БИОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Градова Н.Б. Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия. gradova_nb@mail. ru
BIOSAFETY OF BIOTECHNOLOGICAL PRODUCTION FOR ENVIRONMENT Gradova N.B. Биотехнологические производства являются источниками эмиссии биологического фактора, компоненты которого тождественны продуктам, циркулирующим в потоке углерода в природе, что определяет необходимость использования специфических методов биоиндикации и биотестирования их воздействия на экосистемы.
Разработанная система почвенного мониторинга биотехнологических производств была апробирована при импактном почвенном мониторинге пяти крупнотоннажных заводов по производству дрожжевой биомассы как длительно (более 15 лет) действующих источников эмиссии разной мощности. Система основана на сравнительной оценке индикационных показателей состояния почвы, отобранной по разработанному экологическому профилю на основании расчёта рассеивания техногенного фактора и расчётной области максимальной концентрации биоаэрозолей. Индикация загрязнённости почв проводилась по функциональной реакции микробного комплекса: фитотестирование, определение общесанитарного показателя, включающего структуру почвенного микробоценоза (количество грибов, соотношение общего количества бактерий к споровым формам), влияние на выживаемость Echerichia coli. Протеолитическую активность, биодеградационную способность по отношению к фактору и самоочищающую способность почвы определяли при использовании биомассы, меченой 14С. Определена скорость деградации изучаемых загрязнителей. Для выявления зоны наибольшего загрязнения и зоны риска в случае увеличения поступления загрязняющих веществ использовали метод функциональной добавки, привнесение техногенного фактора в образцы почвы, отобранные по экологическому профилю, на уровне действующей концентрации 0.01 г/г, что было определено в лабораторных исследованиях. Для тестирования загрязнения почв живыми клетками дрожжей рода Candida, широко используемых в биотехнологических процессах, использовали иммуноглобулиновый эритроцетарный диагностикум. Полученные результаты являются основой для обоснования предельно-допустимой экологической нагрузки биологического фактора биотехнологических производств на почву. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ВОД Григорьев Ю.С, Шашкова Т.Л., Стравинскене Е.С. Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия. gr2897@gmail.com INSTRUMENTAL METHODS OF WATER TOXICITY Grigoriev Yu.S., Shashakova T.L., Stravinskene E.S. В настоящее время для биотестирования природных и сточных вод разработан достаточно широкий набор методик. Вместе с тем, большинство из используемых в России и за рубежом методик биотестирования не обеспечены комплексом аппаратуры для создания стандартных условий работы с тест-организмами и автоматизации самого процесса измерения. Без такого оборудования трудно добиться хорошей воспроизводимости результатов токсикологического анализа. В связи с этим в СФУ разработаны новые методы и аппаратура для биотестирования токсичности различных вод и отходов. Применение высокопродуктивного штамма водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris Beijer) позволило существенно сократить продолжительность анализа. Для наращивания тест-культуры водоросли в контролируемых условиях созданы компактные культиваторы. Токсический эффект на водоросль определяется по разнице прироста численности клеток в тестируемых пробах воды по сравнению с контрольной водой. На этой основе разработана методика биотестирования с длительностью анализа токсичности вод и отходов 22 ч. В качестве рачковых тест-объектов были взяты дафнии (Daphnia magna Straus) и цериодафнии (Ceriodaphnia affinis). Для работы с ними были созданы климатостаты, которые поддерживают необходимую температуру и световой режим при выращивании культур рачков. Сам процесс биотестирования (48 ч) выполняется в устройствах экспонирования рачков, обеспечивающих активный газообмен с внешней средой. В целях экспрессного выявления токсичности вод был использован разработанный нами метод регистрации относительного показателя интенсивности замедленной флуоресценции (ОПЗФ) водоросли хлорелла. Данный показатель может быть измерен в течение нескольких секунд, выделяя до 100 градаций состояния тест-организма.
Для реализации метода был изготовлен флуориметр, который в автоматическом режиме может анализировать на токсичность до 24 образцов. С учетом пробоподготовки длительность анализа разработанной методики биотестирования токсичности вод и отходов по изменению ОПЗФ водоросли хлорелла не превышает 1.5 ч. Созданные методики биотестирования вод аттестованы для целей государственного экологического контроля в РФ. На разработки получено 5 патентов России. В настоящее время СФУ успешно коммерциализирует свои разработки в Российской федерации и ищет партнеров для организации такой работы в других странах. МИКОИНДИКАЦИЯ РАДИОЦЕЗИЕВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ УКРАИНСКОГО ПОЛЕСЬЯ Гродзинская А.А.1, Сырчин С.А.2 1 Институт ботаники им. Н.Г. Холодного НАН Украины, Киев, Украина. agrodz@ukr.net 2 Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К.Заболотного, Киев, Украина MY COINDICATION OF RADIOCESIUM CONTAMINATION OF UKRAINIAN POLES’YA Grodzinskaya A.A., Syrchin S.A. The Chernobyl catastrophe is unprecedented both the territory of radioactive contamination and by intensity of doses absorbed by biota objects. Even 26 years after the accident radioactive contamination of mushrooms is quite significant, in some cases reaching very high levels, creates human health problems resulting from their nutritional and medicinal use. The capacity of mushrooms to be concentrators of heavy metals and radionuclides of natural and technogenous origin is well documented in literature (Gruter, 1971; Haselwandter, Berreck, 1989; Bakken, Olsen, 1990; Dighton, Horrill, 1991; Yoshida, Muramatsu, 1994, Wasser et al., 1995; Steiner et al., 2002; Skwarzek, Jakusik, 2003; Ban-nai et al., 2004; Mietelski et al., 2010 etc). 137Cs activity in mushroom samples from the Exclusion zone reached millions of Bq/kg d.w. (Grodzinskaya et al., 2001, 2007, 2012). A strong argument in favor of use of mushrooms as bioindicators is a clear prevailance of 137Cs contamination for the whole post-Chernobyl period in some mushroom species relative to forest litter (by several to thousands times), which, in turn is the main radionuclides depot. The conducted investigations (1990-2012) on wild mushrooms of Ukrainian Poles’ya made it possible to single out species with hyper-accumulative ability. Among them there are certain mycosymbiotroph species of - Cortinariaceae [Cortinarius spp., Rosites caperata (Pers.) P. Karst., Hebeloma crustuliniforme (Bull.) Quel.], Russulaceae (Lactarius spp.), Boletaceae [Boletus spp., Leccinum scabrum (Bull.) Gray, Tylopilus felleus (Bull.) P.Karst.], Suillaceae (Suillus spp.), Paxillaceae [Paxillus involutus (Batsch) Fr.], Bankeraceae (Sarcodon imbricatus (L.) P.Karst.), Gomphidiaceae [Gomphidius glutinosus (Schaeff.) Fr. and G. rutilus (Schaeff.) S. Lundell], and Hydnaceae families (Hydnum repandum L.). Widely spread and common species in Ukraine L.rufus (Scop.) Fr. and P. involutus may be regarded as the most convenient bioindicators since inedibility of the first and toxicity of the second allow to reduce the influence of the antropogenic factor in the estimation environmental radiocesium contamination. Use of Boletus badius (Fr.) Kuhn. as the bioindicator is of some interest in terms of comparison with the data obtained for other countries. The coefficients of accumulation (which are equal to the ratio between the mushroom radionuclide activity in Bq/kg dry weight and its activity in the soil of sampling sites, Bq/kg d.w.) of these three species reach tens and even hundreds. The use of selected mycoindicators is an express-technique that enable to estimate eco-safety, assess and extent of risk of mushroom consumption in that area, to forecast the development of situation regarding contamination levels of soils, other wild mushrooms and berries. At the same time it should be noted that it is not possible to use them for exact statistically reliable estimation of the territories radiocesium contamination levels due to the high level of variability observed even in the samples of the same species in the same location.
Еще по теме БИОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Градова Н.Б. Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия. gradova_nb@mail. ru: