1 мл.
Насколько можно судить на основе известной автору научной
литературы, в данной работе впервые проведено одновременное
измерение концентрации ряда элементов (Al, As, B, Ba, Ca, Cd, Ce, Co,
Cr, Cu, Fe, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Se, Si, Sr, Ti, V, Y,
Zn) в биогенном осадке (детрите), образованном в микрокосмах с
моллюсками Unio pictorum после длительной инкубации.
Summary of the research: First measurements of concentrations of a number of
elements (Al, As, B, Ba, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P,
Pb, S, Se, Si, Sr, Ti, V, Y, Zn) in the same sample of the biogenic sediment (detritus)
generated in the microcosms with bivalves Unio pictorum following long-term
incubation were made and reported in this publication.
Благодарность. Работа проведена благодаря участию Кубраковой И.В. и
Тютюнник О.А., которые осуществили аналитические определения. Определение
элементов выполнено Тютюнник О.А. Приносится особая благодарность
Кубраковой И.В. за создание возможности выполнения работы и за критические
замечания.
Литература
1.Остроумов С.А. Новый малакогенный органический экскретируемый
материал.— // Ecol.Stud.Haz.Sol., 2007, vol. 12, p. 84-85. 2. Корж В.Д. Геохимия
элементного состава гидросферы. М. Наука. 1991. 243 с.
50
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Табл 1. Элементный состав осадка. Осадок после озоления растворяли в
указанном объеме (25 или 50 мл) и определяли общее количество данного
элемента во всей пробе. Пояснения в тексте.
вода
1-1
Размерность
Al
As
B
Ba
Ca
Cd
Ce
Co
Cr
Cu
Fe
K
La
Li
Mg
Mn
Mo
Na
Ni
P
Pb
S
Se
Si
Sr
Ti
V
Y
Zn
мкг/мл
0,03
<0.005
<0.001
0,036
110
<0.001
<0.001
<0.001
<0.01
0,02
<0.001
21
0,07
0,02
29
0,002
<0.01
66,9
0,5
<0.01
39,8
<0.01
1,8
0,45
0,002
<0.001
0,002
<0.001
осадок
1-1
вода
2-2
осадок
2-2
вода
3-3
осадок
3-3
вода
4-4
осадок
4-4
мкг/25 мкг/мл мкг/50 мкг/мл мкг/50 мкг/мл мкг/50
мл
мл
мл
мл
12,3
0,03
313
0,03
347
0,03
318
0,04 <0.005
1,2 <0.005
1,3 <0.005
1,1
0,08 <0.001
2,2 <0.001
3,4 <0.001
2,8
3,5
0,038
94,4
0,038
97,5
0,04
102,7
357
108
10000
110
9520
110
9852
0,03 <0.001
0,79 <0.001
0,8 <0.001
0,87
<0.001
<0.001
<0.001
0,05 <0.001
1,4 <0.001
1,65 <0.001
1,6
0,08 <0.01
2,3 <0.01
2,6 <0.01
2,3
0,39
0,02
11,1
0,02
10,9
0,02
10,7
42 <0.001
1160 <0.001
1145 <0.001
1194
4,5
21
95,7
20
76,6
18,7
62,8
0,07
0,07
0,07
0,03
0,02
1
0,02
0,4
0,02
0,37
16,23
29
564
28
484
27,7
478
57
0,008
1800
0,007
1827
0,007
1865
0,02 <0.01
0,76 <0.01
0,77 <0.01
0,74
33,6
66,2
857
66,9
1010
67,1
758
0,13 <0.001
6,7 <0.001
4,9 <0.001
4,2
126,7
0,8
3600
0,9
4000
1,2
3783
<0.01
<0.01
21,9 <0.01
12,2 <0.01
32,1
40
856
39
725
36,9
8,95
<0.01
<0.01
<1
<0.01
<1
<0.01
<1
0,25
2,2
20
1,7
21,3
1,23
12,3
1,2
0,45
31,3
0,45
31,4
0,44
33,1
0,2
0,001
4,8
0,001
4,1
0,001
4,37
0,05 <0.001
1,2 <0.001
1,7 <0.001
1,35
0,001 <0.1
0,002
0,002
19 <0.001
474 <0.001
501
0,001
514
51
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 550.4 (26): 550.42
СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В МЯГКИХ ТКАНЯХ И
РАКОВИНАХ МОЛЛЮСКОВ Unio pictorum: ИЗМЕРЕНИЕ
МЕТОДОМ АТОМНО-ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ С
ИНДУКТИВНО-СВЯЗАННОЙ ПЛАЗМОЙ
Остроумов С.А.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Concentrations of elements in soft tissues and shells of bivalves Unio
pictorum: measurement by atomic-emission spectrometry with
inductively-coupled plasma (AAS-ICP)
Ostroumov S.A.
M.V.Lomonosov Moscow State University, Moscow
Все вокруг – тайна, но именно тот
оказывается рабом, кто не пытается ее
развеять.
Бенджамин Дизраэли (1804 - 1881)
Ранее проводилась работа по изучению элементного состава
моллюсков и роли этих организмов в биогеохимических потоках (см.
отдельные сообщения [1, 2, 3]). В данной публикации сообщается об
измерении и сопоставлении ряда элементов в мягких тканях и
раковинах Unio pictorum.
Работа проводилась совместно с
сотрудниками Института геохимии и аналитической химии им. В.И.
Вернадского РАН. Моллюски Unio pictorum были собраны в р.
Москве выше г. Звенигорода.
Инкубацию моллюсков в лабораторных условиях проводили
следующим образом. В микрокосмы помещали моллюсков. В
микрокосм 1 поместили 12 моллюсков общей биомассой (сырой вес
с раковинами) 206,8 г, в микрокосм 2 - тоже 12 моллюсков общей
биомассой 201, 7 г. В микрокосмах было по 4 л отстоенной
водопроводной воды (ОВВ). Проводили аэрацию. Кормление не
производили. В микрокосмах был также осадок, который накопился
после содержания в лабораторных условиях 30 экз моллюсков с
13.7.07 до 16.7.07 (без кормления). В микрокосме 1 был осадок от 30
моллюсков и в микрокосме 2 – тоже осадок от 30 других моллюсков.
Дополнительным контролем служил микрокосм 3, в котором
находилась только ОВВ (4 л) без моллюсков; микрокосм 3 аэрировали
так же, как и микрокосмы 1 и 2.
52
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Инкубацию начали 16.7.07, закончили 19.7.2007. Инкубацию
проводили при температуре 23-24°С.
Моллюски были вскрыты скальпелем. Внутриполостная
жидкость собрана и передана на анализ. Контейнеры с
внутриполостной жидкостью хранили в замороженном состоянии в
холодильнике. После размораживания осадок отфильтровывали от
суспензии фильтрацией через обеззоленный бумажный фильтр (ООО
«Бавер», красная лента, диаметром 110 мм, масса золы одного
фильтра 0.00071 г).
Содержание элементов в образцах определяли методом атомноэмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (IRIS
Intrepid II Duo, фирма-производитель Thermo Electron Corporation).
Для анализа состава раковин были взяты раковины из
микрокосма 1 (весом 5,587 г) и микрокосма 2 (весом 9,4115 г).
Раковины растворяли целиком в кислоте.
Результаты определения и сопоставления элементного состава
образцов даны ниже в таблице 1. Из таблицы 1 видно, что ряд
металлов содержатся в мягких тканях в более высокой концентрации
(в пересчете на сухой вес), чем в раковинах. Это следующие
элементы: Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Ni, P, S, Y, Zn.
Напротив, некоторые элементы содержались в раковинах в
более высокой концентрации, чем в мягких тканях: Ca, Li, Sr, Ti.
В отношении следующих элементов трудно сделать вывод
надежный вывод о том, имеется ли отличие между раковинами и
мягкими тканями в отношении концентрации следующих элементов:
Al, As, B, Ce, La, Mo, Na, Pb, Se, Si, V. Судя по полученным данным,
концентрация натрия в мягких тканях в среднем ниже, чем в
раковинах; концентрация кремния, наоборот, в мягких тканях в
среднем выше – однако, диапазоны концентраций этих элементов в
раковинах
и
мягких
тканях
индивидуальных
организма
перекрываются и надежных выводов из этих данных сделать нельзя.
Полученные данные дополняют знания о элементном составе
объектов гидросферы [3, 4, 5].
Итак, впервые методом AAS-ICP проведены одновременные
измерения большой группы элементов в раковинах и мягких тканях
моллюсков Unio pictorum (Al, As, B, Ba, Ca, Cd, Ce, Co,Cr,Cu, Fe, K,
La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Se, Si, Sr, Ti, V, Y, Zn). Впервые в
рамках одного исследования была установлена большая группа 14
элементов (Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Ni, P, S, Y, Zn),
концентрации которых в мягких тканях выше, чем в раковинах;
выявлено, что концентрации не только Ca и Sr, но и целой группы
53
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
таких элементов, как Ca, Li, Sr, Ti, в мягких тканях ниже, чем в
раковинах.
Summary. The first simultaneous measurements by AAS-ICP of a
large group of elements(Al, As, B, Ba, Ca, Cd, Ce, Co,Cr,Cu, Fe, K, La, Li,
Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Se, Si, Sr, Ti, V, Y, Zn) in the shells and
soft tissues of bivalves Unio pictorum were performed. For the first time in
one research project using the same method it was discovered that the large
group of 14 elements (Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Ni, P, S, Y, Zn)
were present in the soft tissues in higher concentrations than in shells; not
only Ca and Sr, but the group of elements (Ca, Li, Sr, Ti) were present in
lower concentrations that in the shells.
Благодарность.
Химико-аналитическая часть выполнена в Институте геохимии и
аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (Кубракова И.В.,
Тютюнник О.А.). Указанным сотрудникам приносится глубокая
благодарность.
Литература
1.Крупина М.В., Остроумов С.А. Измерение содержания
тяжелых металлов в мягких тканях моллюсков Unio pictorum. -ESHS,
2007, vol. 12, p. 62-63.
2. Остроумов С.А. Новый малакогенный органический
экскретируемый материал.— ESHS, 2007, vol. 12, p. 84-85.
3. Тодераш И., Остроумов С.А., Зубкова Е.И. 2008 Проблемы
экологии и гидробиологии. М. МАКС-Пресс. 80 с.
4. Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы. М.
Наука. 1991. 243 с.
5. Океанология. Химия океана. Т.2. / Отв. ред. И.И.Волков. М. :
Наука. 1979. 536 с.
54
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Табл. 1. Элементный состав раковин Unio pictorum. В скобках номер
микрокосма. М – мягкие ткани; Р – раковина. Пояснения в тексте.
Единицы
измерения
вес образца, г
Al
As
B
Ba
Ca
Cd
Ce
Co
Cr
Cu
Fe
K
La
Li
Mg
Mn
Mo
Na
Ni
P
Pb
S
Se
Si
Sr
Ti
V
Y
Zn
М
(1)
М
(2)
Р
(1)
Р
(2)
Вода
(1)
Вода
(2)
Вода
(3)
мкг/г
мкг/г
мкг/г
мкг/г
мкг/мл
мкг/мл
мкг/мл
0,9563
1,0278
5,5874
9,4115
-
-
-
58,3
<0.5
4
337
31560
0,8
<0.1
0,67
3,87
7,1
2900
1350
9,2
0,32
870
6880
<1
1614
1,5
21420
<1
5653
1,2
40
105
0,57
<0.1
0,26
182
28
<0.5
<0.1
212,5
30540
0,77
0,36
0,77
3,6
7
2437
1735
8,6
0,5
766,8
4337
<1
2100
1,02
21760
1,9
5424
2,6
26,33
88,52
0,05
<0.1
0,27
176,7
18,7
<0.1
<0.1
29,2
290600
0,25
<0.1
0,008
<0.1
3,8
128
86
3,5
38
672
<1
4130
0,45
207
0,43
400
<1
11,4
151
2,8
<0.1
0,11
6,3
53
0,025
<0.005
<0.001
0,03
32
<0.001
0,1
0,006
3,5
0,04
0,001
12
0,24
<0.01
9,7
0,008
1,4
10,9
<0.01
0,23
0,15
0,004
0,002
0,05
0,02
<0.005
<0.001
0,03
30,2
<0.001
<0.001
<0.001
<0.01
0,07
<0.001
2,63
0,04
0,001
11,96
0,24
<0.01
8,5
0,005
0,99
<0.01
9,9
<0.01
0,2
0,15
0,003
<0.001
0,002
0,04
0,02
<0.005
<0.001
0,035
36,9
<0.001
<0.001
<0.001
<0.01
0,01
<0.001
2,4
0,05
0,002
12,5
0,0026
<0.01
10,66
<0.01
11,33
<0.01
0,51
0,18
0,002
<0.001
0,002
<0.001
<0.1
<0.1
48,6
301700
0,12
<0.1
0,1
<0.1
2,5
322
55
6,01
3,8
40,7
1040
<1
2320
0,38
138,2
354
<1
29,9
129,5
2,7
<0.1
<0.1
3,8
55
Концентрация
больше в
М
Концентрация
больше в
Р.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 550.4 (26): 550.42
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЕ СВЯЗЫВАНИЕ РАСТВОРЕННЫХ
БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ (ПАЛЛАДИЯ И ПЛАТИНЫ) С
БИОГЕННЫМ МАТЕРИАЛОМ, НАКОПЛЕННЫМ ПОСЛЕ
ДЛИТЕЛЬНОЙ ИНКУБАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
ЛАБОРАТОРНОГО МИКРОКОСМА С Unio pictorum
С.А.Остроумов
Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова
High-efficiency binding of noble metals (palladium and platinum) from
solution to the biogenic material that accumulated over long-term
incubation of laboratory microcosms with Unio pictorum
S.A.Ostroumov
Faculty of Biology, M.V.Lomonosov Moscow State University, Moscow 119991
Подобно великому поэту, Природа
знает, как достигать сильнейших
эффектов минимальными средствами.
Г. Гейне (1797 – 1856)
Для изучения процессов диагенеза в донных отложениях
водных экосистем, расширения знаний геохимии гидросферы [1, 2]
представляет
интерес
познание
взаимодействий
между
растворенными металлами и компонентами донных отложений. К
последним относятся выделения водных организмов, в том числе
моллюсков. Цель данного сообщения – проверка сформулированной
нами гипотезы о возможности связывания растворенной платины и
палладия с материалом, выделяемым двустворчатыми моллюсками,
который мы обнаружили на дне микрокосмов после содержания в них
Unio pictorum [3].
56
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
После
инкубации
моллюсков
Unio
pictorum
в
экспериментальных микрокосмах выявлен биогенный желтоватоохристый осадочный материал. Элементный состав материала
включал Са, Na, P, S, K, Mg, Al и другие элементы, в том числе
микроколичества ряда металлов (Cu, Co, Cr, Mo).
В
экспериментальных
условиях
проводили
инкубацию
суспензии этого материала в водной среде с добавлением катионов Pt
и Pd. Проверяли гипотезу о том, что может иметь место связывание
этих металлов биогенным осадком и в результате перераспределение
части общего количества этих элементов в водной системе.
Моллюски были собраны в р. Москве выше г. Звенигорода.
Использовали осадок из двух контрольных микрокосмов, в
которых в течение осеннее-зимнего периода 2006-2007 содержали
моллюсков Unio pictorum. Осадок из двух микрокосмов объединили и
поместили в один сосуд с 4 л ОВВ. Часть осадка собрали вместе с
придонной водой и перенесли в сосуды на 125 мл, обозначенные № 1,
2, 3, 4, 5.
В сосуды вносили раствор Pt и Pd. Исходный раствор содержал
в объеме 250 мл: 300 мкг Pt и 900 мкг Pd в форме хлоридов. Иными
словами, концентрация Pt составила 1200 мкг/л и концентрация Pd 3600 мкг/л.
В каждом сосуде находилось 100 мл суспензии осадка.
Инкубацию проводили в течение 1 сут при температуре 14° С.
Затем
сосуды
хранили
в
замороженном
состоянии
в
холодильнике. После размораживания осадок отфильтровывали от
суспензии фильтрацией через обеззоленный бумажный фильтр (ООО
«Бавер», красная лента, диаметром 110 мм, масса золы одного
фильтра 0.00071 г).
57
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Содержание в осадке Pt и
Pd
измеряли методом атомно-
абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией
(Solaar MQZ,
фирма-производитель Thermo Electron Corporation).
Одновременно измеряли содержание и других элементов в осадке и
воде методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивносвязанной плазмой (IRIS Intrepid II Duo фирмы Thermo Electron
Corporation). Судя по данным опыта (табл. 1 ниже), выявлено
частичное связывание этих элементов с осадочным материалом.
Табл. 1. Опыт по проверке гипотезы о возможности связывания Pt и
Pd с биогенным осадком.
Table 1. Checking the hypothesis on whether Pt may Pd bind to biogenic
sediment
Экспериментальные
условия
Ва- Всего
ри- внесено
ант в
сосуд,
объем мкг
1
2
3
4
5
Результаты измерения после проведения опыта
Pd
Pt
В
осадке
В воде В
воде
Добавки,
мл
Pd
Pt
мкг
мкг
/мл
мкг/
100мл
2
2
8
8
0
7.2
7.2
28.8
28.8
0
2.4
2.4
9.6
9.6
0
3
5
7.5
7.5
0.5
0.023
0.024
0.067
0.075
<0.001
2.3
2.4
6.7
7.5
<0.1
Сумма
осад.
+
вода
мкг
В
осадке
В воде В
воде
мкг
мкг
/мл
мкг/
100мл
5.3
7.4
14.2
15
<0.6
0.91
1.15
4.7
4
0.8
0.012
0.012
0.038
0.043
<0.002
1.2
1.2
3.8
4.3
<0.2
Сумма
осад.
+
вода
мкг
2.11
2.35
8.5
8.3
<1
Примечание. Инкубацию осадков проводили в пластиковых сосудах в
течение 29 ч. Объем инкубационной водной среды в каждом сосуде
100 мл. Биогенный осадок нарабатывался в ходе инкубации
моллюсков в течение около года в двух сосудах, каждый из которых
содержал 4 л отстоенной водопроводной воды. Условия инкубации с
моллюсками описаны в отдельной работе.
58
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
На основании данных таблицы можно рассчитать, какая доля
добавленных металлов связывалась с осадком в различных вариантах
опыта (см. таблицу 2 ниже).
Из таблицы 2 видно, что в условиях опыта доля степень
связывания Pd с осадком (доля добавленного Pd, после инкубации
связанного с осадком), сильно зависела от концентрации Pd в среде
инкубации. При повышении концентрации палладия в водной
инкубационной среде в 4 раза доля его, связанная с осадком,
существенно уменьшалась (в среднем вдвое).
Табл. 2. Связывание палладия с осадком.
Table 2. Binding Pd to sediment
Сосуд
объем
№
Добавки, мл
1
2
3
4
5
2
2
8
8
0
Добавлено В
Pd,
осадке Pd
мкг
мкг
Pd
в осадке, %
от
добавленного
Pd
в осадке, %
от
добавленного
среднее
7.2
7.2
28.8
28.8
0
3
5
7.5
7.5
0.5
41.7
69.4
26,0
26,0
-
55.6
26.0
-
Аналогичный расчет был сделан для Pt (табл. 3 ниже). В случае
этого металла
добавленного
степень связывания элемента с осадком (доля
металла, после инкубации связанного с осадком),
существенно не зависела от использованных концентраций металла в
среде инкубации и составляла чуть менее 50% от начального
содержания металла в водной среде.
59
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Табл. 3. Связывание платины с осадком.
Table 3. Binding Pt to sediment
Сосуд
объем
№
добавки, мл
1
2
3
4
5
2
2
8
8
0
Добавлено В
Pt,
осадке Pt
мкг
мкг
Pt в осадке,
Pt
% от
в осадке, %
добавленного от
добавленного
среднее
2.4
2.4
9.6
9.6
0
0.91
1.15
4.7
4
0.8
37.9
47.9
49,0
41.7
-
42.9
45.4
-
Выявлены условия, при которых доля Pt и Pd, связываемых в
течение 29 ч биогенным осадочным материалом, составляет более
40% от первоначального содержания этих элементов в водной фазе.
Продолжается работа по характеристике упомянутого биогенного
осадочного материала.
Итак, впервые обнаружено, что два благородных металла (Pt и
Pd) связываются (причем в связывании участвует значительная доля
первоначально находящихся в растворе металлов) с биогенным
детритом, который накапливается в виде осадка в микрокосмах,
содержащих
один
вид
моллюсков,
Unio
pictorum.
Детрит
накапливался после многомесячной инкубации микрокосмов, причем
60
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
никаких добавок вещества в течение инкубации в микрокосмы не
делали.
Summary and the innovation: For the first time, it was demonstrated
that two noble metals (Pt and Pd) bind in large proportions to the biogenic
detritus that accumulated as a sediment in the microcosms with one species
of bivalves, Unio pictorum. The detritus accumulated following a multimonth incubation of the microcosms under no-feeding conditions.
Благодарность. Автор благодарен сотрудникам Института
геохимии и аналитической химии РАН Кубраковой И.В. и Тютюнник
О.А. за неоценимый вклад и большую помощь, включая определение
элементного состава образцов и критические замечания.
Литература
1. Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы. М.: Наука.
1991. 243 с.
2. Океанология. Химия океана. Т.2. /Отв. ред. И.И.Волков. М.: Наука.
1979. 536 с.
3. Остроумов С.А. Новый малакогенный органический
экскретируемый материал.— // Ecol.Stud.Haz.Sol., 2007, vol. 12, p. 8485.
61
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 574.635: 574.632
ИННОВАЦИОННАЯ ФИТОТЕХНОЛОГИЯ: ВКЛАД В
НАИЛУЧШИЕ ДОСТУПНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
КОМПЛЕКСНОГО КОНТРОЛЯ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ
Остроумов С.А., Лазарева Е.В., Горшкова О.М., МакКатчеон С.,
Шестакова Т.В., Соломонова Е.А., Котелевцев С.В.
Innovative phytotechnology: contributing to the best available
technologies of complex control and prevention of water pollution
Ostroumov S.A., Lasareva E.V., Gorshkova O.M., McCutcheon S., Shestakova
T.V., Solomonova E.A., Kotelevtsev S.V.
119991, Москва, Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова,
биологический, химический и геологический факультеты;
University of Georgia, Athens, GA, U.S.A.
Растения стали перспективным объектом для изучения новых
возможностей расширения методического и технологического
арсенала для предотвращения загрязнения среды [1-4], снижения
содержания поллютантов в воде [4-8] и почвах [9]. Использование
растений в этих целях стали называть фитотехнологией
(phytotechnology). Используется также понятие фиторемедиации
(например, [9]). Под фиторемедиацией понимают следующее (дается
несколько определений или трактовок из Интернета:
1) The use of plants to remediate contamination by the uptake
(transpiration) of contaminated water by plants. Plants can be used to
contain, remove, or degrade contaminants.
2) Biological remediation of environmental problems using plants.
3) The use of plants to remove or neutralize contaminants, as in polluted
soil or water.
Эти варианты определения фиторемедиации сводятся к тому,
что используются растения для удаления или снижения концентрации
загрязняющих веществ в среде (почве и воде).
В нашей работе изучались возможности использования
растений для целей тестирования [10] и фиторемедиации вод,
содержащих перхлорат, синтетические поверхностно-активные
вещества (СПАВ), смесевые препараты, тяжелые металлы.
Получены следующие результаты.
1) В присутствии водных растений ускорялось снижение
концентрации перхлората в воде [11, 12].
2) С использованием метода измерения поверхностного натяжения
воды (метод отрыва пластинки) показано, что в присутствии водных
62
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
растений происходит ускорение снижения содержания в воде СПАВ
додецилсульфата натрия.
3) Выявлены диапазоны толерантности нескольких видов водных
растений к СПАВ и смесевым препаратам.
4) Выявлены виды водных растений, относительно более устойчивые
к СПАВ, что делает их особенно перспективными для использования
в фитотехнологиях очищения воды.
5) В условиях микрокосмов с макрофитами разработана методика
рекуррентных добавок загрязняющих веществ [1], апробированная с
использованием добавок СПАВ, нефти и тяжелых металлов.
6)
С
использованием
метода
анодной
инверсионной
вольтамперометрии (АИВ) показано, что в присутствии водных
растений (Ceratophyllum demersum) происходит заметное снижение
содержания в воде измеряемых этим методом форм нахождения Cu,
Zn, Cd, Pb. За несколько недель концентрации тяжелых металлов
снижались на порядок и более.
7) Апробирован метод рекуррентных добавок ксенобиотиков (на
примерах
додецилсульфата натрия и синтетического моющего
средства) для изучения диапазона устойчивости растений,
потенциально перспективных для восстановления загрязненных
водных систем. Метод апробирован на пяти видах водных
макрофитов (Elodea canadensis Michx., Potamogeton crispus L., Najas
guadelupensis L., Fontinalis antipyretica L., макрофите OST-1). В
условиях
проведенных
опытов
максимальная
нагрузка
додецилсульфата натрия для макрофита OST-1 составляла 460,0 мг/л,
при этом время инкубации составляло 213 суток. Максимальная
нагрузка синтетического моющего средства для этого макрофита –
1687,5 мг/л, при этом время инкубации составляло 314 суток [7].
Фиторемедиационный потенциал растений рассматривается
нами как проявление одной из сторон полифункциональной роли
биоты в самоочищении вод [13, 14].
Полученные результаты вносят вклад в разработку наилучших
доступных технологий (best available technologies) очищения воды от
химических компонентов [15], по которым часто наблюдается
превышение ПДК в воде (рыбохозяйственных ПДК, хозяйственно бытовых ПДК, а также ПДК для питьевой воды): перхлората, СПАВ,
нефтепродуктов, тяжелых металлов.
Мы заинтересованы найти партнеров в области реальной
экономики,
которые
хотели
бы
создать
пилотную
(экспериментальную, пробную) установку на основе фитотехнологии
для очистки или доочистки загрязненных или недоочищенных вод,
63
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
образующихся на предприятии или в условиях реально действующего
бизнеса.
Мы
заинтересованы
также
найти
партнеров,
осуществляющих очистку вод на обычных сооружениях
биологической очистки (с активным илом), чтобы создать пилотную
фитосистему в виде искусственного водоема (artificial wetland) для
дополнительной очистки вод, выходящих с этих очистных
сооружений; при этом мы полагаем возможным обеспечить снижение
концентраций азота и фосфора.
Библиография:
1. Остроумов С.А. Модельная система в условиях рекуррентных
(реитерационных) добавок ксенобиотика или поллютанта // Ecological
Studies, Hazards, Solutions. 2006. Т. 11. С. 72-74.
2. Остроумов С.А., Соломонова Е.А. Изучение толерантности
макрофита Najas sp. при воздействии додецилсульфата натрия в
условиях рекуррентных добавок в течении периода времени более
двух месяцев // Ecological Studies, Hazards, Solutions. 2005. Т. 10. С. 8687.
3. Садчиков А.П., Кудряшов М.А. Гидроботаника: прибрежноводная растительность. М.: Издательский центр «Академия», 2005.
240 с.
4. Соломонова Е.А., Остроумов С.А. Разработка фитотехнологий
снижения загрязнения водной среды // Ecological Studies, Hazards,
Solutions. 2006. Т. 11. С. 94-99.
5. Эйнор Л.О. Ботаническая площадка - биоинженерное сооружение
для доочистки сточных вод // Водные ресурсы. 1990. № 4. С. 149-151.
6. Соломонова Е.А., С.А. Остроумов. Изучение устойчивости
водного макрофита Potamogeton crispus L. к додецилсульфату натрия
// Вестник Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 2007. № 4. С.39-42. [English
edition: Solomonova E.A., Ostroumov S.A. Tolerance of an aquatic
macrophyte Potamogeton crispus L. to sodium dodecyl sulphate. - Moscow
University Biological Sciences Bulletin [ISSN 0096-3925 (Print) 1934791X (Online)]). 2007. Volume 62, Number 4. p. 176-179].
7. Остроумов С.А., Е.А. Соломонова. Инновационная разработка
экотехнологического подхода к очищению вод: фиторемедиация с
использованием водных макрофитов. Вода: технология и экология.
2008. № 3. стр. 48-56.
8. Остроумов С.А., Е.В. Лазарева. Поверхностное натяжение водных
растворов додецилсульфата натрия в присутствии водных растений. Вода: технология и экология. 2008. № 3. стр. 57-60.
9. McCutcheon S., Schnoor J. 2003. Phytoremediation. WileyInterscience. Hoboken. 987 p.
64
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
10. Ostroumov S.A. 2006. Biological effects of surfactants. CRC Press.
Boca Raton. 280 p.
11. Ostгоumov S.A., S.C.McCutcheon, V.A.Nzengung, D.D.Yifru,
E.A.Manchenko. Plant ecology and phytoremediation: using potential of
some aquatic and terrestrial plants to decontaminate environment //
Abstracts. EURECO 2005. X European Ecological Congress, November 813, 2005, Kusadasi, Izmir, Turkey. META Press, Bornova/Izmir. 2005,
p.171.
12. Ostroumov S.A., D. Yifru, V. Nzengung, S. McCutcheon.
Phytoremediation of perchlorate using the aquatic plant Myriophyllum
aquaticum. — Ecol. Studies, Haz., Sol., 2006, v. 11, p. 25-27.
13. Остроумов С.А. О биотическом самоочищении водных
экосистем. Элементы теории // ДАН. 2004. т. 396. № 1. С.136-141
[translated into Eng.: Ostroumov S.A.On the biotic self-purification of
aquatic ecosystems: elements of the theory. Doklady Biological Sciences,
V. 396, 2004, p. 206–211. [ISSN 0012-4966. Distributed by Springer].
14. Ostroumov S.A. Polyfunctional role of biodiversity in processes
leading to water purification: current conceptualizations and concluding
remarks // Hydrobiologia. 2002. v. 469 (1-3): P.203-204.
15. Бойкова И.Г. В.В.Волшаник, Н.Б.Карпова, В.Г.Печников,
Е.И.Пупырев. Эксплуатация, реконструкция и охрана водных
объектов в городе, М. Изд-во Ассоциации строительных вузов. 2008,
256 с.
65
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 550.4 (26): 550.42
После поступления в воду тяжелых металлов выявлено
неравномерное повышение содержания металлов,
иммобилизованных в биогенном детрите: поиски инноваций в
экоремедиации
Остроумов С.А., Демина Л.Л.
Биологический факультет, МГУ им. М.В.Ломоносова, Ленгоры,
Москва 119991
Faculty of Biology, M.V.Lomonosov Moscow State University, Lengory,
Moscow 119991
Биогенный детрит, образовавшийся за 8 месяцев в экспериментальных
системах (микрокосмах с водными организмами – моллюсками
Viviparus viviparus и растениями Ceratophyllum demersum), содержал
металлы в концентрациях, которые располагались в следующем
убывающем порядке (от более высоких концентраций к меньшим): Fe
> Mn > Zn > Cu > Pb > Cd > Cr. Если в экспериментальный
микрокосм добавляли смесь нескольких тяжелых металлов, то эти
металлы (Fe, Mn, Zn, Cu, Cd, Cr) в осадке биогенного детритного
материала наблюдались в более более высокой концентрации, чем в
контроле. Наиболее заметное увеличение содержания металлов в
детрите в микрокосмах с добавленными металлами произошло для Cd
(превышение концентрации более чем в 3 раза по сравнению с
контролем) и Cr (превышение концентрации более чем в 150 раз по
сравнению с контролем). Новые данные подтверждают недавно
предложенную теорию полифункциональной роли биоты в контроле
качества воды и ее самоочищении (ДАН, 2004, Т.396. С.136-141),
вносят вклад в понимание природных механизмов ремедиации
загрязненных экосистем, представляющих интерес для разработки
практических способов ремедиации, реабилитации и восстанавления
нарушенных водных экосистем.
Итак, впервые одновременно измерены концентрации группы
элементов, включая тяжелые металлы (Fe, Mn, Zn, Cu, Cd, Cr), а также
As, в биогенном детритном осадке, образованном моллюсками и
растениями в условиях микрокосмов при длительной инкубации
методом атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС).
66
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 574.635: 574.632
Остроумов С.А., Котелевцев С.В., Шестакова Т.В., Колотилова
Н.Н., Поклонов В.А., Соломонова Е.А., Головня Е.Г.
Водные макрофиты способствуют снижению измеряемой
концентрации кадмия и других металлов в воде
Ostroumov S.A., Kotelevtsev S.V., Shestakova T.V., Kolotilova N.N., Poklonov
V.A. , Solomonova E.A., Golovnya E.G.
Aquatic macrophytes facilitate a decrease in the measured concentrations of
cadmium and other metals in water
Биологический факультет, МГУ им. М.В.Ломоносова, Ленгоры, Москва 119991
Faculty of Biology, M.V.Lomonosov Moscow State University, Lengory, Moscow
119991
Изучали связанные с ходом времени изменения концентраций
тяжелых металлов в воде экспериментальных систем (микрокосмов) с
макрофитами. Концентрации тяжелых металлов Cd, Zn, Cu, Pb в воде
экспериментальных микрокосмов измеряли методом инверсионной
вольтамперометрии. В микрокосмах инкубировали макрофиты
Ceratophyllum demersum. Методика подробнее описана в [1].
Концентрация кадмия после инкубации с макрофитами уменьшилась
на порядок. Измеряемые этим методом концентрации металлов в
микрокосмах с макрофитами снижались значительно быстрее, чем в
контрольных микрокосмах без водных растений. Сходные эффекты –
ускорение снижения концентраций металлов – обнаружены при
наличии в среде элодеи Elodea canadensis. Особенностью начального
водного раствора смеси металлов, в которой инкубировали
макрофиты, была выраженная токсичность. Токсичность была
показана при тестировании на нескольких видах организмов, включая
цианобактерии и зеленые водоросли.
В чем новизна работы: впервые доказана способность макрофитов (на
примере Ceratophyllum demersum и Elodea canadensis) ускорять
снижение концентраций в воде сразу нескольких тяжелых металлов в
условиях полиметаллического загрязнения водной среды металлами
(Cd, Zn, Cu, Pb), что вносит новый вклад в разработку экотехнологий
и фитотехнологий очищения водной среды.
Литература.
Остроумов С.А., Шестакова Т.В., Котелевцев С.В., Соломонова Е.А., Головня Е.Г.,
Поклонов В.А. Присутствие макрофитов в водной системе ускоряет снижение
концентраций меди, свинца и других тяжелых металлов в воде // Водное хозяйство
России : проблемы, технологии, управление. 2009. No. 2. С. 58-66.
67
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
ФИТОПЛАНКТОН ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ СРЕДНЕГО
КАСПИЯ В 2004 – 2008 ГГ.: ИНВАЗИЙНЫЕ И ТОКСИЧНЫЕ
ВИДЫ
Л.А. Паутова1, В.А. Силкин2, С.В. Востоков1
Phytoplankton of central part of Caspian Sea in 2004-2008:
invasion and toxic species
L.A. Pautova, V.A. Silkin, S.V. Vostokov
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 177997, г. Москва, Нахимовский
проспект, 36, 2ЮО Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 353467,
Краснодарский край, г. Геленджик-7, larisapautova@yahoo.com
1
В центральной глубоководной части Среднего Каспия на 16
станциях полигона с августа 2004 по июль 2008 гг. изучалась
видовая, количественная и пространственно-временная структура
планктонных фитоценозов. В годовом цикле фитопланктона
исследованного района отмечено три максимума численности и
биомассы, формируемых диатомовыми водорослями – весенний
(конец апреля – май), осенний (сентябрь – ноябрь) и зимний (февраль
- начало марта). В эти периоды биомасса сообщества достигала 2,0-5,6
г/м3, максимальные ее значения отмечались во время зимнего
«цветения» центрической диатомовой водоросли Cerataulina pelagica
при температуре 11оС и гомотермии в слое 0-100 м. Летом, при резкой
температурной стратификации, в сообществе фитопланктона
доминировали динофлагелляты из родов Gonyaulax, Lingulodinium и
Prorocentrum (G. spinifera, G. digitale, L. polyedrum, P. scutellum, P.
cordatum).
В периоды весенних и осенних максимумов структура
лидирующего комплекса видов от года к году практически не
изменялась – «цветения» начинались с массового развития
мелкоклеточных диатомовых из рода Chaetoceros (C. subtilis var.
abnormis f. simplex, C. mulleri) с последующим резким увеличением
численности Cerataulina pelagica, Pseudo-nitzschia seriata и
Chaetoceros peruvianus (до 7,0٠105-1,0٠106 кл/л). Последние три вида в
фитопланктоне Каспийского моря фиксируются сравнительно недавно
– C. pelagica и P. seriata с 90-х годов прошлого столетия, а C.
peruvianus приводится нами впервые как новый для Каспийского моря
вид (Паутова и др., 2007).
68
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК
РЕАКЦИЯ 2-ГИДРОКСИ-1,4-НАФТОХИНОНОВ С 2АМИНОБЕНЗАЛЬДЕГИДОМ
Пелагеев Д.Н., Панченко М.Н., Ануфриев В.Ф.
Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН
Природные хиноны и их производные выполняют важную
экологическую роль в химической защите их продуцентов. Ранее
нами было установлено, что 2-гидроксинафтазарины (2,5,8тригидрокси-1,4-нафтохиноны) в реакции с бензальдегидами,
имеющими гидроксигруппу в положении 2 ядра, в условиях мягкого
кислотного катализа, дают производные 7,10-дигидрокси-12Hбензо[b]ксантен-6,11-диона.1
В продолжение этих исследований мы изучили конденсацию 2гидрокси-1,4-нафтохинонов (1) с 2-аминобензальдегидом (2) в
присутствии каталитических количеств Et3NHCl. Было установлено,
что при этом с выходом 70-80 % образуются соответствующие
производные бензо[b]акридин-6,11-диона (3), структура которого
является фрагментом алкалоидов морского происхождения
сампангина и асцидидемина.2
R2
O
O
R2
H
O
OH
N
NH2
R1
1
O
H+
R2
2
O
3
1, 3 R1=R2=H (a),R1=H, R2=OH (b),
R1=OH, R2=H (c), R1=R2=OH (d)
Таким образом, в условиях реакции продукт конденсации
подвергается не только внутримолекулярной гетероциклизации, но и
дегидратации, в результате чего образуется ароматическая структура
бензо[b]акридин-6,11-диона. В случае же 2-гидроксибензальдегидов
продукт присоединяет ещё одну молекулу субстрата.
1
Д.Н. Пелагеев, В.Ф. Ануфриев, Изв. АН, сер. хим., 2008, в печати
69
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
O
R2
R2
O
O
R2
O
O
H
R1
X
X=NH
OH
R1
O
O
R2
X=O
OH XH
R1
O
HO
O
R2
R1
O
H
R
2
O
H
R1
O
H
O
R1
O
R2
O
N
OH
HO
R
1
O
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта № 06-III-B-05131 «Синтез и изучение биологической активности азотсодержащих
производных нафтазарина».
УДК 91.528: 903.48
ГИС В УПРАВЛЕНИИ ПИТЬЕВЫМ ВОДОСНАБЖЕНИЕМ
В.А. Пиотровский
ИГРАН, vapio@mail.ru
GIS in drinking water supply management /V.A.Piotrovskiy/
В рамках проводимого исследования на основе различных
картографических и статистических материалов по Курской области
ведется разработка региональной ГИС по питьевому водоснабжению.
Решение проблемы водоснабжения в нашей стране в настоящее время
является одной из приоритетных задач.
В ходе работы были изучены существующие картографические
источники, ГИС проекты, нормативно-правовая база в данной сфере.
Проведенный анализ позволил сделать вывод о необходимости
создания региональных ГИС (РГИС) по данной социально значимой
проблеме для субъектов Российской Федерации на основе
существующих картографических источников, а также результатов
мониторинга поверхностных и подземных вод. Анализ зарубежного и
российского
опыта
организации
водоснабжения
выявил
целесообразность ориентации таких РГИС на подземные воды, как на
более защищенные и экономически выгодные. Показано, что
основными принципами при построении РГИС должны стать
комплексность, использование современных цифровых топооснов
масштаба 1:200 000, широкое применение административнотерриториального подхода при организации данных (как наиболее
эффективного при решении задач управления), использование
общероссийских классификаторов для ведения фактографической
базы данных. Одной из трех групп задач РГИС данной
направленности, помимо мониторинга и поддержки принятия
70
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
решений, должна стать организация информирования населения о
качестве питьевых вод и его привлечение к оптимизации системы
водообеспечения.
К настоящему моменту разработана принципиальная схема
функционирования РГИС этой направленности, ведутся работы по ее
построению на основе собранного материала, подготовлены к работе
соответствующие листы цифровой топоосновы масштаба 1:200 000,
комплект гидрогеологических, геоэкологических карт.
Итогом работ должна стать разработка оптимальной структуры
РГИС, комплекта карт, рекомендаций по использованию ГИС в
управлении питьевым водоснабжением.
УДК
ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ
ВОД НА ТЕРРИТОРИИ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
Проскурина И.В.
Институт Водных проблем РАН, 119991 Москва, ГСП-1, ул. Губкина, 3
E-mail: vitami@list.ru
Вода необходима человеку для его жизнедеятельности, немалую
роль для водоснабжения населения играют подземные воды.
Опасность загрязнения подземных вод оценивается посредством
изучения их защищенности и уязвимости к загрязнению от
источников, находящихся вне геологической среды, так как
загрязняющие вещества с инфильтрационным потоком достигают
уровень грунтовых вод спустя определенное время.
Анализ техногенной нагрузки на территории Брянской области
дал возможность выделить районы с различным характером
загрязнения окружающей среды: в пределах западного района
приоритетным является загрязнение почв и водных объектов
радионуклидами чернобыльского происхождения, в северной части
области
основными
источниками
загрязнения
являются
промышленные объекты и населенные пункты и наиболее
распространено
загрязнение
тяжелыми
металлами
и
нефтепродуктами.
С использованием модельно-картографического метода оценки
защищенности и уязвимости подземных вод к загрязнению с учетом
вышеприведенной специфики техногенной нагрузки построены
соответствующие карты для Западного и Северного районов Брянской
области.Результаты исследований показали, что в Северном районе
грунтовые воды наименее защищены от загрязнения
71
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
нефтепродуктами, из тяжелых металлов – кадмием, особенно в
восточной части изучаемой территории, где расположены основные
промышленные центры области: Брянск, Фокино, Дятьково, Карачев.
В Западном районе загрязнение стронцием-90 более опасно для
грунтовых вод. Уязвимость грунтовых вод к загрязнению цезием-137
наиболее высока на территории севернее реки Ипуть, в долине реки
Сож и ее притоков.
Полученные предварительные прогнозные оценки развития
процессов загрязнения литосферы и подземной гидросферы
позволяют определить участки, на которых имеет место реальная
опасность ухудшения качества грунтовых вод, которые используются
в качестве источников нецентрализованного водоснабжения
населения.
УДК
АЛКАЛОИДЫ ИЗ МОРСКОЙ ГУБКИ APLYSINA SP. И
ВЕРОЯТНЫЕ ПУТИ ИХ БИОПРЕВРАЩЕНИЙ
Е.А. Санталова, В.А. Денисенко, В.А. Стоник
Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, Владивосток
Как предполагается, морские губки рода Aplysina обладают
механизмом «активированной химической защиты», то есть
способностью к быстрым превращениям накапливаемых ими
неактивных соединений-предшественников в экологически активные
продукты. Так, в одной из последних работ на эту тему было
показано, что повреждение тканей губок рода Aplysina вызывает
расщепление-биоконверсию изооксазолиновых алкалоидов, в т.ч.
аэрофобина-2 (3), хранящихся в специализированных клетках губки, в
(+)-аэроплизинин-1 (4) и диенон (6). Было предположено, что
трансформация
в
поврежденных
клетках
изооксазолинов,
предохраняющих губку от поедания хищниками, в соединения 4 и 6,
обладающие мощной антимикробной активностью, защищает ткани
губки от вероятного проникновения патогенных бактерий.
В продолжение исследования нами химического состава
беспозвоночных Южно-Китайского моря из этанольного экстракта
губки Aplysina sp., показавшего антибактериальную и антигрибковую
активность, были выделены и идентифицированы
изооксазолиновые алкалоиды 1-3, дибромотирозиновые алкалоиды 411 и соединения 12-14 (последние можно рассматривать как
производные гистамина и его гомолога).
72
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
O
O
OCH3
Br
Br
Br
R1 O
Br
Br
Br
OR
Br
Br
HO
N
4
HO
HO
HO
5
OCH3
Br
R2 O
Br
N
HO
6
Br
Br
OCH 3
Br
Br
3
O
N
H
N
O
N
H
N
H
N
NH2
N
H
NH
NH
HN
H
N
HO
HO
HO
O
Br
2
1
O
N
CONH2
7 R= R1 = CH 3
8 R= CH 3 R1 = CH 2 CH 3
9 R= R1 = CH 2 CH 3
10 R2 = CH 3
N 11 R2 = CH 2 CH 3
OCH3
OCH3
Br
HO
CON H2
O
O
HN
NH2
HN
N
O
12
N
HN
13
N
O
N
NH2
H
N
H
N
O
O
NH2
14
N
H
Полученные данные позволяют предположить следующее:
1) в результате ферментативного расщепления алкалоида 2
образуется неизвестный ранее алкалоид 13, относящийся к
чрезвычайно
немногочисленной
группе
имидазо[1,5с]тетрагидропиримидин-5-онов; прежде из данной группы алкалоидов
в природе было обнаружено только соединение 12 из губок рода
Aplysina. По нашим данным, производное 2-амино-гомогистамина 13,
вероятный продукт расщепления аэрофобина-2, также является
неизвестным ранее соединением;
2) соединения 12-14 являются недостающим и неизвестным
ранее типом продуктов энзиматического расщепления алкалоидов 1-3,
соответственно, наряду с дибромотирозинами 4-11 (схема), что
подтверждает наличие в тканях губки механизма биоконверсии
изоксазолинового предшественника.
3) при образовании диенона 6 из бромотирозинового алкалоида
аэроплизинина-1 (4) енолэфирная группа аэроплизинина-1 (4)
гидролизуется быстрее нитрильной, в результате чего образуется
диенон 5, неизвестный ранее промежуточный метаболит. Дальнейшие
продукты превращений, соединения 7-11, являются артефактами из-за
наличия в них остатков метанола и/или этанола, использовавшихся в
процессе выделения.
73
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК
МОРФО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ЭРИТРОИДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГЕМОЛИМФЫ
ДВУСТВОРЧАТОГО МОЛЛЮСКА-ВСЕЛЕНЦА
Anadara inaequivalvis bruguiere 1789
Солдатов А.А., Новицкая В.Н.
Институт биологии южных морей НАН Украины, проспект
Нахимова 2, Севастополь 99011, Крым, Украина, soldatov@yandex.ru
Моллюск Anadara inaequivalvis Bruguiere (семейство Arcidae L.)
широко распространен в Индийском и Тихом океанах. В Средиземное
море попал из Адриатики в 1969 году, где быстро распространился. В
1980-1982 годах был обнаружен и в Черном море, где с течением
времени стал массовой формой. A. inaequivalvis является эвритермным
и эвригалинным видом, легко переносит гипоксические и
аноксические
условия.
Гемолимфа
моллюска
содержит
эритроцитарный гемоглобин, что отличает ее от других видов
черноморских двустворок.
Клетки гемолимфы получали из мантийной жидкости в момент
вскрытия
створок.
Концентрацию гемоглобина определяли
гемиглобинцианидным методом, число эритроцитов подсчитывали в
камере Горяева, гематкритную величину оценивали путем
центрифугирования образцов в специальном гематокритном роторе.
На основании полученных значений рассчитывали эритроцитарные
индексы: среднеклеточное содержание и концентрацию гемоглобина
(МСН, МСНС), среднеклеточный объем (MCV). Клеточную массу
мантийной жидкости трижды отмывали в изотоничном растворе NaCl
(0.85 %) путем центрифугирования (3500 об мин-1 в течение 15
минут). Затем изготавливали мазки, которые окрашивали по
комбинированному методу Паппенгейма. На мазках оценивали
линейные
характеристики
эритроцитарной
массы
и
ее
морфологические особенности.
Зрелые эритроидные элементы гемолимфы моллюска имеют
слегка эллипсоидную форму. Большой и малый диаметры клетки
составляют 14.5+0.1 и 12.8+0.2 мкм соответственно. Клетки крупные.
Среднеклеточный объем (MCV) равен 819.1+26.3 мкм3. Цитоплазма
ацидофильная и содержит высокий уровень гемоглобина. Величина
МСН составляет 180.6+7.9 пг
При этом среднеклеточная
концентрация гемоглобина (МСНС) сравнительно низкая и
соответствует значениям известным для других систематических
групп организмов – 22.1+0.8 %.
74
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Эритроидные элементы моллюска содержат ядро. Оно
небольшое, имеет эллипсоидную форму. Большой и малый диаметры
его составляют соответственно 4.25+0.03 и 3.57+0.04 мкм.
Содержимое ядра компактное с высоко концентрированным
хроматином, цвет резко базофильный, что свидетельствует о низкой
функциональной активности данной структуры. Используя формулу
эллипсоида вращения, рассчитали объем ядра, который составил
28.3+0.7 мкм3. Индекс – объем ядра/объем клетки, был равен
0.035+0.001. Столь низкие значения индекса также отражают низкую
функциональную значимость ядра в зрелых эритроидных элементах
моллюска.
Отличительной чертой эритроцитов гемолимфы анадары
явилось наличие базофильной зернистости. Зерна размером 0.33-0.66
мкм располагались вблизи ядра в количестве 41.9+0.7 единиц на
клетку. Функциональное назначение этих структур пока не ясно и
может быть определено с привлечением методов электронной
микроскопии.
Для эритроидных элементов моллюска отмечены случаи
кариорексиса и присутствие в гемолимфе безъядерных клеток. Число
таких событий не велико и составляет соответственно 0.76+0.26 и
1.8+0.2 % от всей эритроцитраной массы клеток гемолимфы.
Одновременно отмечены и случаи амитотического деления клеток.
Они проявлялись в наличии двойной перетяжки объема клетки при
сохранении структуры ядра или присутствии клеток с двумя ядрами.
Как и в предыдущем случае количество таких событий было невелико
и не превышало 1.5 % от клеточной массы мазка гемолимфы.
УДК 535.372
БИОТЕСТИРОВАНИЕ ЭЛЮАТОВ ИЗ МОДЕЛЬНЫХ
ПОЧВОГРУНТОВ С ИЗБЫТОЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ
ФОСФОРНО-КАЛИЙНЫХ КОМПОНЕНТОВ.
Тимофеев М.А.1, Попутникова Т.О.1, Еськов А.П.2, Терехова В.А.3
1
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, letap-msu@mail.ru
2
Институт медицинской техники,
3
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН
Вынужденное применение искусственных почвогрунтов для
благоустройства территории городов – одна их наиболее
существенных причин «зарастания» (эвтрофирования) городских
водоемов. Зачастую в изготовлении искусственных грунтов
используются компоненты, содержащие избыточные количества
75
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
биогенных элементов, прежде всего фосфорные и
соединения. При выпадении осадков на такие почвогрунты
калий вымываются с внутригрунтовым стоком. Их
концентрация может оказывать негативное воздействия
сопредельных водных экосистем (рис. 1).
калийные
фосфор и
высокая
на биоту
Рис. 1. Схема движения воды через насыпной грунт
В связи с этим встает вопрос о максимально допустимых
уровнях содержания фосфора и калия в искусственных грунтах, не
приводящих к негативным последствиям, а за ним и вопрос о
контроле качества грунтов. Для получения «ответов» проводилась
данная работа. Она состояла из 2х этапов:
– получение водных стоков из модельных почвогрунтов с разными
концентрациями фосфора и калия;
– оценка токсичности биологическими методами.
Для выполнения 1го этапа использовались лизиметрические
установки, позволяющие собирать водные растворы пропитывающие
толщу исследуемого грунта (рис 2.)
Рис. 2. Схема лизиметрической установки
В ходе второго этапа с целью определения опасности элюатов для
живого применялись 2 биологические тест-системы:
– биотестирование по смертности ракообразных - Daphnia magna;
– определение цитотоксичности in vitro по подвижности половых
клеткок крупного рогатого скота.
76
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Первый биотест характеризует токсичность для самых слабых
компонентов экосистемы, второй – токсичность для млекопитающих,
в том числе для человека. Использование разных биотестов позволило
оценить ситуацию как с экологической позиции (1ая тест-система),
так и с санитарной (2-ой биотест).
В результате были установлены границы нетоксичных
концентраций фосфора и калия в элюатах, также был отмечен разный
характер вымывания этих элементов из профиля. Кроме того, были
определены ориентировочные границы содержания подвижного
фосфора в самих почвогрунтах, не приводящие к появлению
токсичных стоков.
Таким образом, показано, что процесс вымываемости калия и
фосфора
из
почвогрунта
характеризуется
сложными
закономерностями, а избыточное содержание этих элементов
представляет несомненную опасность для обитателей водоемов.
Полученные в работе данные могут быть использованы при
производстве искусственных почвогрунтов, а также в санитарном и
экологическом контроле их качества.
Данное исследование является составной частью более
масштабного проекта, в рамках которого исследуются области и
способы применения методов биотестирования для целей
мониторинга состояния окружающей среды.
УДК
СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЁЛЫХ
МЕТАЛЛОВ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ВОДОХРАНИЛИЩ
Толкачёв Г.Ю.
ИВП РАН
Валовое содержание тяжёлых металлов в донных отложениях
является важным показателем, однако оно ещё не говорит о
возможном выходе ТМ из ДО в воду и вторичном загрязнении водных
масс. По материалам летней съёмки 2002 г. оценивалось содержание и
масса растворённых форм ТМ в 10-сантиметровом слое ДО в
Иваньковского водохранилища. Для изучения сезонной динамики
(июнь 2001 – май 2002) были выбраны 2 характерных участка
Иваньковского водохранилища: один на фарватере речного участка
(створе д. Плоски); другой - на Шошинском плёсе, который можно
рассматривать как большой залив с замедленным водообменом.
77
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Сравнение массы ТМ в твёрдой фазе и поровом растворе ДО
показывает, что доля запасов ТМ в поровом растворе в летний период
незначительна. Роль порового раствора в процессах вторичного
загрязнения водных масс водохранилища не ограничивается запасами
растворённых элементов. Часть ТМ, закреплённая в твёрдой фазе ДО,
в определённых условиях переходит в поровый раствор и далее в
водную массу, и переход ТМ из ДО в водную массу осуществляется
транзитом через поровый раствор, являющийся «миграционным»
каналом.
Необходимо отметить высокое содержание суммы подвижных
соединений в твёрдой фазе ДО практически для всех изучаемых
элементов. Характерно, что независимо от степени подвижности, по
сезонам
года
происходит
изменение
соотношения
форм
микроэлементов в твёрдой фазе.
Из рассчитанных статистических характеристик следует, что
наибольшей изменчивостью отличаются подвижные формы
изученных микроэлементов. Обращает внимание очень низкие
значения
коэффициента
вариации
для
малоподвижных
(кристаллических) форм.
Можно сделать вывод, что именно
изменение содержания ТМ в подвижных формах способствует
изменению их валового содержания в ДО. Необходимо подчеркнуть,
что все подвижные формы могут участвовать в процессах
массопереноса в системе "твёрдая фаза–поровый раствор–вода".
Изменение масс элементов в 10-см слое ДО по сезонам характерно не
только для ионообменных форм существования, но и для всех
остальных подвижных форм.
Такие элементы, как Zn, Cu, Cr, Ni, Cd преимущественно
выносятся из ДО в водную массу в виде растворённых соединений.
Наиболее масштабный вынос наблюдается у Zn, Cr, Cu в Волжском и
Иваньковском плёсах, отличающихся значительной проточностью.
78
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 597-18+597-13 : 639.31-97
ОСОБЕННОСТИ ГАМЕТОГЕНЕЗА СТЕРЛЯДИ В УСЛОВИЯХ
ТЕПЛОВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА
Е.А. Чертихина (Дмитровский филиал Астраханского государственного
технического университета) 141821, Московская область, Дмитровский район, пос.
Рыбное Телефакс: 994-97-12, 993-79-51. E-mail: dfagtu@mail.ru, kafvba@mail.ru,
О.П. Мелехова (д.б.н., кафедра эмбриологии Московского государственного
университета им. М.В. Ломоносова) 119991, Москва, Ленгоры, биологический
факультет. E-mail: Muffs2003@mtu-net.ru
PARTICULIARITIES OF GAMETOGENESIS IN STERLET UNDER
CONDITIONS OF A WARM-WATER FISHFARM
E.A. Chеrtikhina, O.P. Melekhova
В процессе изучения гаметогенеза стерляди (Acipenser ruthenus
Linnaeus, 1758) в условиях тепловодного индустриального хозяйства
КЗТО (Конаковский завод товарного осетроводства) при Конаковской
ГРЭС, проводимого в течение 10 лет, мы отметили, что при
благоприятном температурном режиме темп гаметогенеза ускоряется.
Температурный режим воды в бассейнах Конаковского завода
характеризуется зимними и летними перепадами, что способствует
синхронному созреванию производителей. Ежегодный половой цикл
практически у всех самок маточного стада (не первый раз
участвующих в нересте) завершается синхронно. Уже в сентябре
ооциты в яичниках достигают IV стадии зрелости.
На ранних стадиях зрелости гонад у некоторых самок заметна
асинхронность в развитии ооцитов, которая проявляется в различной
степени зрелости половых клеток. Более развитые, но единичные
клетки впоследствии подвергаются резорбции, а плодовитость рыб
обеспечивают те ооциты, которые созревают синхронно.
Таким образом, на созревание рыб в теплых водах наиболее
важное влияние оказывает не только температура воды, но и
изменение её в течение года, что в природных условиях обеспечивает
биологическое разнообразие отдельных популяций. Поэтому в
индустриальных хозяйствах для оптимизации условий созревания
необходимым условием является соответствующее изменение уровня
температур.
79
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК
РАЗНООБРАЗИЕ СВОБОДНОЖИВУЩИХ НЕМАТОД
МЕЙОБЕНТОСА МАНГРОВОЙ ЛИТОРАЛИ ЮЖНОГО
ВЬЕТНАМА
А.В. Чесунов1, В.О. Мокиевский2, Нгуен Зуй Тоан3, Чан Кианг Нгок3
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Биологический
факультет, 119991, г. Москва, AVTchesunov@yandex.ru
2)
Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук, г. Москва
3)
Совместный российско-вьетнамский тропический научно-исследовательский и
технологический центр, Приморское отделение, г. Нячанг, Вьетнам
1)
Цель работы – оценка общего видового разнообразия и
пространственной структуры сообществ нематод в мангровых
сообществах залива Нячанг.
Пробы собраны в апреле 2008 г. на сильно нарушенном участке
литорали в эстуарии реки Бе на трёх участках в 2-3 м друг от друга,
различных по гранулометрии и микротопографии осадка: (I) без
древесной растительности, с норками крабов Uca sp.; (II) среди
воздушных корней мангров Avicennia sp.; (III) среди корней мангров
Rhizophora sp. В каждом из биотопов собрано три пробы, площадью 3
см2. В каждой пробе отдельно обработаны два слоя – поверхностный
(0-1 см) и нижний (1–4 см).
Суммарная плотность многоклеточного мейобентоса 244000735000 экз/м2. Во всех пробах доминировали нематоды (90-95% всего
мейобентоса). Всего выявлено 50 видов нематод. По набору и
соотношению видов участки I и II сходны, тогда как III участок более
сильно отличается. Более 90% всех особей нематод сосредоточены в
слое осадка 0-1 см; в глубинных слоях осадка более рассеянное, но
своеобразное сообщество из нескольких видов с нитевидным телом.
Для адекватного представления о плотности населения, видового
богатства и структуре разнообразия в пределах одного биотопа
достаточно 4-5 проб площадью 3 см2.
Перспективная цель проекта – исследование сообществ нематод
как возможного показателя состояния мангровых сообществ ув
условиях антропогенного загрязнения.
Работа выполнена в Совместном Российско-вьетнамском
тропическом научно-исследовательском и технологическом центре, г.
Нячанг, Вьетнам.
80
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 551.465
РАСТВОРЕННОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
ОТШНУРОВАННЫХ ОЗЕР КАНДАЛАКШСКОГО ЗАЛИВА
Чуркин В.С., Поняев М.С., Лазарева Е.В., Горшкова О.М.
МГУ им. М.В.Ломоносова, ИО им. П.П.Ширшова РАН,
elasareva@ya.ru, olgagorshkova@list.ru
Проведено исследование растворенного органического вещества
(РОВ) для отшнурованных озер Кандалакшского залива Белого моря
на территории Биологической станции МГУ (ББС). Пробы были
отобраны во время экспедиции института океанологии в конце
августа - начале сентября 2008 г. Сорг РОВ и общий азот (N общ.)
определял студент геологического факультета М.С. Поняев в
лаборатории химии океана ИО РАН на TOC анализаторе Shimadzu.
№ Станции
Сорг мгС/л
1
2
3
4
5
6
7
8
N общ.мгN/л
25
9,86
27,2
16,2
11,9
14,9
21,9
20,8
C/N
0,571
0,399
0,59
0,484
0,276
0,323
0,509
0,306
43,78284
24,71178
46,10169
33,47107
43,11594
46,13003
43,02554
67,97386
РОВ и его коллоидная форма КОВ (наночастицы РОВ 200-5
нм) в пробах: 2 – озеро Верхнее, 4 – Кисло-сладкое озеро, 5 - Черная
речка, 7 – Бухта биофильтров, вода у речной перемычки были
исследованы более детально в учебно-научной эколого-аналитической
лаборатории кафедры рационального природопользования студентом
географического факультета МГУ В.С.Чуркиным.
№
2
4
5
7
РОВ=2Сорг
мг/л
19,72
32,4
23,8
43,8
ГК
мг/л
3,1
9,8
8,4
3,1
100Д/2Сорг
ГК% Д 260нм Д 270нм 260нм
15,7
0,112
0,101
5,7
30,2
0,281
0,252
8,7
35,3
0,236
0,215
9,9
7,1
0,101
0,091
2,3
100Д/2Сорг
270нм
5,1
7,8
9,0
2,1
КОВ было определено методом мембранной фильтрации с
использованием ядерного микрофильтра 200 нм и ультрафильтра
УАМ-50 «Владипор». Для отшнурованного озера Верхнее КОВ
составляет 47% от РОВ. Гидрохимические особенности прибрежных
водоемов и показатели ферментативной деструкции РОВ в районе
ВВС были подробно исследованы ранее Шапоренко и др.[1].
С.И.Шапоренко, Г.А.Корнеева, А.Н.Пантюлин, Н.М.Перцева, Водные
ресурсы, 2005, 32, №5, с.517-532.
1
81
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
УДК 535.372
СПЕКТРАЛЬНЫЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА РАЗЛОЖЕНИЯ
ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ
МИКРОМИЦЕТОВ
Шубина Д.М.1, Пацаева С.В.1, Терехова В.А.1,2, Федосеева Е.В.1,3
1
МГУ им. М.В. Ломоносова, spatsaeva@mail.ru, 2Институт проблем экологии и эволюции
им.А.Н.Северцова РАН, 3Иркутский государственный университет, letap-msu@mail.ru
интенсивность флуоресценции, отн. ед.
Исследование спектральных характеристик гуминовых веществ под
действием микромицетов (микроскопических грибов) представляет интерес
для оценки вклада этой группы биоты в превращение органической
материи, включая токсичные гуматы, в водных и
наземных экосистемах. В работе изучали воздействие 6 видов грибов на
спектры поглощения и флуоресценции водного раствора гумата калия.
Культуры микромицетов с различающейся окраской колоний (с мицелием
черного и коричневого цвета и апигментные культуры) выращивали в
жидкой среде Чапека с добавлением гумата калия и без него;
культуральную жидкость фильтровали через фильтр «белая лента».
Спектры флуоресценции измеряли на флуориметре Solar CM2203, спектры
поглощения – на спектрофотометре PE Lambda 35.
Спектры флуоресценции, возбуждение на 270 нм
раствор гумата калия, 0,02 г/л
культуральная жидкость Сl. cladosporioides
культуральная жидкость Сl. cladosporioides,
выращенного с добавлением гумата
4
2
0
300
350
400
длина волны, нм
450
500
Сравнение спектров флуоресценции раствора гумата калия и
культуральной жидкости микромицетов, выращенных с добавлением
гумата калия и без него, показывает, что воздействие грибов на полосу
флуоресценции гуминовых веществ (max=500 нм) проявляется в сдвиге в
более коротковолновую область (max=450 нм). Наиболее четко это
выражено у темноокрашенных штаммов (Cladosporium cladosporiodes).
Подобные изменения свидетельствуют о разложении сложных гуминовых
комплексов на более простые органические структуры. Полученные данные
подтверждают участие микромицетов в процессах трансформации
гуминовых веществ (Blondeau, 1989; Gramss et al., 1999), что может
служить основанием для их использования с целью детоксикации высоких
концентраций гуматов в природных и антропогенных средах.
82
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
О новых книгах
Бойкова И.Г., В.В.Волшаник, Н.Б.Карпова, В.Г.Печников,
Е.И.Пупырев. Эксплуатация, реконструкция и охрана водных
объектов в городе, М. Изд-во Ассоциации строительных вузов. 2008,
256 с.
Рецензируемая книга посвящена проблемам устойчивого использования,
сохранения и восстановления городских водных объектов.
Книга, написанная авторитетными специалистами, состоит из 11 разделов и
включает 14 приложений.
1. В отдельных разделах книги освещены следующие важные темы: городское
водопользование;
2. Нормирование качества природных и сточных вод;
3. Состав и особенности водного фонда города;
4. Признаки классификации городских водных объектов;
5. Комплексная экологическая оценка состояния малых рек и водоемов;
6. Градоформирующая роль рек и речных долин;
7. Модель коллекторно-речной сети и составление балансовых схем;
8. Принципы управления водным фондом;
9. Методы реабилитации водных объектов;
10. Использование информационных технологий для управления, эксплуатации и
реконструкции объектов водного хозяйства города;
11. Водоохранное законодательство.
В 9-м разделе
есть важный подраздел 9.9, в котором подробно
анализируются инженерно-биологические методы активизации процессов
самоочищиения в водных объектах (с.126-138), где изложены гидроботанические
методы очистки загрязненных вод (с. 126-135), в том числе методы создания
макрофитных биоплато. Отмечены достоинства гидроботанического метода,
низкая стоимость очистки (в 10 раз ниже, чем действующие промышленные
способы) (с. 127), эффективность при окислении нефтепродуктов (с.129), описаны
секционное устройство биоплато (с.130), управление паводковыми водами,
эффективность очистки воды (с.132).
В отдельных приложениях освещены проекты эксплуатации и
реконструкции конкретных водных объектов (р. Яузы; пруда Московского
зоопарка; прудов Лефортовского парка г. Москвы; р. Чермянка); Целевая
долгосрочная программа восстановления малых рек и водоемов Москвы на
период до 2010 года; показатели и нормативы качества проточных и непроточных
вод; классификация поверхностных вод и их качества и другие важные вопросы.
Книга содержит большой, современный и тщательно систематизированный
материал и безусловно принесет пользу специалистам и студентам многих
специальностей. Книга заслуживает переиздания.
С.А.Остроумов, доктор биол. наук; В.А.Зимнюков, кандидат техн. наук,
доцент; Зворовская М.И., канд.техн.наук, доцент – члены Академии
водохозяйственных наук
83
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
INVITATION TO SUBMIT YOUR ACHIEVEMENTS TO THE
NEW EDITION:
Discovery and Innovation Database
The goal of the new edition is to provide a concise data on new
discoveries and innovations available for using and commercialization. If
you want to submit your material, you are expected to send the following:
1) Your name; 2) your address including mail and email addresses;
3) the title of your discovery that should be short and understandable to
educated layman; 4) the short statement that claims what is new and what is
made for the first time. E.g., you may write: “The first evidence is found
that….; or “We discovered that…”; or “This is the first confirmation of the
hypothesis that…”. Vague statements without clear indication in simple
language what is new and what is for the first time will not be accepted.
5) A short clear explanation of technical terms, if any, that were used in
your statement. 6) One reference to your publication (if any) providing
details of your discovery. 7) Two names of persons who are ready to
confirm that your statement is correct. All this information including the
names of those who are your confirmators or referees will be published.
The editor may comment your statement indicating the prospects of
practical application of your discovery. The editor may not publish your
material without explanations.
Our goal is to organize publishing a short and clear summary of
current discoveries. The need for this edition is based on the fact that the
majority of existing editions publish too vague publications, in which the
discovery, if any, is lost among too massive information or less significant
details.
Send your submission to: ar55[at]yandex.ru. S.A.Ostroumov
ПРИГЛАШЕНИЕ ПРЕДСТАВИТЬ ВАШИ ДОСТИЖЕНИЯ ДЛЯ
ПУБЛИКАЦИИ В НОВОМ ИЗДАНИИ:
«Discovery and Innovation Database»
Цель нового издания состоит в том, чтобы кратко представить
данные о новых открытиях и инновациях, доступных для
использования и коммерциализации. Если вы хотите представить ваш
материал, то отправьте на указанный ниже электронный адрес
следующее:
1) Ваше имя (полностью ФИО), причем просьба продублировать
на английском языке; 2) ваш адрес, включая почту и адрес
электронной почты; 3) название вашего открытия, которое должно
быть коротким и понятным для образованного человека -
84
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
неспециалиста; 4) краткую формулировку, что является новым и что
делается впервые. Например, вы можете написать: «Впервые доказано
(или впервые установлено), что ....» или «Мы обнаружили, что ...»
или «я дал первое подтверждение гипотезы о том, что ...». Просьба
продублировать эту формулировку на английском языке. Неясные
заявления без четкого указания на то, что именно является новым, и
на то, что именно сделано вами в первый раз, не будут приняты; 5)
краткое четкое объяснение технических терминов, если таковые
имеются и используются в вашем заявлении; 6) одну ссылку на вашу
публикацию (если есть), содержащую детали или подробную
информацию о вашем открытии; 7) Два имени специалистов, которые
готовы подтвердить, что ваше утверждение верно. Вся эта
информация, включая имена тех, кто подтверждают ваше
утверждение, будет опубликована, если редактор решит публиковать
ваш материал. Редактор может комментировать ваше заявление с
указанием перспектив для практического применения в вашей
открытий. Редактор может публиковать или не публиковать материал
без объяснений.
Цель планируемого издания состоит в том, чтобы попытаться
организовать публикацию короткой и четкой информации о
нынешних открытиях. Потребность в этом издании велика ввиду того
факта, что большинство существующих изданий публикуют большие
по объему или слишком расплывчатые публикации, в которых
открытие, если таковое вообще имеется, теряется среди слишком
обильного потока информации или менее значительных деталей.
Планируемое издание будет отличаться от других изданий
краткостью.
Присылайте ваши материалы: ar55 [at] yandex.ru.
С.А.Остроумов
85
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Юбилеи
Надежда Борисовна Прохорова
Надежда Борисовна окончила УПИ, окончила аспирантуру,
защитила диссертацию на соискание учен. степеней канд. технических
наук и доктор экон. наук, стала профессором кафедры «Водное
хозяйство и технологии воды» УГТУ-УПИ и директором Российского
научно-исслед. Ин-та комплексного использования и охраны водных
ресурсов (ФГУП РосНИИВ).
Внесла
вклад
в
развитие
методологии
управления
водохозяйственной и водоохранной деятельностью, в подготовку
концепции гос. политики в сфере использования, восстановления и
охраны водн. ресурсов России, составление водохозяйственн.
программ использования и охраны водного фонда страны, в
документы нормативной, правовой и нормативно-методической основ
функционирования гос. органов управления водн. фондом, в
разработку Гос. программы «Экологич. безопасность России», Нац.
программы «Вода России – ХХI век», ведомственн. целевых программ
Федеральн. агентства водных ресурсов, отраслевой программы
Комитета по водному хоз-ву Российской Федерации «Воды России».
Член координационн. совета по реализации программ
обеспечения населения России питьевой водой, член НТС
Росводресурсов, председатель
диссертационного
совета
по
присуждению ученой степени доктора наук при РосНИИВХ, академик
Уральского отделения экологической академии. Автор более 200
научных трудов, в т. ч. соавтора 5 монографий. Подготовила 5
кандидатов наук. Член правления Европейск. центра восстановления
рек, руководитель российс. части Российско-Нидерландского проекта
по
разработке
системы
интегрированного
управления
водохозяйственной деятельностью. За разработку и внедрение новых
технологий, инструментов в сфере управления водным хозяйством
награждена знаком «Отличник водного хозяйства» РФ и серебряными
медалями Всероссийского выставочного центра. Лауреат премии им.
В.Н. Татищева и Г.В. Де Генина за серию монографий «Водные
ресурсы России», присвоено звание «Заслуженный эколог Российской
Федерации», награждена медалью отличника Всероссийского проекта
«Эффективное управление кадрами».
От души желаем доброго здоровья и просим принять от Ваших
московских коллег и друзей сердечные поздравления с юбилеем.
86
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
Потери науки
Кудряшов Михаил Александрович (1946-2009)
После тяжелой болезни ушел из жизни Михаил Александрович
Кудряшов. Миша родился 12.4.1946 в московской интеллигентной
семье, закончил биолого-почвенный факультет Московского
государственного университета им. М.В.Ломоносова по кафедре
геоботаники. Защитил диссертацию на соискание ученой степени
кандидата биологических наук. Работал как специалист, в том числе в
Министерстве высшего и среднего специального образования РСФСР.
Создал и возглавил Ассоциацию ботанических садов России. Михаил
Александрович был уникальным специалистом в области изучения
высшей водной растительности, автором и соавтором интересных и
полезных обобщающих книг по гидроботанике. Эти книги еще долгое
время будут служить делу образования и высшей школы в нашей
стране и многих других странах, где используют научную и учебную
литературу на русском языке.
Михаил Александрович был честным, глубоко порядочным,
добрым и деликатным человеком. При всей своей интеллигентности и
мягкости, он был всегда готов прийти на помощь и позаботиться о
ближнем. При том, что это выражение стало редким и почти не
употребляется в наше время, он был человеком благородной души.
Мир биологов и выпускников биологического факультета потерял
сотоварища, а отечественная биология – ценного и уникального
специалиста в важной области науки. Коллеги и друзья будут долго, с
теплом и уважением помнить Мишу Кудряшова.
87
Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.14
Editors S.A. Ostroumov, S.V. Kotelevtsev, O.M. Gorshkova
О почетном звании «Водный эколог года»
В продолжение традиции, начатой в 1999 г., на конференции
был завершен процесс выдвижения и рассмотрения кандидатур для
участия в рейтинге и присвоения почетного звания "Водный эколог
года". Финалистами стали двое ученых: Бухарин О.В. (член-корр.
РАН, профессор МГУ им. М.В.Ломоносова и директор Института
клеточного и внутриклеточного симбиоза РАН, автор многих
публикаций по экологии, разработал новые идеи и опубликовал книги
об экологически значимых ассоциациациях организмов в водной
среде, что позволяет более глубоко понимать теоретические и
практические проблемы водной экологии; см. Ecol.Stud.Haz.Sol. 2009,
т.13, C. 186-187) и Романкевич Е.А. (Институт океанологии РАН,
автор работ о геохимии и биогеохимии углерода; сделал новые
балансовые расчеты углеродного и карбонатного цикла в Мировом
океане; расчеты важны для понимания глобальных изменений в
окружающей среде, правильных прогнозов глобального потепления;
см.
Ecol.Stud.Haz.Sol.
2009,
т.13,
C.189).
О.В.
Бухарину
и
Е.А. Романкевичу присвоено почетное звание "Водный эколог года".
Поздравляем Олега Валерьевича и Евгения Александровича с еще
одним свидетельством признания заслуг перед наукой.
88