СПЕЦИФИКА ПРЕВРАЩЕНИЙ И ТОКСИЧНОСТИ НЕФТИ В ТОРФЯНОЙ ПОЧВЕ Кудрявцев А.А.1, Михайлова Л.В.2, Рыбина Г.Е. 2, Соколовская Е.А.2, Гордеева Ф.В.3, Цулаия А.М.3. 1 Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия. svolkova2008@mail.ru 2 ФГУП «Госрыбцентр», 3 Тюменская государственная сельхозяйственная академия.
SPECIFICS OF TRANSFORMATIONS AND TOXICITY OF OIL IN THE PEAT SOIL. Kudryavtcev A.A., Mihailova L.V., Rybina G.E., Sokolovskaya E.A., Gordeeva F.V., Tsulaia A.M. Специфика превращений нефти в торфяной почве связана с физико-химическими свойствами гуминовых веществ, способных сорбировать и прочно связывать в результате сополимеризации окисленные нефтяные компоненты (Khan, Schnitzer, 1972, Bollag, 1983).
Будучи вовлеченными в структуру почвенного гумуса, эти компоненты становятся недоступными для общепринятых методов нефтяного мониторинга (Кадина, 1988). Одновременно с нефтяными углеводородами в воду могут вымываться молекулы другой природы, свойства и токсичность которых остаются не исследованными. Этот пробел восполняется изучением кинетики компонентов нефти в торфе верховых болот аналитическими методами и их токсичности методом биотестирования. Исследованы водная миграция и трансформация шаимской нефти в торфяных почвах, как в экспериментальных, так и в полевых условиях на территории Ханты-Мансийского автономного округа, а также токсичность нефтезагрязненного торфа и его водных экстрактов по ответным реакциям высших и низших растений, простейших и ракообразных. Установлено, что значительная часть компонентов нефти (до 2 г/кг) удерживается гуминовой матрицей торфа и не переходит в воду. В то же время метод биотестирования позволяет зафиксировать токсический эффект фильтратов нефтезагрязненного торфа даже в тех случаях, когда аналитически методом ИК-фотометрии нефть не обнаруживается. Specifics of transformations of oil in the peat soil is connected with physics-chemical properties of the humic substances capable sorbted and strongly to connect as a result of copolymerization the oxidized oil components (Khan, Schnitzer, 1972, Bollag, 1983). Being involved in structure of a soil humus, these components become inaccessible to the standard methods of oil monitoring (Kadira, 1988). At the same time with oil hydrocarbons in water can be washed away molecules of other nature, properties and which toxicity remain isnit investigated. This gap is filled with studying of kinetics of components of oil in peat of riding bogs analytical methods and their toxicity a biotesting method. Water migration and transformation of shaimsky oil in peat soils, both in experimental, and in field conditions on territories of the Khanty-Mansi Autonomous Okrug, and also toxicity of the petropolluted peat and its water extracts on responses of the highest and lowest plants, protozoa and crustaceans is investigated. It is established that the considerable part of components of oil (to 2 g/kg) is kept by a humic matrix of peat and doesn't pass to water. At the same time the method of biotesting allows to fix toxic effect of filtrates of the petropolluted peat even when analytically oil isn't found by IR- photometry method. МЕХАНИЗМЫ ДЕТОКСИКАЦИИ ГУМИНОВЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ Кудряшева Н.С., Тарасова А.С. Институт биофизики СО РАН, Красноярск, Россия. n_qdr@yahoo.com HUMIC SUBSTANCES DETOXIFICATION MECHANISMS Kudryasheva N.S., Tarasova AS. Humic substances (HS) are known to reduce toxicity of environmental pollutants - metals, surfactants, hydrocarbons, and organic oxidizers. Carboxyl, quinoid, phenolic, SH-, and other electron-donating groups are responsible for binding of free metal ions in environment. Hydrophobic HS fragments (aliphatic and aromatic) are able to deactivate organic pollutants by hydrophobic binding. Phenolic, SH-, and other groups of HS macromolecules are supposed to reduce toxic effects of oxidizers. The mechanisms mentioned demonstrate “chemical” approach to detoxification processes. However, this approach can hardly be applied to forecast toxic effects on living organisms in practice, due to non-additivity of effects of numerous toxic compounds. Integral effects of toxic compounds can be detected only by biological assays. It is supposed that combination of chemical and biological methods is able to provide with complex information on ecological state of environment. In our study we used bioassays based on marine luminous bacteria. The tested physiological parameter here is the luminescence intensity; it can be easily measured instrumentally. Bacterial bioluminescent assays can be based on biological systems of different complexity - bacteria or their enzymes, with this providing study of effects of toxic compounds on cells or enzyme reactions, respectively. Additionally, living organisms are apt to response to detoxifying agents by changing their biochemical and cellular functions.
This reveals an active role of assay organism in the detoxification processes. Our study classifies detoxifying mechanisms on chemical, biochemical, and cellular levels. The HS are used as detoxifying agents in model toxic solutions. A series of organic oxidizers and reducers (quinones and corresponding diphenols) and metallic salts are applied as model toxic compounds. Detoxifying HS concentrations were determined; detoxification coefficients were calculated using both enzymatic and bacterial assays. Spectrophotometric method was applied to study rates of biochemical processes in solutions of model toxic compounds under HS effect. Using electron microscopy, cellular response to toxicants in the presence of HS was studied. As a result, detoxification mechanisms were revealed to be complex, with chemical, biochemical, and cellular aspects conditioning those. The detoxifying effects were attributed to ‘external’ (binding and reduction in solutions) and ‘internal’ (changes of biochemical rates in bioassay system and protective response of a cell as a whole) processes. The detoxifying effects were explained by: (1) decrease of free toxic compound’ content in water solutions under binding and redox neutralization by HS, (2) increase of rates of biochemical processes in the bioassay system under HS influence, (3) enhancement of mucous layers on cell surface as a cellular response to unfavorable impact of toxicants. Mechanisms (2) and (3) mentioned revealed an active role of the bioassay systems in the processes of detoxification by HS. СОСТОЯНИЕ МЕЗОПЕДОБИОНТОВ В ГОРОДСКИХ ЛЕСОПАРКАХ КАК ИНДИКАТОР РЕКРЕАЦИОННОЙ НАГРУЗКИ Кузнецов В.А., Стома Г.В. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия. xts089@gmail. com THE CONDITION OF SOIL MESOFAUNA OF URBAN FOREST PARKS AS THE RECREATION LOAD INDICATOR Kuznecov V.A., Stoma G.V. В городских лесопарках основным видом антропогенного воздействия является рекреация, а наиболее чувствительным индикатором на нее служат почвенные беспозвоночные. Целью работы явилась оценка возможности их использования для диагностики масштаба пространственного изменения почв под влиянием рекреации. Объектами исследования послужили два лесопарка г. Москвы: «Лосиный остров» и «Битца». На участках с различным уровнем выраженности тропинок непосредственно на них и удалении в 20, 50 и 100 см на площади 1/16 м2 в подстилке, 0-10, 10-20 см слое учитывали свойства почв и мезопедобионты (Гиляров, 1975). Условный фон - сопредельная территория липового и елово-липового леса на дерново-подзолистых почвах. В зонах парков, не испытывающих прямой рекреационной нагрузки, плотность и биомасса мезофауны примерно одинаковы (350-400 экз./м2 и 140-160 г/м2). Она наиболее обильна в слое 0-10 см (45-60 %) и подстилке (30-50 %), а биомасса (до 80 %) - в верхнем слое почв. Групповой состав представлен дождевыми червями, энхитреидами, паукообразными, многоножками и насекомыми (1 -12 особей на 1/16 м2), ракообразные и брюхоногие - единичны. Незначительные различия обусловлены свойствами почв, которые в «Лосином острове» по сравнению с «Битцей» более легкие, кислые, увлажненные и содержат меньше гумуса. Установлена закономерность угнетения почвенной фауны от лесного массива к тропинке, а ее уровень зависит от выраженности последней: численность убывает на 25, 60-80 и 75-90 %, в основном, за счет подстилочного комплекса. Биомасса обладает наибольшим откликом на рекреацию. На участках со слабовыраженными тропинками наблюдается лишь слабый тренд ее уменьшения (до 15 %), затрагивающий только подстилочный комплекс, а со средне- и хорошо выраженными - снижение биомассы по отношению к фону составляет 4-8 и 8-20 раз, соответственно, отмечаясь и в минеральных горизонтах. Ускорение процессов в «Лосином острове» связано с меньшей устойчивостью его почв к рекреации. На тропинках мезофауна представлена дождевыми червями и насекомыми. При удалении от них ее разнообразие восстанавливается, наиболее медленно в зонах, прилегающих к хорошо-выраженным вариантам. По мере усиления выраженности тропинок пространственный масштаб влияния рекреации увеличивается от 50 см до более 1 м. в сторону от них, проявляясь и в более глубоких слоях почвы. Подтверждено, что мезопедобионты - высокочувствительный индикатор на рекреационную нагрузку, а для мониторинга ее последствий наиболее показательна диагностика по величине их биомассы и численности.
Еще по теме СПЕЦИФИКА ПРЕВРАЩЕНИЙ И ТОКСИЧНОСТИ НЕФТИ В ТОРФЯНОЙ ПОЧВЕ Кудрявцев А.А.1, Михайлова Л.В.2, Рыбина Г.Е. 2, Соколовская Е.А.2, Гордеева Ф.В.3, Цулаия А.М.3. 1 Тюменский государственный университет, Тюмень, Россия. svolkova2008@mail.ru 2 ФГУП «Госрыбцентр», 3 Тюменская государственная сельхозяйственная академия.: