ПОВЫШЕНИЕ ИНФОРМАТИВНОСТИ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ПОЧВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФУЗОРИЙ Лунёв М.И., Баранов А.П. ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, Москва, Россия. milunev@yandex.ru
INCREASING THE INFORMATION VALUE OF SOIL BIOASSAY USING CILIATES Lunjov M.I, Baranov A.P. В настоящее время метод биотестирования с использованием инфузорий применяется преимущественно для анализа загрязненности водной среды.
Это связано с восприимчивостью тест-организмов к растворенным в воде токсикантам. В перечне эколого-токсикологических проблем, подлежащих решению в сфере сельскохозяйственного производства, значится проблема контроля и ремедиации почв, загрязненных стойкими органическими загрязнителями. Прямое применение указанного метода для оценки почв, загрязненных персистентными хлорорганическими соединениями типа диоксинов и хлорорганических пестицидов, малоэффективно в связи с низкой растворимостью этих токсикантов. Для оценки интегральной токсичности почв, загрязненных стойкими органическими соединениями, методом биотестирования на инфузориях была модифицирована процедура пробоподготовки почв, позволяющая активизировать загрязнители гидрофобной природы. Для этих целей хлорорганические токсиканты экстрагировали из почвы этанолом и затем переводили в коллоидную форму с помощью ПАВ, в качестве которого использовали желчь крупного рогатого скота. Биотестирование проводили с использованием Paramecium caudatum на автоматизированном приборе БиоЛат. Экспериментально установлена оптимальная концентрация желчи (0.01 %), не оказывающая достоверного токсического действия в принятых условиях биотестирования. Перевод ДДТ в устойчивое коллоидное состояние, например, позволило увеличить доступность токсиканта для инфузорий в 100 раз. Значения популяции инфузорий Paramecium caudatum в 6-часовом опыте с диспергированием почвенного экстракта ДДТ из почв, содержащих токсикант на уровне 5 ПДК, составили (в % от контроля): вода - 100 (контроль); экстракт желчи - 98.7; ДДТ в воде - 109.9; (ДДТ + желчь) в воде - 14.3. Указанный метод пробоподготовки был использован для биотестирования почв Вьетнама, загрязненных диоксинами. Параллельно был проведен анализ почв методом хромато-масс-спектрометрии (ХМС), который показал загрязнение почвы выше ПДК по диоксиновому эквиваленту. При проведении сравнительной оценки результатов ХМС-анализа (структура количественного содержания конгенеров) и биотестирования (интегральная токсичность образцов) была отмечена корреляция токсичности и содержания октахлордибензодиоксина. Предложенный прием позволяет проводить групповое тестирование гидрофобных токсикантов и более корректно оценивать характер интегральной токсичности почв и других объектов. ХАРАКТЕРИТИКА БАКТЕРИАЛЬНЫХ СООБЩЕСТВ ГОРОДСКИХ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ПОЧВ Лысак Л.В., Лапыгина Е.В., Конова И.А. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия. lvlysak@mail. ru CHARACTER OF BACTERIAL SOCIETIES IN URBAN POLLUTED SOILS Lysak L.V., Lapygina E.V., Konova I.A. Г ородские почвы существенно отличаются от зональных (фоновых) почв по способности к самоочищению, санитарно-гигиеническим функциям и другим свойствам. Важность изучения биологического состояния городских почв, в том числе мониторинг разнообразия бактериальных сообществ, не вызывает сомнения, что нашло отражение в законе Правительства г. Москвы «О городских почвах» (21.11.2007 г. № 45, ред. от 10.06.2009 г. № 19). Нами проведено комплексное исследование бактериальных сообществ некоторых городских загрязненных почв с использованием современных методов почвенной микробиологии. Объектами исследования служили городские почвы (урбаноземы, интруземы, техноземы, реплантоземы и культуроземы), отобранные в городских экосистемах Московского региона. Использование структурного подхода на основе количественных синэкологических критериев позволило выявить некоторые закономерности в изменении разнообразия почвенных сообществ. В сильнозагрязненных городских почвах в сапротрофном бактериальном комплексе происходило перераспределение таксонов в пользу увеличения удельного веса бактерий, адаптированных к определенным типам загрязнений: пигментированные родококки - нефтепродукты, полихлорфинилы; артробактерии, азотобактер - подщелачивание почвы; энтеробактерии - хозяйственно-бытовое загрязнение. Подобные изменения могут рассматриваться как индикационные. В загрязненных городских почвах выявлено накопление опасных для человека потенциально патогенных (энтеробактерии) и аллергенных (родококки) бактерий, что свидетельствует о нарушении функции почвы как «бактериального фильтра» и представляет опасность для человека. При помощи метода окраски почвенной суспензии красителем L 7012 установлено, что в сильнозагрязненных городских почвах доля потенциально жизнеспособных клеток (с ненарушенной мембраной) снижается до 50 %, что ниже, чем в природных ненарушенных почвах (65-70 %). Фильтрация почвенной суспензии через мембранные ядерные фильтры с размером пор 0.22 мкм с последующей окраской красителем L 7012 показала, что в городских загрязненных почвах выше численность и доля покоящихся форм бактерий (фильтрующиеся формы, наноформы бактерий) по сравнению с природными почвами. Полученные данные об изменении интегральных (жизнеспособность, доля покоящихся (наноформ) клеток бактерий) и дифференциальных характеристик (структура сапротрофного бактериального комплекса) свидетельствуют об значительных трансформациях бактериальных сообществ городских загрязненных почв и могут быть использованы в целях биоиндикации. ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ ПРОБ ВОДЫ ИЗ ПРИРОДНЫХ ВОДОЕМОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ ВБЛИЗИ ХРАНИЛИЩА ОТХОДОВ РАДИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА (РЕСПУБЛИКА КОМИ) Майстренко Т.А.1, Бойко К.А.2, Белых Е.С.1 1 Институт биологии Коми научного центра УрО РАН, Сыктывкар, Россия 2 Сыктывкарский государственный университет, Сыктывкар, Россия. roginat@mail.ru ASSESSMENT OF TOXICITY OF SURFACE WATER SAMPLED AROUND RADIUM PRODUCTION WASTE STORAGE AREA (KOMI REPUBLIC) Maystrenko T.A., Boyko K.A., Belykh E.S. Решение вопроса о реабилитации территорий, загрязненных в результате работы предприятий ЯТЦ радиоактивными и химическими токсичными веществами, требует не только определения концентраций поллютантов в объектах окружающей среды. Необходимо также оценить возможное негативное воздействие загрязнителей на живые организмы. Необорудованное хранилище отходов радиевого производства, расположенное на берегу реки Ухта в пос. Водный (Республика Коми), служит источником поступления тяжелых естественных радионуклидов и металлов в поверхностные водоемы. В связи с этим в нашей работе методами биотестирования была оценена токсичность проб воды из поверхностных проточных водоёмов, расположенных вблизи хранилища. Пробы воды отбирали из имеющих дождевое и грунтовое питание ручьев непосредственно на территории хранилища, а также из реки Ухта выше и ниже по течению.
В качестве тестобъектов были использованы Chlorella vulgaris, Lemna minor и Lepidium sativum. Токсическое действие исследуемых проб воды на хлореллу оценивали по приросту биомассы водоросли, на ряску по приросту числа листецов и изменению морфологических показателей растения; определяли также энергию прорастания семян и выживаемость проростков кресс-салата. Результаты тестирования показали, что все пробы воды, отобранной из ручьев и реки в месте впадения одного из них, ингибировали рост хлореллы. Вода ручьев из пойменной части территории оказала достоверное токсическое воздействие также на размножение ряски: число листецов было меньше контрольных значений на 23-28 %. Изученный биологический показатель достоверно (R2 = 0.69 при р < 0.05) коррелирует с удельной активностью в воде изотопа 226Ra, максимальное содержание которого в пробах в 3 раза ниже УВ, установленного для радионуклидов в питьевой воде. Снижение энергии прорастания семян кресс-салата и выживаемости проростков наблюдали при тестировании всех опытных образцов. Вероятно, это может быть связано с влиянием на Lepidium sativum химического состава вод исследуемых водоемов. Однако для проб, отобранных в реке выше и ниже по течению от участка складирования отходов, отмечено стимулирующее влияние компонентов воды на прирост биомассы водоросли и на длину корней ряски. Проведение работ поддержано проектами № 12-И-4-2006 и № 12-С-4-1008. ИЗМЕНЕНИЕ ТРАВЯНИСТОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ СОСНОВОГО БИОГЕОЦЕНОЗА В ЗОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЗАВОДА СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА Майшанова М.И.1, Богданов Г.А.2, Демаков Ю.П.1 1 Поволжский государственный технологический университет, Йошкар-Ола, Россия. maishanova@rambler. ru, DemakovYP@volgatech. net 2 Заповедник «Большая Кокшага», Йошкар-Ола, Россия CHANGING OF GRASS VEGETATION IN THE PINE GEOBIOCOENOSIS BELONGING TO THE ZONE OF SILEX BRICK PLANT AFFECTION Maishanova M.I., Bogdanov G.A., Demakov Yu.P. Одной из основных задач современной фитоценологии является оценка влияния промышленного загрязнения среды на состояние растительности. Этому вопросу посвящено много публикаций, однако среди них очень мало данных о характере влияния выбросов заводов силикатного кирпича, действующих во многих регионах России, что и послужило выбором для проведения наших работ. Объектом исследования являлся сосновый биогеоценоз, находящийся в зоне пылевых выбросов Марийского завода силикатного кирпича, действующего с 1953 г. Исследования показали, что хроническое загрязнение соснового биогеоценоза известковой пылью привело к изменению реакции подстилки и почвы от исходно кислой до щелочной (рН солевое от 5.73 до 7.73), их химического состава, а также структуры подпологовой растительности (Демаков и др., 2012; Майшанова и др., 2012). Наибольшие показатели видового богатства (ВБ) и проективного покрытия (ПП) травянистой растительности отмечены в зоне максимального и умеренного загрязнения (табл.). Видовая насыщенность растительности (ВН) убывает по мере усиления загрязнения. Значения этого показателя в 2012 г. снизились по всему градиенту загрязнения, что связано, на наш взгляд, с засухой 2010 г. Показатели же ВБ и ПП понизились в большей степени в зоне максимального загрязнения. Засуха отрицательно сказалась и на встречаемости вида Neottianthe cucullata (этот вид, занесенный в Красную книгу России, широко распространен в зоне известковой пыли, но отсутствует на фоновом участке), значения которой уменьшились в 2-2.5 раза по сравнению с 2011 г. (1 зона - от 55 до 29 %; 2 зона - от 53 до 18 %; 3 зона - от 68 до 35 %). Таблица. Изменение показателей травянистых растений по мере удаления от завода Зоны загрязнения Значение показателей в различные годы ВБ ВН ПП 2011 2012 2011 2012 2011 2012 1 - максимального загрязнения ( до 80-130 м от завода) 37 33 5.4 4.9 7.2 6.9 2 - умеренного загрязнения (до 190-280 м) 29 35 6.7 5.2 6.1 7.1 3 - слабового загрязнения (до 340-390 м) 29 32 6.0 5.7 2.6 5.6 4 - контрольный участок (1500 м) 28 23 7.3 6.7 4.5 6.0 ОТХОДЫ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОЙ ФАБРИКИ - ИСТОЧНИК МЕТАЛЛОВ ПЕРВОГО КЛАССА ОПАСНОСТИ В МОНОПРОМЫШЛЕННОМ ПОСЕЛКЕ ГОРНЫЙ В ХАБАРОВСКОМ КРАЕ Макаревич Р.А. Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток, Россия. mak@tig.dvo.ru WASTE OF ORE MINING AND PROCESSING MILL - THE SOURCE OF METALS OF THE FIRST CLASS OF DANGER IN THE MONOINDUSTRIAL SETTLEMENT OF GORNY IN THE KHABAROVSK REGION Makarevich R.A. Поселок Горный возник во второй половине прошлого века для обеспечения деятельности по добыче и переработке руд месторождений Комсомольского оловорудного района. Горно-обогатительная фабрика и хвостохранилище почти вплотную примыкают к наиболее заселенной части поселка. Открытая поверхность хвостохранилища является источником обогащенных рудными элементами минеральных частиц, распространяемых ветровыми потоками по прилегающей территории. В результате в Горном сформировался техногенный геохимический фон. Исследовано содержание металлов первого класса опасности (Pb, Cd, Zn) в гранулометрических фракциях 1.0-0.5; 0.5 -0.25; 0.25-0.10; 0.10-0.05 и < 0.05 мм песчанопылевых наносов с улиц и дорог поселка, песка из детской песочницы и технологических отходов из хвостохранилища. Установлено, что концентрации металлов в суммарных пробах (< 1.0 мм) уличных наносов превышают их содержание в фоновых почвах в 27-170 (Pb), 15-40 (Zn) и 18-55 (Cd) раз. Количества металлов в наносах сравнимы с их содержаниями в технологических отходах. Обогащение наносов металлами возрастает с приближением к хвостохранилищу. Особенно резко нагружены металлами тонкие фракции частиц, являющиеся активными воздушными мигрантами, способными легко проникать в организм человека ингаляционным путем. Концентрации металлов во фракциях < 0.05 мм в несколько раз превышают таковые в частицах песчаной размерности. Вклад различных фракций в общее количество металлов в песчано-пылевых наносах неоднозначен и зависит как от обогащенности каждой фракции металлами, так и от содержания фракции в суммарной пробе < 1.0 мм. Содержание тонких частиц в пробах наносов не превышают 12 %. Доли ассоциированных с ними количеств Pb, Cd и Zn составляют 15 -25, 16 -26 и 15-23 %, соответственно. В пробе технологических отходов эти доли равны 24 % для Pb и Cd и 20 % для Zn. Наибольший вклад в содержание металлов в суммарных пробах как уличных наносов, так и технологических отходов принадлежит частицам 0.25-0.10 мм диаметром. В пробе песка (< 1.0 мм) из детской песочницы содержания Pb, Zn и Cd составляют 32, 85 и 0.2-0.4 мг/кг. Около 50 % металлов связаны с частицами 0.5-0.25 мм. Во фракции тонких частиц, количество которых < 0.3 %, аккумуляции металлов в 5 раз выше.
Еще по теме ПОВЫШЕНИЕ ИНФОРМАТИВНОСТИ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ПОЧВЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФУЗОРИЙ Лунёв М.И., Баранов А.П. ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, Москва, Россия. milunev@yandex.ru: