Прокариотические тест-модели в экотоксикологических исследованиях: перспективы и классификация (обзор)
Раздел
Теоретические проблемы экологии
Авторы
Н. В. Дудчик, С. И. Сычик, В. В. Шевляков
Аннотация
Биологическое моделирование в системной экологии является эффективной технологией оценки биологического
действия факторов окружающей среды. В работе дано концептуальное обоснование разработки прокариотических
лабораторно-аналитических моделей, оценены преимущества и ограничения их экспериментального использования.
Предложена классификация прокариотических тест-моделей по уровню структурно-экологической организации,
свойствам тест-объекта (клетки, сообщества, популяции, микробиоценоз) и совокупности тест-реакций
(биоиндикаторов и биомаркеров). Дано определение тест-модели как единой системы, включающей тест-организм,
систему биомаркеров / биоиндикаторов, методику испытаний в соответствии с принципами надлежащей лабораторной
практики, критериальный аппарат для качественной/количественной оценки факторов окружающей среды разной
природы. Обоснованы понятия субпопуляционных и надпопуляционных тест-моделей, основанных на свойствах
микробных сообществ как целостных биологических единиц, регулирующих параметры жизнедеятельности в
зависимости от внешних факторов. Показано, что микроорганизмы являются релевантными тест-объектами для
разработки инновационных методик оценки влияния на организм факторов среды физической, химической и
биологической природы, что основано на особенностях структурно-экологической организации и многообразии
метаболических, динамических, морфологических, молекулярно-генетических и других свойств микроорганизмов,
целостности микробной культуры как системы, циклическом развитии популяций микроорганизмов в природе и
их постоянном взаимодействии с факторами окружающей среды.
Ключевые слова
микробиотесты, прокариотические тест-модели, классификация, биомаркеры, биоиндикаторы, ассоциации микроорганизмов
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-4-005-012
Просмотров:6
Выпуск: 4
Год: 2018
Название
Влияние лесных пожаров на свойства почв (обзор литературы)
Раздел
Теоретические проблемы экологии
Авторы
А. А. Дымов, И. Н. Безкоровайная, А. С. Прокушкин, Я. В. Кузяков, Е. Ю. Милановский
Аннотация
Морфологические признаки влияния пирогенеза (формирование пирогенного горизонта, частичное обугливание
подстилок и иллюирование органических соединений) наиболее чётко проявляются в первое десятилетие после
пожара. Устойчивые к разложению продукты пирогенеза (угли, сажа) сохраняются в почвах до нескольких столетий.
Наиболее общими изменениями физико-химических свойств почв после пожаров являются снижение кислотности на
1–2 ед. pH, возрастание степени насыщенности основаниями, увеличение гидрофобности поверхности минеральных
горизонтов почв. Пожары приводят к увеличению ароматических структур в составе почвенного органического
вещества. После пожаров увеличивается содержание полиароматических углеводородов в почвах, уменьшаются
концентрации водорастворимых органических соединений. Для восстановления близких к исходным свойствам
почв после пожара необходимо от десятилетия до нескольких столетий.
Статья посвящена почвам техногенного ландшафта (Technosols по WRB), формирующимся на загрязнённых
техногенных озёрных отложениях, вышедших на дневную поверхность после изменения гидрологического
режима и прекращения поступления в озеро загрязнённых сточных вод. Исследуемая территория расположена
в долине р.Вятки в районе хвостохранилищ химических предприятий г. Кирово-Чепецка (Кировская область,
Россия). Мощность почвенного профиля ограничена плотной гипсовой коркой, залегающей на глубине 30 см и
способствующей переувлажнению почв. В отличие от окружающих кислых аллювиальных почв, они характеризуются
щелочной реакцией, контрастностью верхней и нижней частей молодой почвы. Участие аллювиального процесса и
влаголюбивой растительности в формировании профиля приводит к изменению состава и свойств почвы, особенно
верхних горизонтов. По сравнению с донными осадками и нижними слоями почв в верхних горизонтах выше доля
алюмосиликатного компонента в минералогическом и химическом составах, ниже щёлочность, резко снижается
уровень загрязнения. По биологическим показателям оторфованная подстилка и гумусовый горизонт близки к
гумусовым горизонтам окружающих аллювиальных почв.
Почвенный и растительный покровы, формирующиеся на техногенных озёрных илах в пойме, препятствуют
активному размыву в паводок нижележащей неоструктуренной загрязнённой «надкорковой» илистой массы
и растворению гипсовых новообразований – кор, сдерживающих подвижность мощной толщи загрязнённых
техногенных отложений.
Влияние содержания тяжёлых металлов в воде малых рек, используемой для полива кукурузы армянской популяции
Раздел
Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Авторы
А. Р. Сукиасян
Аннотация
Экологическая безопасность малых рек для населения региона, их роль в формировании биоты во многом
определяются химическим составом воды. При изменении интенсивности действия климатических и антропогенных
факторов химический состав и, как следствие, качество воды могут существенно изменяться. В связи с этим проведение мониторинговых исследований состава воды этих источников представляется весьма актуальным. Изучены
особенности миграции ряда тяжёлых металлов (ТМ) в триаде вода-почва-растение на примере однолетнего травянистого культурного растения – сахарной кукурузы, произрастающего на прибрежных территориях реки Шнох.
В качестве контрольного растения использовалась кукуруза инбредной линии В73. В специально оборудованной
системой кондиционирования климатической комнате моделировали засуху изменением оптимальной относительной
влажности почвы опытных вазонов. В контрольных вазонах оптимальная относительная влажность почвы (ОВП)
составляла 54%, в случае умеренной засухи – 43%, при этом визуально не наблюдалось увядания листьев растения.
Во время моделирования сильной засухи оптимальная относительная влажность почвы составляла 34%, а увядание
листьев наблюдалось в течение дня. Содержание ТМ в образцах речной воды, прибрежной почвы и зёрен растений
осуществлялось с помощью портативного анализатора «Thermo Scientific™ Niton™ XRF PortableAnalyser». Про-
ведён анализ кинетических данных роста растения в условиях моделируемой засухи. Определены кинетические па-
раметры роста растений в трёх условиях моделируемой засухи. Установлена корреляционная связь между скоростью
роста биологических образцов и засухой, кинетические параметры роста растений в условиях моделируемой засухи.
Выявлена корреляционная связь между величиной водного потенциала и осмотического давления у трёхдневных
побегов пятого листа кукурузы в условиях засухи. Рассмотрен физиологический ответ роста растения по степени
засухи, показателям водного потенциала и осмотического давления. Выявлена определённая пространственная
динамика распределения некоторых ТМ в триаде вода-почва-растение. Полученный экспериментальный материал
позволяет осуществить комплекс мероприятий по мониторингу степени загрязнённости речной воды, которую используют в оросительных целях с учётом почвенно-климатических условий произрастания.
Оценка состояния почв особо охраняемых природных территорий Кировской области
Раздел
Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Авторы
Т. А. Адамович, Е. В. Товстик, Е. С. Соловьёва, Т. Я. Ашихмина, Г. И. Березин, А. М. Прокашев, В. П. Савиных
Аннотация
The assessment of the state of the specially protected natural areas (SPNA) of the regional (the “Pizhemsky” zakaznik)
and of the federal significance (the “Nurgush” nature reserve) located in the Kirov region is given in the article.
The predominant type of soils of the SPNRs under the study is alluvial turf soils, with strongly and slightly acidic reaction
of the medium. The content of organic matter in the soils of the “Pizhemsky” zakaznik varies from 3.1 to 4.7% for
meadow and from 1.2 to 7.3% for forest phytocenoses. For the territory of the “Nurgush” nature reserve the content of
organic matter in the soils of forest phytocenoses ranges from 2.0 to 6.7%. The content of nitrate nitrogen in the soils of
the studied SPNR corresponds to the average level of soil supply with nitrogen. A decrease in the content of ammonium
nitrogen down the soil profile was noted for the studied sites. The content in the soils of heavy metals (Zn, Mn, Fe, Cu, Pb,
Cd) is at a stable level within the ecological norm. In all studied soil samples, the main content of metals was manganese
and iron, both for active and for gross form. The maximum content of active forms of manganese and iron is found in soil
samples of the upper horizons. Insignificant amounts of copper, lead and cadmium indicate the absence of man-caused
contamination of the soil in these sites. Among the gross forms of heavy metals, iron predomination in soil samples of
the upper and lower horizons was recorded. The maximum content of gross iron form was noted in the samples from the
territory of the “Nurgush” nature reserve.
Фитопоглощение радия-226 из техногенно загрязнённых почв на примере Chamaenerion angustifolium, Lathirus pratensis и L. vernus
Раздел
Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Авторы
Л. М. Шапошникова
Аннотация
Исследовано влияние физико-химического состава радиоактивно загрязнённых почв на поглощение
радия-226 иван-чаем узколистным (Chamaenerion angustifolium) и чиной (Lathirus pratensis, L. vernus). Методами
корреляционного и регрессионного анализа выявлено, что валовое содержание радия в исследуемых техногенных
почвах больше всего зависит от содержания в них органического углерода и фосфора, содержание подвижных форм
(ПФ) радионуклида связано с такими физико-химическими характеристиками как содержание органического
углерода, а также обменных катионов кальция и магния. Межвидовых различий в накоплении радия указанными
растениями выявлено не было. При этом содержание радия в растениях в большей степени было связано с валовым
содержанием радионуклида в почвах, в то время как с содержанием ПФ радионуклида корреляция была менее
значима. Основные факторы, влияющие на распределение радионуклида в почве, опосредованно влияли и на его
содержание в растениях. К числу наиболее значимых можно отнести содержание органического вещества, фосфора,
калия, соотношение физического песка (ФП) и физической глины (ФГ).
Ключевые слова
радий-226, биологическое поглощение, формы радия, факторы подвижности радия
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-4-046-053
Просмотров:1
Выпуск: 4
Год: 2018
Название
Применение глауконита для стабилизации и улучшения агрохимических свойств аммиачной селитры
Раздел
Экологизация производства
Авторы
Ю. Н. Терентьев, Н. В. Сырчина, Н. Н. Богатырёва, Т. Я. Ашихмина, А. В. Сазанов, М. Л. Сазанова, В. А. Козвонин, А. А. Бурков, В. П. Савиных
Аннотация
Разработка новых форм азотсодержащих минеральных удобрений, соответствующих мировым нормам
безопасности, является на данный момент достаточно актуальной задачей. Существующие формы комбинированных
удобрений, включающие аммиачную селитру и карбонаты, обладают рядом недостатков (гигроскопичность,
слёживаемость, потеря части аммонийного азота), поэтому ведётся активный поиск новых компонентов, обладающих
определёнными преимуществами. При этом их введение в состав удобрений должно обеспечивать высокий уровень
усвоения азота растениями, исключать загрязнение окружающей среды и соответствовать принципам Зелёной
химии, важным фактором так же является невысокая стоимость и возможность получения в крупнотоннажных
объёмах на территории Российской Федерации.
В качестве такого компонента рассматривается глауконитовый песок Белоозёрского месторождения
Лысогорского района Саратовской области. Установлен его химический состав масс-спектральным с индуктивно-
связанной плазмой и атомно-эмиссионным с индуктивно-связанной плазмой методами. Отработана методика
введения данного компонента в состав комбинированного минерального удобрения с аммиачной селитрой.
Подобраны процентные соотношения аммиачной селитры и глауконита, обеспечивающие термостабильность
удобрения и отвечающие критериям Европейского Союза. Оценка проводилась методом термогравиметрии и
дифференциально-термического анализа. Исследованы свойства полученного удобрения в эксперименте методом
биотестирования. Достоверно доказано, что полученное удобрение оказывает благоприятное влияние на прорастание
семян и развитие проростков.
Таким образом, получение гранулированной композиции, содержащей 80% аммиачной селитры и 20%
глауконита позволяет снизить содержание азота в готовой форме удобрения до 27–28%, что обеспечивает требуемый
уровень пожаро- и взрывобезопасности, устраняет опасность слёживаемости гранул при хранении, способствует
повышению агрохимической эффективности удобрения, позволяет снизить нормы внесения удобрения в почвы и
уменьшить таким образом экологическую нагрузку на окружающую среду.
Биодеструкция полимерных композиционных материалов микроскопическими грибами
Раздел
Экологизация производства
Авторы
Э. Х. Сакаева, Ю. В. Куликова, Л. В. Рудакова
Аннотация
Показана возможность биологической деструкции полимерных композиционных материалов на примере
стеклопластиков на основе фенолоформальдегидной смолы и стекловолокна (марки АГ – 4 и ДСВ), органопластики
(марки ОП-ЖА) и углепластиков (УП-Урал-Тр-СФ, УТЗФ2УМН, ЭПАН-2Б) микроскопическими грибами. Степень
биодеструкции зависит от состава полимерных композиционных материалов. Наименее стойкими к биодеструкции
являются органопластики на основе эпоксидных компонентов. Выявлено, что основными биодеструкторами
полимерных композитных материалов являются представители микроскопических грибов р. Pеnicillium и р. Aspergillus: P. chrysogenum, P. funiculosum, P. cyclopium, A. terreus, A. niger, A. oryzae. Уровень стойкости полимерных
композиционных материалов к воздействию плесневых грибов по ГОСТ 9.049-91 варьировал от 4 до 5 баллов.
Ключевые слова
биодеструкция, микроскопические грибы, грибостойкость, полимерные композиционные материалы
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-4-061-068
Просмотров:2
Выпуск: 4
Год: 2018
Название
Исследование процессов миграции и трансформации смазочно-охлаждающих жидкостей в почве урбанизированной территории
Раздел
Экологизация производства
Авторы
Л. М. Щуклина, Г. М. Батракова, Т. В. Нурисламова
Аннотация
Актуальность работы определяется требованиями экологической безопасности при строительстве на
территориях с выявленным техногенным загрязнением почв. В работе рассматривается применение хромато-
масс-спектрометрии в исследовании загрязнённого грунта с целью идентификации продуктов трансформации в
природных условиях многокомпонентных рецептур смазочно-охлаждающих жидкостей. Выполнена идентификация
и поиск по масс-спектрам компонентного состава продуктов трансформации индустриального масла, предложено
маркерное соединение. Показана возможность идентификации на основании регистрации масс-спектров
ионов химических соединений, определена структура и элементный состав. Поиск характеристических ионов
органических соединений выполнялся с помощью банка библиотеки масс-спектральных данных. Установлены
характеристические ионы (основной и подтверждающие ионы), характеризующие структуру химических соединений
и определено хроматографическое время удерживания. Для оценки миграции маркерного соединения выполнено его
количественное определение методом капиллярной газовой хроматографии в пробе воздуха и пробах загрязнённого
грунта; исследованы образцы грунта у основания ёмкости, образцы маслоудерживающей ткани и фильтрат из
поддона.
Результаты исследования направлены на обоснование методики оценки загрязнения промышленных площадок
смазочно-охлаждающими жидкостями с учётом трансформации органического загрязнителя и рекомендаций по
рекультивации загрязнённых технозёмов.
Получение экологически безопасных строительных материалов с использованием осадков сточных вод целлюлозно-бумажного производства
Раздел
Экологизация производства
Авторы
Е. С. Ширинкина
Аннотация
В работе представлены исследования в области использования осадка сточных вод целлюлозно-бумажной
промышленности (ЦБП) в качестве ресурса при производстве строительных материалов. В ходе анализа научно-
технической информации было установлено, что осадок сточных вод ЦБП, содержащий в своём составе целлюлозное
волокно (скоп) и активный ил, может применяться в качестве добавки при производстве композитных материалов,
теплоизоляционных плит, лёгких заполнителей для бетонов и в качестве выгорающей добавки при производстве
керамического кирпича. В лабораторных условиях исследовали возможность получения керамического кирпича
с добавлением осадка сточных вод ЦБП в количестве 4 и 8% масс. Было установлено, что при введении осадка в
керамическую массу снижается плотность образцов, уменьшается линейная воздушная и огневая усадка. Прочность
образцов на сжатие при дозировании осадка существенно увеличивается по сравнению с контролем, что обусловлено
выделением дополнительной тепловой энергии при сгорании осадка в шихте в процессе обжига. Установлено
также, что прочность образцов на изгиб снижается по сравнению с контролем, однако с повышением температуры
обжига до 1070 оС было достигнуто повышение прочности на изгиб. Сравнительный анализ полученных данных
по прочности образцов керамического кирпича с требованиями ГОСТ показал, что при введении осадка в шихту в
количестве 4–8% масс. в качестве выгорающей добавки возможно получение полнотелого керамического кирпича,
соответствующего по прочности марке М150-М200.
Биомониторинговые возможности микроорганизмов при оценке степени токсичности синтетических поверхностно-активных веществ
Раздел
Экотоксикология
Авторы
Л. В. Кондакова, Л. И. Домрачева, В. С. Симакова
Аннотация
Доказана возможность использования отдельных групп микроорганизмов для выявления степени токсичности
синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), которые используются в качестве автошампуней. Показана
высокая чувствительность двух видов цианобактерий Nostoc paludosum и Fischerella muscicola, применяемых в
качестве тест-организмов на действие трёх марок автошампуней. При инкубировании культур цианобактерий
в растворах автошампуней с концентрацией, равной рекомендуемой дозе (1 р. д.) происходит резкое падение
численности жизнеспособных клеток. Биотестирование с помощью бацилл проводили путём высева бактериальных
суспензий на питательный агар с предварительно внесённым лаурилсульфатом натрия (ЛСН). Критерием
токсичности служило снижение числа выросших колоний бацилл в опытных вариантах. Индикационным признаком
на токсичность СПАВ послужило снижение процента обрастания почвенных комочков бактериями р. Azotobacter.
Отмечено также снижение видового разнообразия микроскопических водорослей и цианобактерий в почве при
действии ЛСН. Наиболее чувствительными к загрязнению почвы ЛСН оказались представители семейств Xanthophyta
и Eustigmatophyta. Наибольшее количество видов водорослей наблюдалось в контрольном варианте и в
варианте 0,5 р. д. ЛСН.
Полученные результаты по негативному воздействию испытуемых СПАВ на микроорганизмы разной
систематической принадлежности доказывают необходимость осторожного обращения с автошампунями на
автомойках и при индивидуальном исследовании, чтобы исключить возможность их попадания в почву.
Применение моделей динамики популяций певчих птиц для потребностей биологии сохранения
Раздел
Популяционная экология
Авторы
А. Л. Подольский
Аннотация
Правильное понимание особенностей репродуктивной биологии и моделей динамики популяции видов певчих птиц чрезвычайно
важно для обеспечения их эффективной защиты и восстановления. Динамика метапопуляции может привести к исчезновению
местных популяций в некоторых ландшафтных зонах независимо от качества среды обитания и принятия мер по их сохранению. В
то же время динамика популяций типа «источник–сток» может насыщать местообитания низкого качества за счёт расселения особей
из соседних источников популяции. Таким образом, местообитания более низкого качества, которые, как предполагается, являются
местом стока популяции, в конечном итоге могут играть роль поддержки источников популяции. Следовательно, эффективная стратегия
восстановления для видов с убывающей численностью должна включать высококачественные места обитания наряду с некоторыми
зонами более низкого качества в региональной сети охраняемых природных территорий.
Я разработал математическую модель для репродуктивной стратегии певчих птиц, основанную на моих трехлетних полевых
исследований золотоголового дроздового певуна (певуна-печника, Seiurus aurocapilla L.) в национальном парке Грейт-Смоки Маунтинс (США). Американский проект «Breeding Bird Survey» («Обследование размножения птиц») обнаружил многолетние
негативные тенденции популяции этого вида в нетронутых ландшафтах Южных Аппалачей, тогда как его растущие популяции
были обнаружены в некоторых смежных районах, сильно затронутых человеческой деятельностью. Я модифицировал базовую
модель роста популяции (Pulliam, 1988) для этого вида, включив предположения о ежегодной выживаемости самок и годовой
плодовитости. Я также применил данные о продуктивности 110 активных гнезд, чтобы определить средний размер выводка и
успешность гнездования. Наконец, я добавил вероятностные переменные, которые учитывали бы частоту повторного гнездования
после неудачной попытки размножения и двукратного выведения птенцов за сезон при условии равного соотношения полов
среди размножающихся птиц. Компьютерное моделирование на основе фактических данных и предполагаемого диапазона
значений модельных переменных дало темпы роста популяции значительно ниже 1, что подтвердило снижение статуса популяций
национального парка. Поэтому лучшие нетронутые местообитания в исследуемой области не были экологически значимыми
источниками, а на самом деле были экологическими ловушками для этого вида. Такая непредсказуемая динамика популяции
в высококачественных местах обитания в сравнении с низ
О содействии естественному возобновлению Pinus sylvestris L.
Раздел
Популяционная экология
Авторы
Н. П. Савиных, Е. В. Лелекова, М. Н. Шаклеина
Аннотация
Исследования проведены в сосновых лесах особо охраняемой природной территории «Медведский бор»
Нолинского района Кировской области, где наряду с типичными боровыми и бореальными видами растений
встречаются представители широколиственных лесов и степей. Изучен состав растительности и флоры, состояние
подроста Pinus sylvestris L. на зарастающей полосе, формирующейся после проведённой чересполосной постепенной
рубки с последующим возобновлением, содействием возобновлению (минерализация) и уходом (рубки осветления).
Установлено преобладание зеленомошниковых и вейниковых ассоциаций растительности; рассмотрены особенности
естественного возобновления сосны в них. Выявлено преобладание мезофильной группы, бореальных и боровых
растений; сохранение и восстановление степных и неморальных видов. С учётом возраста растений, высоты, длины
последнего годового и среднегодового приростов, угла отхождения боковых побегов от главной оси, наличия
перевершинивания и пожелтевшей хвои оценена реальная жизненность особей. Установлена эффективность
мероприятий: пятикратное превышение численности подроста с высокой жизненностью в сравнении с нормой
высадки сеянцев при искусственном восстановлении сосняков; возможность непрерывного интенсивного
долговременного неистощительного лесопользования с сохранением экосистемных функций соснового леса и его
биоразнообразия.
Ключевые слова
лесовосстановление, рубки, минерализация, подрост, реальная жизненность, уход за лесом, биоразнообразие
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-4-101-106
Просмотров:2
Выпуск: 4
Год: 2018
Название
Изменение почвенной актинобиоты под влиянием инвазии борщевика Сосновского
Раздел
Популяционная экология
Авторы
Е. В. Товстик, И. Г. Широких, Е. С. Соловьёва, А. А. Широких, Т. Я. Ашихмина, В. П. Савиных
Аннотация
Отдельные виды растений, а также растительные сообщества могут существенно влиять на структуру и
разнообразие почвенных микробных сообществ. Актиномицеты являются неотъемлемым компонентом почвенной
микробной системы, осуществляющей важные экологические функции, связанные, в числе прочих, с трансформацией
органического вещества. Настоящее исследование было проведено для выявления различий в структуре почвенных
актиномицетных комплексов между участками, заросшими борщевиком Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden)
и неинвазированными (контрольными) участками. Отмечено увеличение родового и видового разнообразия
актиномицетов в инвазированных почвах, по сравнению с контролем, в частности представители рода Streptosporangium встречались исключительно на захваченных борщевиком участках. На этих же участках отмечено увеличение
доли окрашенных видов стрептомицетов, представляющих секцию и серию Cinereus Chromogenеs, тогда как в
стрептомицетном комплексе контрольных почв по долевому участию доминировали не продуцирующие пигментов
представители секции и серии Cinereus Achromogenеs. Выявленные различия могут быть связаны с усиленной
минерализацией органического вещества в почвах под зарослями борщевика.
Ключевые слова
Heracleum sosnowskyi Manden., почва, инвазия, актиномицеты, общая численность, видовое разнообразие, структура комплекса
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-4-105-109
Просмотров:2
Выпуск: 4
Год: 2018
Название
Предварительные сведения о водорослях и цианобактериях вулканических почв Курильских островов
Раздел
Популяционная экология
Авторы
К. В. Ильчибаева, Д. Ф. Кунсбаева, Р. З. Аллагуватова, А. И. Фазлутдинова, О. В. Полохин, Л. А. Сибирина, А. А. Гончаров, Р. Синх, Л. А. Гайсина
Аннотация
При исследовании биоразнообразия водорослей и цианобактерий наземных местообитаний островов Уруп,
Парамушир, Итуруп и Симушир (Курильские острова) было обнаружено пятьдесят пять видов, относящихся к
пяти отделам: Cyanobacteria – 8, Chlorophyta – 29 (Chlorophyceae – 14, Trebouxiophyaceae – 11), Bacillariophyta
– 19, Streptophyta – 1, Ochrophyta – 2 (Xanthophyceae – 1, Eustigmatophyceae – 1). Альгофлора Итурупа была
наиболее разнообразной и насчитывала 25 видов, 23 вида было обнаружено на Урупе, 17 видов – на Симушире, и
14 видов – на Парамушире. Число видов в пробе уменьшалось в ряду Уруп (3,6) – Симушир (2,1) – Парамушир
(2,0) – Итуруп (1,9). Пять видов – cf. Mychonastes homosphaera, Chlorella vulgaris, Dictyococcus varians, Bracteacoccus
minor, Desmodesmus abundans – встречались на всех островах. В то же время, альгофлора каждого острова
отличалась своеобразием и отражала экологические особенности местообитания. Характерной чертой альгофлоры
исследованных островов было преобладание видов-космополитов, устойчивых к токсичному вулканическому
субстрату. Кроме того, обнаружено большое разнообразие амфибиальных видов диатомовых водорослей. Для
оценки биоразнообразия наземных водорослей и цианобактерий Курильских островов необходимы дальнейшие
молекулярно-генетические исследования.
Возможность частичной замены антибиотиков биологически активными веществами при лечении клинических маститов у коров
Раздел
Социальная экология
Авторы
М. А. Азямов
Аннотация
По информации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) возрастает проблема антибиотикорезистентных
штаммов золотистого стафилококка Staphylococcus aureus. Эти бактерии меняют свой геномный состав под
воздействием антибиотиков и быстро распространяются в окружающей среде, создавая угрозу для здоровья
человечества и продовольственной безопасности ряда стран. ВОЗ требует уменьшить употребление антибиотиков
при маститах у коров на 50%. Золотистый стафилококк – преобладающий вид возбудителя маститов коров в странах
Западной Европы и России. Почти в 90% больших ферм и комплексов, где используют антибиотики, регистрируется
стафилококковый мастит, вызванный полирезистентными штаммами S. aureus.
Проведена оценка возможности частичной замены антибиотиков на биологически активные вещества при
лечении клинических маститов у коров. Установлено, что Интерферон бычий рекомбинантный, полисахарид
гриба Hericium erinaceus (ПС H. еrinaceus) и Диальдерон через 10 дней лечения клинических маститов у коров
повышали количество выздоровевших соответственно на 30, 20 и 20%, по сравнению с антибиотикотерапией.
Биологически активные вещества нормализовали количество соматических клеток в молоке до физиологического
уровня. Изученные вещества снижали уровень интерлейкина-2 (Il-2) и интерлейкина-8 (Il-8), простогландинов
Е2, нормализовали скорость оседания эритроцитов (СОЭ) и фагоцитарную активность в крови экспериментальных
животных. Количество соматических клеток в молоке коров подопытных групп после 10 дней лечения уменьшилось
до физиологической нормы. Молоко после лечения коров было годно к пищевому употреблению на 72 часа раньше,
чем при антибиотикотерапии.
Оценка воздействия наночастиц диоксида титана на живые организмы
Раздел
Теоретические проблемы экологии
Авторы
В. И. Полонский, А. А. Асанова
Аннотация
Наночастицы, создавая беспрецедентный класс промышленных загрязнений, непосредственно воздействуют
на все объекты окружающей среды, а значит и на все виды живых организмов, и риски, вызванные техногенными
наноматериалами, должны быть оценены.
В данном обзоре представлен анализ литературы по влиянию наиболее
широко распространённых в мире наночастиц – диоксида титана – на представителей различных сред обитания.
Показано, что проблема воздействия техногенных наночастиц на живые объекты решается мировым научным
сообществом методами биотестирования. Наиболее частыми объектами исследований выступают одноклеточные
водоросли, водные рачки, высшие растения, культуры клеток млекопитающих и человека. Самыми чувствительными
среди этих организмов к воздействию наночастиц диоксида титана являются микроводоросли и водные рачки
,
значения ЕС
50
наблюдались при концентрации от 1 мг/л, что делает их перспективными тест-объектами для
оперативного мониторинга сред, загрязнённых наночастицами. Установлено, что наночастицы диоксида титана
могут иметь как положительное, так и отрицательное воздействие на высшие растения, причём эффект зависит от
концентрации наночастиц. Исследования на культурах клеток показывают негативное воздействие при концентрации
наночастиц, превышающей 100 мг/л, или отсутствие эффекта вовсе. Исследования наночастиц диоксида титана
различных размеров демонстрировали повышенную токсичность более мелких частиц
по сравнению с крупными.
Ответные реакции живых организмов, представляющих различные среды обитания, на наличие в окружающей среде
наночастиц диоксида титана до сих пор исследованы недостаточно. Зависящие от размера эффекты токсичности
наночастиц диоксида титана для различных тест-организмов требуют дальнейшего изучения
Ключевые слова
наночастицы диоксида титана, биотестирование, водоросли, рачки, растения, клетки, размеры наночастиц
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-3-005-011
Просмотров:32
Выпуск: 3
Год: 2018
Название
Сравнительный анализ эффективности использования сорбентов различной природы по отношению к ионам меди(II)
Раздел
Методы исследований. Модели и прогнозы
Авторы
C. Г. Скугорева, Г. Я. Кантор, Л. И. Домрачева, Т. И. Кутявина
Аннотация
Проведён сравнительный анализ эффективности сорбентов различной природы (активированный уголь, цеолит,
торф, мицелий
Fusarium culmorum
(W.G. Sm.) Sacc.
,
цианобактерия
Nostoc paludosum
K
ü
tz., листья и корни ярового
ячменя
Hordeum distichum
L.) по отношению к ионам меди(II). Запись кинетических кривых сорбции производилась
потенциометрическим методом при помощи ионоселективного электрода, чувствительного к концентрации ионов
меди(II) в растворе, и специально разработанного оригинального программного обеспечения к иономеру. Для
описания кинетики сорбции использовали математические модели (модели псевдо-первого порядка, псевдо-второго
порядка, модифицированную модель второго порядка и модель Еловича), позволяющие выявить вклад химической
стадии в процесс сорбции.
Выявлено, что процесс сорбции большинства сорбентов хорошо описывается моделью псевдо-второго порядка и
модифицированного второго порядка, согласно которым сорбат и функциональная группа сорбента взаимодействуют
между собой в соотношении 1:1. Рассчитаны параметры уравнения модели псевдо-второго порядка: кинетический
коэффициент (
k
2
), определяющий скорость сорбции, и равновесная (предельная) удельная масса сорбата
(
a
e
),
которая соответствует сорбционной ёмкости сорбента. Проведено ранжирование сорбентов по скорости сорбции и
сорбционной ёмкости.
Сравнение кинетических кривых показывает, что наименее эффективными сорбентами меди(II) были сорбенты
неорганической природы – цеолит и активированный уголь. Сорбционные возможности микроорганизмов и торфа
можно охарактеризовать как средние. Наиболее эффективными сорбентами оказались растения ячменя, которые
обладали максимальной скоростью сорбции и высокой сорбционной ёмкостью.
Перспективным может оказаться использование микробно-растительных ассоциаций в качестве сорбентов
ионов тяжёлых металлов, в связи с этим необходимо провести подбор микроорганизмов и растений для создания
различных экспериментальных ассоциаций для детального исследования их сорбционных характеристик.
Современные тенденции развития методологии биотестирования водных сред
Раздел
Методы исследований. Модели и прогнозы
Авторы
А. С. Олькова
Аннотация
При анализе современных исследований в области биотестирования и работ, представленных в международных
наукометрических базах данных, выделены направления развития методологии биотестирования. Наиболее
актуальны работы по созданию новых методик биотестирования, разработка специализированного оборудования для
биотестирования, повышающего точность и объективность исследований, поиск новых тест-функций «классических»
тест-организмов, из числа которых наиболее востребованы оценки предлетальных эффектов. Предложены три блока
оценки и оптимизации подходов и методов биотестирования. В первую очередь, при планировании экологических
исследований необходимо обоснованно выбирать перечень биотестов. Для этого разработан алгоритм выбора
биотестов, основанный на ранжировании чувствительности набора методик биотестирования к приоритетным
загрязняющим веществам района исследования. Этот подход позволит использовать только наиболее информативные
и чувствительные биотесты. Вторым блоком оптимизации подходов и методов биотестирования должна стать
строгая стандартизация условий культивирования выбранных тест-организмов. На примере
Daphnia magna
сформулированы научно обоснованные рекомендации по их содержанию и периодическому контролю здоровья тест-
культуры. Завершающим направлением оптимизации подходов биотестирования и развития методологии группы
методов является предложенная система последовательного учета спектра тест-функций базового тест-организма D. magna
. Оценка 14 доступных для учёта тест-функций
D. magna
приводит к диагностике летальных, нелетальных,
хронических и отсроченных эффектов. Реализация предложенных направлений оптимизации биотестирования
позволит учесть многофакторность получения объективных результатов экотоксикологических анализов.
Ключевые слова
биотестирование, методология биотестирования, методы биотестирования, тест-функции, тест-организмы
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-3-019-026
Просмотров:11
Выпуск: 3
Год: 2018
Название
Снижение экологической опасности автомобилей конвертацией на природный газ
Раздел
Методы исследований. Модели и прогнозы
Авторы
В. Романюк, В. А. Лиханов, О. П. Лопатин
Аннотация
Обоснована необходимость использования природного газа (ПГ) для дизелей автотранспортных средств, что
позволяет уменьшить их экологическую опасность и сэкономить моторное нефтяное топливо. Представлен состав
используемого ПГ и его физико-химические свойства. В целях разработки, определения и оптимизации количества
подаваемого ПГ для автотранспортных дизелей проведены их испытания на электротормозном стенде SAK–N670
с балансирной маятниковой машиной и весовым механизмом «Rapido». При этом токсичность отработавших газов
(ОГ) определялась при помощи автоматической системы газового анализа «АСГА–Т», а дымность ОГ оценивалась
с помощью оптико-электрического рефлектомера «Bosch EFAW–68A». Экспериментально установлено, что для
применения ПГ в исследуемых автотранспортных дизелях необходимо поддерживать следующее соотношение
компонентов: газ – 80%, запальная порция дизельного топлива (ДТ) – 20%. При конвертации на ПГ дизеля 4Ч
11,0/12,5, устанавливаемого на грузовые автомобили и тракторы городских коммунальных служб, и одновременного
применения в нём рециркуляции отработавших газов (РОГ) в размере 20% (РОГ применена для ликвидации возросших в результате применения ПГ оксидов азота) происходит снижение содержания в ОГ оксидов азота (NO
x
)
на 30,0–30,1%, сажи – на 82,0–88,7%; диоксида углерода (CО
2
) – на 31,6–35,6%. При конвертации на ПГ дизеля
4ЧН 11,0/12,5, устанавливаемого на городские пассажирские автобусы, происходит снижение содержания в ОГ NO
x
от 5,5 до 35,1%, сажи – на 88,2–92,0%; монооксида углерода (СО) – до 21,6%. Перевод указанных автотранспортных
дизелей для работы на ПГ, кроме улучшения экологических показателей их ОГ, позволяет также экономить нефтяное
моторное топливо в размере 80%.
Ключевые слова
природный газ, выхлопные газы, дизельное топливо, экология города
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-3-027-032
Просмотров:17
Выпуск: 3
Год: 2018
Название
Влияние военных действий на содержание некоторых металлов в почве Саур-Могилы, Донбасс
Раздел
Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Авторы
А. С. Алемасова, Ю. И. Пенькова, А. С. Пивоварова, Р. В. Остапенко
Аннотация
С использованием стандартных методов проведена оценка сравнительного содержания валовых и подвижных
форм 11 токсичных металлов (Cd, Pb, Sr, Mo, Zn, Cu, Ni, Co, Ga, Mn, Tl) в почвах воронок от артиллерийских обстрелов
на кургане Саур-Могила (Донбасс, Украина) и почве городского газона г. Донецка. Установлено, что концентрация
практически всех исследованных металлов не превышает ПДК либо фонового уровня, за исключением кадмия (пре
-
вышение ПДК в 1,5–2 раза в двух пробах) и кобальта (на уровне ПДК в одной пробе). Уровень валовых и подвиж
-
ных форм Zn, Cu, Mn, Pb, Ni, Cd в почвах воронок в 2–7 раз ниже, чем в техногенно загрязнённом городском газоне.
Суммарный показатель загрязнения Z
c
значительно ниже категории «допустимая». Показатель степени подвижности
исследованных металлов S
n
свидетельствует об их незначительной подвижности, за исключением кислоторастворимых
форм свинца. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости дальнейшего систематического мониторинга
почв мест боевых действий в Донбассе, а также опровергают гипотезу о влиянии содержания токсичных металлов в
почве на наблюдаемое изменение состава и структуры растительного покрова ландшафтного парка «Донецкий кряж».
Ключевые слова
токсичные металлы, валовое содержание, подвижные формы, почвы, воронки от артиллерийских обстрелов, почва городского газона
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-3-033-039
Просмотров:10
Выпуск: 3
Год: 2018
Название
Сравнительный анализ качества артезианских вод
Раздел
Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Авторы
Т. Н. Ашурбекова, Н. Г. Исаева, А. Н. Мурзаева, Э. М. Мусинова, З. Г. Гаджимусаева, Р. Н. Абдурагимов
Аннотация
В статье рассматривается проблема содержания токсичных элементов: кадмия (Cd), свинца (Pb) и мышьяка
(As) в артезианских скважинах ст. Червленная (Шелковского района), ст. Наурская (Наурского района),
ст. Петропавловская (Грозненского района) Чеченской Республики и их влияние на здоровье населения. Присутствие
тяжёлых металлов в артезианских скважинах исследуемых источников можно объяснить геологическим строением
территории Чеченской Республики, которая находится на породах юрского и палеогенового периодов. Исследования
показали превышение ПДК такого потенциально опасного элемента, как кадмий: в воде станицы Червленная – в 5;
ст. Наурская – в 7; ст. Петропавловская – в 9 раз. В воде всех скважин содержание свинца превышает значение ПДК
в 4–5 раз. Также в этих водах содержание мышьяка превышает ПДК: в воде ст. Червленная – в 4,8; ст. Наурская –
в 1,5; ст.
Петропавловская – в 6,2 раза. Все обнаруженные элементы обладают кумулятивным и токсическим
действием и являются канцерогенными. На основе многолетнего изучения здоровья населения на территории
Чеченской Республики отмечается тенденция роста онкозаболеваемости среди населения.
Развитие планктонных сообществ в условиях антропогенной гидротермали
Раздел
Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Авторы
Н. А. Ташлыкова, Е. Ю. Афонина
Аннотация
Стандартными гидробиологическими методами изучена планктонная флора и фауна термальной зоны водоёма-
охладителя Харанорской ГРЭС (Забайкальский край). В составе фитопланктона отмечено 40 таксонов водорослей,
в составе зоопланктона – 25 видов беспозвоночных. В альгоценозе доминировали Chlorophyta, Bacillariophyta и
Crysophyta, составляя 80% от общего числа таксонов. В зоопланктоценозе 40% от общего числа видов приходилось на
долю Rotifera. Показано, что состав доминирующего комплекса носит сезонный характер. Определены количественные
характеристики фито- и зоопланктона. На примере некоторых гидробионтов (водорослей и беспозвоночных) отмечено,
что основной реакцией на увеличение термальной нагрузки является смещение и удлинение сроков их развития. Для
абиотических параметров определена обратная корреляция температуры поверхностного и придонного слоёв воды
с прозрачностью и содержанием нитратов. Для биотических характеристик планктона статистически выявлено, что
основными факторами, влияющими на развитие организмов толщи воды антропогенной гидротермали водохранилища,
являются температура, катионный и анионный состав вод, а также содержание взвешенных веществ.
Ключевые слова
фитопланктон, зоопланктон, численность, биомасса, антропогенная гидротермаль, метод главных компонент, водоём-охладитель Харанорской ГРЭС
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-3-048-054
Просмотров:11
Выпуск: 3
Год: 2018
Название
Миграция поллютантов и загрязнение подземных вод при добыче железных руд
Раздел
Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Авторы
Ю. А. Бабушкина, Н. Н. Назаренко
Аннотация
В статье рассмотрена проблема миграции химических поллютантов водной среды и загрязнение подземных
вод при добыче железных руд на примере АО «Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное
объединение» (Казахстан).
Проанализированы пробы подземных вод, отобранные в период 2012–2016 гг., по
следующим показателям:
рН, содержание сухого остатка и взвешенных веществ, содержание ионов кальция,
магния, сульфат-, хлорид-, фосфат-, гидрокарбонат-, нитрат-, нитрит-ионов, азота аммонийного, железа общего,
нефтепродуктов, соединений алюминия, свинца, цинка, никеля, кобальта, марганца и бора
. Полученные результаты
свидетельствуют, что величины концентрации сульфатов, хлоридов, нитратов, нитритов, азота аммонийного,
соединений бора, марганца, содержание сухого остатка в подземных водах непосредственно в районе добычи
превышают их предельно допустимые значения. При этом за пределами санитарно-защитной зоны предприятия
превышения концентраций загрязняющих веществ не обнаружено, что свидетельствует о незначительной миграции
поллютантов за пределы санитарно-защитной зоны предприятия.
Ключевые слова
миграция химических загрязнителей, горнодобывающее предприятие, железная руда, техногенное загрязнение, подземные воды
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-3-055-061
Просмотров:8
Выпуск: 3
Год: 2018
Название
Экология и структура ценопопуляций Goodyera repens (L.) R. Br. (Orchidaceae) на Северном Урале
Раздел
Популяционная экология
Авторы
И. А. Кириллова, С. В. Дёгтева, Ю. А. Дубровский, А. Б. Новаковский
Аннотация
Приведены сведения об экологии, фитоценотической приуроченности и структуре ценопопуляций представителя
семейства Орхидные
Goodyera repens
(L.) R. Br. на территории Северного Урала. Данный вид встречается в сообществах
всех лесных формаций, распространённых в районе исследования, но чаще произрастает в фитоценозах ассоциации
Piceetum myrtilloso-hylocomiosum
. Предпочитает экотопы со средне влажными, слабокислыми, бедными почвами,
растет под пологом леса в условиях полутени. Образует небольшие полночленные ценопопуляции, численностью
до 500 побегов. Средний онтогенетический спектр всех изученных ценопопуляций вида на данной территории
(8,7:39,8:37,7:13,8 (j:im:v:g)) соответствует базовому спектру
G. repens
. Можно заключить, что вид достаточно хорошо
адаптирован к условиям Северного Урала, где сосредоточены большие массивы малонарушенных лесов и имеется
множество подходящих для вида мест произрастания.
Ключевые слова
Goodyera repens (L.) R. Br., орхидные, структура ценопопуляций, Северный Урал
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-3-062-068
Просмотров:7
Выпуск: 3
Год: 2018
Название
Антропогенные адаптации репродуктивной биологии условно-синантропных птиц
Раздел
Популяционная экология
Авторы
Л. Кучар, А. В. Барановский, Е. С. Иванов, Д. В. Виноградов, Я. Лесны, А. В. Щур
Аннотация
Статья посвящена исследованию механизмов синантропизации и экологической сегрегации птиц в
антропогенных ландшафтах. В работе представлены данные об адаптивности антропогенной специфики гнездового
поведения у серой мухоловки, условно-синантропного вида птиц. Этот вид повсеместно проявляет склонность к
синантропизации, однако в наиболее урбанизированных частях городов практически не встречается, предпочитая
умеренно преоборазованные местообитания. Показано, что антропогенный ландшафт способствует формированию у
птиц новых форм поведения, которые являются ответом на особенности среды, однако не все из этих форм адаптивны,
некоторые представляют собой своеобразные экологические ловушки. Такие особенности поведения не повышают,
а даже снижают репродуктивный потенциал птиц, что не всегда просто установить, поскольку в целом результаты
размножения синантропной популяции могут оказаться выше, чем у дикой, за счёт иной интенсивности воздействия
лимитирующих факторов среды.
Представлены данные анализа особенностей гнездования и репродуктивного успеха диких и синантропных
популяций. Отмечается, что у серой мухоловки в антропогенном ландшафте существует специфика всех основных
репродуктивных показателей, которая представляет собой результат реакции птиц на особенности синантропных
экосистем и неравнозначного воздействия на них одних и тех же факторов среды в условиях природных и
антропогенных биоценозов. Она проявляется в первую очередь в изменении сроков репродуктивного периода,
а также широком использовании антропогенных оснований для закрепления гнёзд. Отмечен также более
высокий репродуктивный успех в антропогенном ландшафте, что мы связываем с более благоприятным для птиц
микроклиматом, и иным, чем в природе, соотношением специализированных и неспециализированных хищников
(преобладанием последних).
Специфика “цветения” почвы в сельскохозяйственных и урбанизированных экосистемах
Раздел
Популяционная экология
Авторы
Л. В. Кондакова, Л. И. Домрачева, И. А. Кондакова
Аннотация
Проведено изучение видового состава и количественных характеристик организмов, формирующих «цветение»
почвы в природных, агрогенных и урбанизированных экосистемах. В природных экосистемах развитие сообществ
водорослей и цианобактерий проходит последовательные сукцессионные стадии от одноклеточных зелёных и жёлто
-
зелёных водорослей, нитчатых зелёных водорослей и безгетероцистных цианобактерий и заканчивается развитием
гетероцистных цианобактерий. «Цветение» пахотных почв имеет ряд особенностей, независимо от места возникно
-
вения, сезона, типа почвы, доминирующих группировок. Среди доминантов «цветения» наиболее часто встречаются
цианобактерии и зелёные водоросли р.р.
Cylindrospermum, Nostoc, Anabaena, Klebsormidium
и др. В агроценозах про
-
слеживается чёткая связь между дозами и сроками вносимых удобрений и уровнем развития наземных разрастаний.
Городские почвы подвергаются более интенсивным и разнообразным нагрузкам, чем сельскохозяйственные и почвы
природных экосистем. Определение видового состава фототрофов показало, что в конце лета наземные биоплёнки
представляют собой многовидовые сообщества с доминированием различных видов цианобактерий и диатомовых
водорослей. Плотность клеток в пленках «цветения» чрезвычайно велика и колеблется в разных зонах города от 18 до
47 млн клеток /см
2
. Многообразие городских поллютантов даёт пёструю картину развития фототрофных группировок.
Биодеградация растительных отходов и получение плодовых тел при культивировании ежовика гребенчатого (Hericium erinaceus)
Раздел
Агроэкология
Авторы
А. А. Широких, Ю. А. Злобина, И. Г. Широких
Аннотация
Разработка технологий биодеградации растительных отходов в целях получения новых полезных продуктов способна
не только уменьшить загрязнение окружающей среды, но и обеспечить сырьевую базу биотехнологии. В работе изучали
возможность применения базидиального ксилотрофного гриба
Hericium erinaceus
в качестве деструктора растительных
отходов с одновременным получением хозяйственно ценной вторичной продукции. В качестве питательного субстрата
для получения плодовых тел гриба использовали смеси соломы, дубовых опилок и зерна овса в различных соотношениях.
Продуктивность сырого уплотнённого субстрата рассчитывали как отношение массы плодовых тел грибов, получаемых
с одного сосуда, к исходной массе субстрата. Об интенсивности разложения субстрата судили по убыли его биомассы за
период культивирования гриба. Показано, что для достижения высокой степени биодеградации целлюлозо- и лигнин
-
содержащих отходов и получения максимального урожая грибов в состав питательного субстрата необходимо включать
легкогидролизуемый зерновой компонент в количестве не менее 30 об. %. Изменяя концентрацию зерна, можно регу
-
лировать скорость роста мицелия, выход плодовых тел гриба и степень биодеградации субстрата.
Способ переработки лигнинсодержащих отходов целлюлозно-бумажной промышленности с получением сорбентов для очистки сточных вод
Раздел
Экологизация производства
Авторы
Я. И. Вайсман, И. С. Глушанкова, Е. С. Ширинкина, С. Ф. Давлетова
Аннотация
Наиболее экологически опасным объектом на целлюлозно-бумажных предприятиях является производство
целлюлозы, которое сопровождается образованием жидких отходов – отработанных щёлоков, содержащих
лигносульфонаты, утилизация которых является сложной технологической проблемой. Несмотря на возможность
применения жидких лигносульфонатов в качестве поверхностно-активных веществ, реагентов для приготовления
буровых растворов, связующего в производстве древесно-стружечных, древесноволокнистых плит, масштабы
их использования ограничены, что связано с непостоянством состава и структуры отходов. Лигносульфонаты
практически не подвергаются биологической деструкции, и размещение их на полигонах захоронения приводит к
длительным негативным воздействиям на объекты окружающей среды, сжигание отходов сопровождается эмиссиями
токсичных веществ и требует значительных затрат на технологии очистки отходящих газов.
Одним из направлений переработки лигносульфонатов является их термическая деструкция с получением
углеродных сорбентов, что позволяет не только утилизировать отходы, но и получить дешёвые сорбционные
материалы для очистки сточных вод и газовых выбросов.
В работе представлены результаты исследования процессов термохимического пиролиза лигносульфонатов,
образующихся при получении целлюлозы из щепы берёзы, с получением углеродных сорбентов, установлены
основные факторы, влияющие на выход сорбента, его физико-химические и сорбционные свойства: температура
пиролиза, длительность обработки, соотношение лигносульфонат : гидроксид калия.
Установлено, что полученные образцы сорбентов обладают высокой удельной поверхностью (720–1080 м
2
/г)
и сорбционной активностью, по техническим характеристикам, параметрам пористой структуры не уступают
активному углю марки АГ-3, широко используемому для очистки сточных вод. Особенностью углеродных сорбентов
из лигносульфонатов является повышенная анионообменная способность. Обоснована возможность использования
сорбентов для очистки сточных вод, содержащих бихромат - ионы. Статическая сорбционная ёмкость по Cr(VI)
составила 49,0 мг/г.
Модифицированные сорбенты на основе шлама содового производства для извлечения ионов тяжёлых металлов из водных растворов и сточных вод
Раздел
Экологизация производства
Авторы
И. С. Глушанкова, Е. В. Калинина, Е. Н. Демина
Аннотация
Очистка промышленных и поверхностных сточных вод от ионов тяжёлых металлов (ИТМ) до нормативных
требований к сбросу очищенных сточных вод в природные водоёмы является одной из сложных экологических
и технологических проблем. Для глубокой очистки сточных вод от ИТМ наиболее перспективно использование дешёвых
сорбентов, полученных из отходов производства. Одним из многотоннажных отходов технологии неорганических
веществ является шлам, образующийся при получении кальцинированной соды аммиачным методом Сольве.
В настоящее время шламы складируются в шламонакопителях и являются длительным источником загрязнения
объектов окружающей среды. Научные разработки по утилизации шламов с получением строительных материалов
и др. не нашли широкого практического использования, что связано с неоднородностью гранулометрического
и химического состава отходов.
Проведённый рентгенофазовый анализ и исследования физико-химических и химических свойств образцов
отходов показал, что его основными компонентами являются карбонат кальция (кальцит) и гидроксид кальция
(портландит). Известно, что природный карбонат кальция (известняк, доломит) способен к извлечению ИТМ из
водных растворов с образованием менее растворимых основных солей, карбонатов, и гидроксокарбонатов ТМ.
Установлено, что образцы шлама обладают высокой сорбционной активностью при извлечении ионов меди(II)
и цинка из низко концентрированных растворов (сорбционная ёмкость из растворов с концентрацией ИТМ
50 мг/дм3 по ионам меди составляет 35,0 мг/г, сорбционная ёмкость по ионам цинка – 40 мг/г). Для повышения
эксплуатационных свойств образцов шлама разработан способ его модификации с получением гранулированного
сорбента, заключающийся в обработке отхода силикатом натрия. Исследовано влияние дозы силиката натрия в составе
сорбента на механическую прочность и сорбционные свойства полученных образцов. Установлено, что введение 8,6%
SiO2 в шлам приводит к повышению механической прочности на истирание с 50 до 80%, и не оказывает значительного
влияния на сорбционную активность материала. Выявлены кинетические и сорбционные закономерности извлечения
ионов меди(II) и цинка на модифицированных сорбентах. На основании анализа полученных изотерм адсорбции
определены константы адсорбционного равновесия и максимальные величины адсорбции (Amax(Cu2+) = 50,8 мг/г;
Amax(Zn2+) = 97,1 мг/г). Полученные сорбционные материалы можно рекомендовать для очистки поверхностных
и сточных вод от ИТМ.
Получение экологически безопасных строительных материалов на основе отработанного формовочного песка сталелитейного производства
Раздел
Экологизация производства
Авторы
Я. И. Вайсман, К. Г. Пугин, Л. В. Рудакова, И. С. Глушанкова, К. Ю. Тюрюханов
Аннотация
Объектом исследования выступал отработанный формовочный песок одного из типичных сталелитейных
предприятий. Оценка эмиссии загрязняющих веществ из состава отработанного формовочного песка показала
их низкую эмиссионную и биологическую активность, что позволило разработать технологию его утилизации с
получением экологически безопасного строительного материала. Проведённые исследования физико-механических
свойств отработанного формовочного песка показали, что он пригоден для использования в качестве минерального
заполнителя при производстве асфальтобетонных смесей. Исследования образцов асфальтобетона в составе,
которого в качестве мелкого минерального заполнителя использован отработанный формовочный песок, показали,
что он удовлетворяет требованиям ГОСТ 9128-2013. Физико-механические показатели асфальтобетонной смеси
соответствуют асфальтобетону типа Б I марки. Предлагаемая технология утилизации возможна без значительных
капитальных вложений на большинстве сталелитейных предприятий. Реализация данной технологии позволит
снизить техногенную нагрузку на окружающую среду в местах размещения сталелитейных предприятий.
Ключевые слова
формовочный песок, утилизация, асфальтобетон, отходы производства, строительные материалы
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-3-109-115
Просмотров:6
Выпуск: 3
Год: 2018
Название
Популяционно-биологические предпосылки экспансии ретровирусов крупного рогатого скота
Раздел
Социальная экология
Авторы
Д. Абдессемед, Е. С. Красникова, В. А. Агольцов, А. В. Красников
Аннотация
Целью настоящих исследований явилось выявление популяционных и биологических предпосылок
распространения ретровирусных инфекций среди крупного рогатого скота. Особое внимание уделялось таким
аспектам как порода и возраст животных, форма владения, биологические особенности ретровирусов. Bovine
leukemia virus (BLV) и bovine immunodeficiency virus (BIV) являются ретровирусами, вызывающими хронические
неизлечимые заболевания крупного рогатого скота. Данные возбудители имеют филогенетическую связь с подобными
патогенами человека. Существует вероятность передачи вирусов от животных человеку через контаминированные
продукты питания. Методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) были исследованы 773 пробы крови Черно-
пестрого, Голштинского и Симментальского скота, коров породы Казахская белоголовая и беспородных животных
из различных районов Саратовской области. Исследования показали, что BLV и BIV широко распространены среди крупного рогатого скота Саратовской области: 30,5 и 39,8% в среднем, соответственно. Уровень инфицированности
значительно варьирует в зависимости от половозрастной группы и формы владения скота. Степень BIV и BLV-
инфицирования увеличивается с возрастом животных, особенно среди фермерского скота. Немаловажной
особенностью ретровирусных инфекций крупного рогатого скота в Саратовской области является высокий уровень
ретровирусной коинфекции – в среднем 25,2%. Клинические проявления BIV-инфекции, подтвержденной
лабораторными исследованиями, наиболее часто регистрировались среди скота в возрасте 5–10 лет. Для выяснения
диагностической ценности серологического и молекулярно-генетического методов диагностики энзоотического
лейкоза крупного рогатого скота, 271 проба крови была исследована параллельно методами ПЦР и РИД (реакция
иммунодиффузии). Сравнительный анализ показал, что диагностическая эффективность РИД относительно ПЦР
составляет 30,8%. Учитывая биологические особенности ретровирусов, ПЦР-анализ может быть рекомендован в
качестве скринингового метода выявления BLV-инфекции, особенно при карантинировании ввозимого из-за границы
скота. В стадах с высоким уровнем BLV-инфекции, крупный рогатый скот необходимо исследовать на наличие BIV,
чтобы остановить экспансию ретровирусов крупного рогатого скота.
Ключевые слова
полимеразная цепная реакция, реакция иммунодиффузии, ретровирусы, энзоотический лейкоз крупного рогатого скота, иммунодефицит крупного рогатого скота, распространение, диагностика
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-3-116-124
Просмотров:6
Выпуск: 2
Год: 2018
Название
Формирование и оценка фиторегуляторного потенциала мультивидовых биоплёнок на основе Fischerella muscicola
Раздел
Химия природных сред и объектов
Авторы
Л. И. Домрачева, И. Г. Широких, Е. В. Товстик, С. Г. Скугорева, Е. Н. Резник
Аннотация
В статье представлены результаты опытов по изучению особенностей формирования биоплёнок на основе двух- и трёхкомпонентных ассоциаций микроорганизмов с участием цианобактерии (ЦБ) Fischerella muscicola 300, стрептомицета Streptomyces wedmorensis 38.11 и микромицета Fusarium avenaceum 7/2. Показано, что при интродукции микроорганизмов в стерильную почву на её поверхности за три месяца экспозиции на свету,в вариантах с монокультурой ЦБ и с трёхкомпонентной ассоциацией формируются разрастания (биоплёнки) с плотностью популяций фототрофного компонента, превышающей 50 млн кл./см2. Агрегирование клеток в подобных биоплёнках связано не только с выделением полисахаридной слизи ЦБ, но и с созданием сетчато-нитчатой структуры
разрастания за счёт нитей ЦБ и мицелия гетеротрофных партнёров, суммарная длина которых может достигать показателей, превышающих 400 м/см2. В опытах с инокуляцией семян Triticum aestivum L. установлено, что двухкомпонентную ассоциацию Fischerella muscicola + Streptomyces wedmorensis в перспективе можно использовать
в качестве биологического агента для ограничения развития фузариозной инфекции в ризосфере высшего растения.
Ключевые слова
цианобактерии, стрептомицеты, микромицеты, биоплёнки, плотность популяций, ризосфера, микробная инокуляция.
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-2-117-124
Просмотров:65
Выпуск: 2
Год: 2018
Название
Degradation of Acid Orange 7 in a persulphate-bisulfite system under visible light
Раздел
Природопользование и потребление природных ресурсов
Авторы
Heng Zhong, Jia Fang, Lei Sun, Hui Zhao, Aihua Xu, Dongsheng Xia, A. V. Nevsky
Аннотация
Textile industry is one of the most significant manufacturing sectors that produce large volumes of highly polluted and toxic wastewater. Dyes represent an important part of waste effluents. In this study, the degradation of Acid Orange 7 dye (AO7) in a persulfate-bisulfite (PS-BS) system under visible (Vis) light (wavelength more than 420 nm) was performed. All batch experiments were conducted in a 100 mL undivided glass beaker containing 50 mL solution at about 25 оC without irradiation or under irradiation by a direct exposure visible light power supply (CHF-XM-500W) from
Beijing Trusttech Co. (China). After the desired amounts of AO7 and PS in 50 mL of the aqueous solution were added into the reactor, the reaction was initialized by adding BS. To monitor the degradation process of AO7, solution samples were taken out at given reaction time intervals and measured immediately on a METASH UV-5500PC spectrophotometer under the maximum absorption wavelength (484 nm) to record the temporal UV-vis spectral variations of the dye. The related reaction progress was monitored using the UV-vis absorption spectra of AO7 in terms of the percentage of
degraded azo-dye. The activities of different systems including BS/Vis, PS/BS, PS/Vis and BS/PS/Vis were evaluated. It was found that the efficiency of PS/Vis system was negligible, and almost 29 and 40% of AO7 was oxidized by BS/Vis and BS/PS within 30 min, and it was further improved to almost 94% within 30 min by BS/PS/Vis system at room temperature. Various operational parameters, such as PS concentration, BS concentration and initial pH were investigated to optimize the process.
Some aspects of aluminum detoxifying in plants: phytotoxic and genotoxic effects
Раздел
Экотоксикология
Авторы
B. I. Synzynys, L. N. Ulyanenko
Аннотация
The separate and combined impacts of aluminum, manganese and silver ions on onion (Allium cepa L.) have been studied. The experiments have been performed in several series with different solutions of metal salts: AlCl3 • 6H2O,KMnO4, MnCl2 • 4H2O for the first and second series and Al(NO3)3 and AgNO3 – in third series. The ion concentrations of all studied metals amounted to 1 MPC according to the Russian health legislation and were 0.5 mg/L for Al,0.1 mg/L for Mn and 50 mg/L for Ag. The phytotoxic effect and genotoxic effect (such as mitotic index and the frequency
of chromosome aberrations) were estimated. It was showed that aluminum ions promote negative processes in all our experiments. We found that manganese in combined presence in solution with aluminum reduced the phytotoxic and genotoxic effects aluminum on Allium cepa: the coefficients of antagonism calculated for frequency of aberrant cells and mitotic index are equal to 0.2. We have the same tendency for the silver ions. Taking into account our previously obtained data (the reducing of genotoxic effect of aluminum ions by iron ions) it is possible to conclude about similar mechanism for manganese (regardless of valency) and silver. Thus our results demonstrated this unique and at the same time universal mechanism of interaction between two metals (aluminum and other) and their detoxification effect in plant. We anticipate our assay to be a new starting point in investigation of detoxification mechanisms for heavy metals in plants: it is found that a combination of several metals reduces the negative action of each of them.
Ключевые слова
aluminum, manganese ions, silver ions, barley, separate and combined action, phytotoxicity and cytogenotoxicity of aluminum, antagonism indicies
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-2-107/2-112
Просмотров:23
Выпуск: 2
Год: 2018
Название
Comprehensive chemical-toxicological research of copper(II) sulfate solutions containing reduced glutathione
Раздел
Экотоксикология
Авторы
E. I. Lyalina, A. I. Fokina, T. Ya. Ashikhmina, A. S. Olkova, E. V. Beresneva, L. V. Darovskikh, A. S. Yarmolenko
Аннотация
The composition and toxicological properties of copper(II) sulfate solutions containing reduced glutathione (GSH)have been studied. It was found that complex compounds Cu2+ with GSH are formed in the solution in the Cu(II):GSH molar ratios 1:1, 1:2, 1:3, 1:4. Simultaneously with the formation of complexes in solutions, oxidation-reduction reactions occur, accompanied by the formation of active forms of oxygen and oxidized glutathione (GSSG). All the described processes lead to a decrease in the active concentration of Cu2+. The toxicological properties of solutions with a molar ratio of Cu(II):GSH 1:1, 1:2, 1:4 were determined. For this purpose, test objects of different systematic accessory were used: cyanobacterium Nostoc linckia 271, crustaceans Daphnia magna Straus, infusoria Raramecium caudatum Ehrenberg and bioassay “Ecolum” . The chemical composition of solutions was correlated with toxicity. Reduced glutathione has a protective effect on daphnia, which is most pronounced in the variant 1Cu(II):4GSH. However, the level of viability of cyanobacteria, in contrast to hydrobionts, decreases in the 1:1 → 1:2 → 1:4 range. The decrease is due to the bioaccumulation of copper, which increases with the increase in the fraction of reduced glutathione. Such an effect may be formed
by complex compounds, which is consistent with the literature data. For D. magna, such a relationship is not observed, the resulting compounds and reduced glutathione do not affect the accumulation of metal.
Ключевые слова
reduced glutathione, copper(II) ions, bioassay, active forms of oxygen
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-2-101/2-107/1
Просмотров:17
Выпуск: 2
Год: 2018
Название
Оценка загрязнения почв рекреационных территорий промышленного города соединениями тяжёлых металлов и мышьяка
Раздел
Экотоксикология
Авторы
Т. А. Трифонова, А. А. Подолец, О. Г. Селиванов, А. А. Марцев, А. А. Подолец
Аннотация
В статье представлены результаты определения валового содержания тяжёлых металлов (ТМ) и мышьяка в городских почвах рекреационных территорий г. Кольчугино Владимирской области. Наиболее загрязнены рекреационные территории города, которые находятся рядом с промышленной зоной и в центральном районе. Содержащиеся в почвах города Pb, As, Zn, Cu, Ni, Co и Cr, согласно проведённому пространственному корреляционному
анализу находятся примерно в равных соотношениях на всех реперных участках, что может свидетельствовать о совместном поступлении этих поллютантов. С целью получения научно-обоснованных результатов антропогенного накопления ТМ и мышьяка в почве, был проведён анализ отношения содержания поллютантов в верхнем слое к его содержанию в нижнем по коэффициенту радиальной дифференциации (R). Установлено, что поллютанты
концентрируются главным образом в верхних слоях почвы, а их накопление имеет антропогенный характер. Для выявления приоритетных загрязнителей использовался показатель накопления (Пн), который убывает в ряду: Cu > Zn > Pb > Ni > As > Co = Cr > V > Sr. По рассчитанному уровню загрязнения почвенного покрова отдельными
поллютантами (Ко), были установлены превышения ПДК в следующем ряду: Zn > Cu > As > Pb > Ni. Наибольшие значения коэффициента опасности (Ко) отмечены в районе завода «Кольчугцветмет». Проведённый корреляционный анализ между концентрациями поллютантов выявил статистически достоверные положительные зависимости (р < 0,05) между Pb, As, Zn, Cu, Ni, Co и Cr. Исходя из этого, можно предположить, что эти элементы поступают
в почву города из одного источника.
Ключевые слова
тяжёлые металлы, серая лесная почва, рекреационные территории, коэффициент радиальной дифференциации, показатель накопления, коэффициент опасности
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-2-094-101/1
Просмотров:38
Выпуск: 2
Год: 2018
Название
Technology for conversion of whey into organic-mineral fertilizers with amino acids
Раздел
Экологизация производства
Авторы
Yu. N. Terentyev, N. V. Syrchina, T. Ya. Ashikhmina, А. V. Sazanov, M. L. Sazanova, V. A. Kozvonin, D.V. Petukhov
Аннотация
Rational processing of whey is one of the most important problems of the dairy industry. Less than 50% of this waste is processed in Russia. Unprocessed whey is discharged into the sewage systems, which significantly increases the degree of contamination of the process waste water. Basically, processing of whey in commodity products is limited by economic factors. At the enterprises of small and average capacity high costs of introducing processing technologies do not pay off proceeds from realization of the received products. The authors of the research have used the method of cryogenic concentration (freezing) which provided the complete conservation of bioactive substances (proteins, vitamins,enzymes) in whey. Proteins of the received concentrate were subjected to enzymatic hydrolysis to free amino acids. The
mineral salts complex (which contains plant-available forms of nitrogen, phosphorus, potassium, magnesium and trace elements) was dissolved in the hydrolysate. As a result, the researchers have got a marketable product – liquid organicmineral
fertilizer with natural amino acids. Whey-fraction that remained after cryogenic concentration contained no more than 1.2% of dry substances. For its removal there was used glauconite-containing efel as sorbent (the waste of phosphorite ore enrichment, it is a quartz-glauconite sand containing up to 45% glauconite). The waste sorbent was dried up and used as the second commercial product – solid organic-mineral fertilizer (S-OMF). The S-OMF included only natural ingredients, which made this product suitable for use as a fertilizer in natural farming systems.
The simplicity and high market value of the received marketable products make it economically viable to introduce the proposed technology into practice. The calculated payback period of the offered technology at the enterprises of a
mean power is less than two years.
Модификация шламов содового производства для получения нефтяных сорбентов
Раздел
Экологизация производства
Авторы
Е. В. Калинина, И. С. Глушанкова, Л. В. Рудакова
Аннотация
В настоящее время объём накопленных шламов содового производства составляет более 50 млн т, в связи с чем актуальным является вопрос их утилизации. В работе представлены результаты исследований по получению нефтяных сорбентов на основе шламов содового производства, основным компонентом которого является карбонат кальция. Реагентная модификация шламов содового производства позволяет получить материалы, обладающие
сорбционной активностью к нефти и нефтепродуктам. Установлено, что нефтеёмкость образцов исходных шламов содового производства составляет по бензину 0,95; по моторному маслу – 0,9; по нефти – 0,75 г/г. Реагентная обработка шламов содового производства метилсиликонатом натрия или метилсиликонатом калия, увеличивает
нефтеёмкость по бензину на 30%; по моторному маслу – на 80%; по нефти – на 73%. Полученные сорбенты могут быть использованы для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с твёрдых поверхностей. Для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с поверхности водных объектов могут быть рекомендованы
шламы содового производства фракции менее 0,1 мм, полученные модификацией метилсиликонатом натрия или метилсиликонатом калия с рабочей дозой действующего вещества 1,5–1,8% мас. и нагреванием до температуры 90 оС. С использованием результатов данных исследований могут быть решены две природоохранные задачи:
получены новые нефтяные сорбенты и предложен способ утилизации шламов содового производства. Стоимость нефтяных сорбентов на основе отходов будет невысокой, за счёт нулевой стоимости исходного сырья – отходов содового производства.
Зависимость теплотехнических свойств твёрдых коммунальных отходов от их компонентного и фракционного состава
Раздел
Экологизация производства
Авторы
С. В. Полыгалов, Г. В. Ильиных, В. Н. Коротаев
Аннотация
Теплотехнические свойства твёрдых коммунальных отходов (ТКО), в частности, их влажность, зольность и теплота сгорания определяют эффективность методов термической утилизации отходов, интерес к которым в России в настоящее время растёт. Разнородность ТКО приводит к сложностям определения их теплотехнических
свойств и обусловливает актуальность проведения комплексных исследований фракционного и компонентного состава ТКО с выделением достаточно однородных компонентов, отбором и лабораторными исследованиями проб таких компонентов на содержание влаги и зольного остатка. В статье представлен апробированный методический подход к исследованиям ТКО, включающий проведение натурных полевых исследований компонентного и фракционного состава ТКО и анализ их влажности и зольности в условиях лаборатории с последующим расчётом теплотехнических свойств потока ТКО в целом. Отличительной особенностью данного подхода являются обеспечение представительности отбираемых проб ТКО и отдельных компонентов, учёт сезонных и недельных колебаний состава отходов, а также выделение большого числа компонентов в составе ТКО и раздельные исследования их влажности и зольности во фракциях разного размера. Полученные в ходе таких исследований результаты и установленные зависимости позволяют максимально информативно моделировать состав, теплоту сгорания и другие свойства потоков, получаемых при разных технологиях обработки ТКО, в том числе механической, ручной и оптической сортировке, а также обоснованно подбирать технологии и оборудование для достижения заданных показателей качества отходов.
Ключевые слова
твёрдые коммунальные отходы, компонентный состав отходов, фракционный состав отходов, влажность, зольность, теплота сгорания
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-2-070-078
Просмотров:7
Выпуск: 2
Год: 2018
Название
Оценка состава и микроструктуры алюмосодержащего отхода для обоснования направлений его использования
Раздел
Экологизация производства
Авторы
А. А. Мартынова, Г. М. Батракова
Аннотация
Комплексная переработка промышленных отходов с извлечением ценных компонентов и использованием отходов в качестве вторичных материальных ресурсов обеспечивает снижение антропогенной нагрузки на компо ненты окружающей среды. В процессе термического уничтожения энергонасыщенных материалов образуется отход с большим содержанием оксида алюминия. Для определения направлений использования алюмосодержащего отхода проведено исследование его состава и микроструктуры. Использованы методы сканирующей электронной микроскопии и методы количественного физико-химического анализа. Для исследования были подготовлены
строительные образцы с добавками отхода и образцы отхода, очищенного минеральными кислотами и водой. Состав изучаемого алюмосодержащего отхода соответствовал требованиям к сырьевым материалам, используемым в качестве упрочняющей добавки в цементных смесях, жаростойких растворах (бетонах) и при изготовлении вяжущих веществ. Уплотнение структуры исследованных образцов сферическими частицами Al2O3 влияло на прочностные характеристики образцов на основе гипса с добавкой шлама. Проведено сравнение физико-механических характеристик образцов с 15- и 30%-ным содержанием отхода с результатами испытаний контрольного образца гипса. Исследование икроструктуры и элементный анализ отхода, очищенного минеральными кислотами, показали,что состав включений неоднороден. Обработка кислотами и водой эффективны для освобождения алюмосодержащего отхода от примесей, массовое содержание алюминия в очищенных образцах увеличивалось. Результаты оценки состава и структуры отхода могут быть использованы при объяснении процессов формирования структуры новых материалов на алюмокислородной основе, процессов структурообразования в керамических материалах, которые будут изготовлены с применением данного вида отхода.
Продукция органического вещества и аккумуляция углерода в напочвенном покрове еловых и берёзовых фитоценозов в предгорьях Приполярного Урала
Раздел
Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Авторы
Т. А. Пристова, С. В. Загирова, А. В. Манов
Аннотация
Определены запасы фитомассы и углерода в напочвенном покрове еловых и берёзовых фитоценозов в предгорьях Приполярного Урала. Установлено, что концентрация углерода в различных видах растений составляет 39–50% абсолютно сухого вещества. В напочвенном покрове исследованных фитоценозов растения накапливают 512–960 г/м2 органического вещества, в том числе углерода 250–409 гС/м2. Более 50% углерода фитомассы сосредоточено в надземных органах растений. Углерод в ежегодной продукции надземной фитомассы составляет 44–62%,в подземной – 31–36% общего запаса, из них 86–95% поступает в опад. Ежегодно в истинном приросте запас углерода в растениях напочвенного покрова еловых фитоценозов составляет 11–20 гС/м2, в березняке – 9 гС/м2.
Реакция лишайников на загрязнение среды при добыче бокситовой руды в таёжной зоне
Раздел
Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Авторы
Т. К. Головко, М. А. Шелякин, И. Г. Захожий, Г. Н. Табаленкова, Т. Н. Пыстина
Аннотация
Представлены данные о функциональном состоянии трёх видов лишайников (Hypogimnia physodes, Lobaria pulmonaria и Peltigera aphthosa), обитающих на участках с разной степенью загрязнения в зоне влияния Средне-Тиманского бокситового рудника. Установлено, что загрязнение среды бокситовой пылью приводило к накоплению в талломах металлов, особенно алюминия и железа, значительная часть которых локализовалась на
поверхности лишайников. Во внутриклеточной фракции обнаружено от 3–10% (Mn, Fe, Al, Cr, Pb) до 40% (Cu)всего их количества. На импактных участках отмечали снижение на 10–15% содержания в биомассе углерода – продукта ассимиляционной деятельности фотобионта. Лишайники с загрязнённых участков отличались высоким уровнем ипопероксидации и повышенной активностью антиоксидантных ферментов, что указывает на развитие окислительного стресса. Заключили, что применение физиологических подходов в лихеноиндикации является эффективным способом мониторинга загрязнения среды и позволяет выявить первые признаки нарушений задолго до снижения жизненности и таксономического разнообразия лишайников.
Характеристика криогенного кальцита из пещеры Грандиозная (им. В. А. Ануфриева), Южный Урал
Раздел
Мониторинг антропогенно нарушенных территорий
Авторы
О. И. Кадебская, Ю. В. Дублянский
Аннотация
Открытая в 1999 г. пещера Грандиозная в республике Башкортостан является одной из крупнейших естественных карстовых полостей Урала. Спелеологическое исследование пещеры ведётся силами Салаватского клуба спелеологов(республика Башкортостан). В 2016 г. в пещере как на крупных глыбах, так на глинистом дне были обнаружены необычные кальцитовые образования, лежащие в свободном пространстве. При помощи температурного даталоггера HOBO Water Temp Pro v2 было установлено, что в гроте, где был найден кальцит, в течение всего года наблюдаются стабильные положительные температуры (колебания не превышают 0,5 оC). На основании морфологического, химического и изотопного изучения образцов, а также их 230Th/234U датирования был сделан вывод о том, что этот кальцит является криогенным. Корочки представляют собой агрегаты (размером до 6 см) разноориентированных кристаллов кальцита с примазками глины. Тональность окраски корочек зависит от количества глинистых частиц. Находка такого
кальцита, образовавшегося на переходе от позднего дриаса к пребореалу, указывает на существование в это время на Южном Урале деградирующей многолетней мерзлоты. Во время этого, довольно резкого, потепления климата, происходило активное протаивание существовавшей ранее мерзлоты, что является необходимым условием для образования
криогенного кальцита в пещерах. Разрабатываемая авторами методика определения криогенного кальцита и других морфологических форм, оставшихся после полной деградации подземных наледей, позволяет оценивать масштабы оледенения и величину его влияния на карстовые экосистемы в пределах изучаемого региона.
Identification of the thickets of Heracleum sosnowskyi using Earth remote sensing data
Раздел
Методы исследований. Модели и прогнозы
Авторы
E. V. Tovstik, T. A. Adamovich, V. V. Rutman, G. Ya. Kantor, T. Ya. Ashikhmina
Аннотация
Sosnowsky’s hogweed (Heracleum sosnowskyi Manden.) is one of the most dangerous invasive plant species,common in the European part of Russia and some European countries. Its spread threatens the biological diversity of natural ecosystems. The danger of H. sosnowskyi for the human health lies in its ability to cause skin burns. Large populations of H. sosnowskyi can be found in uncultivated fields, meadows, on the banks and in the vicinity of watercourses and reservoirs, on the outskirts of forests, and along roads. Currently in Russia, in connection with the massive
spread of H. sosnowskyi, the question is raised about the need to create a special federal target program to control this dangerous species. The data of the Earth remote sensing can provide essential assistance in planning the measures to control the spread of H. sosnowskyi. Satellite imagery provide information about localization and areas of plant communities in large areas. To monitor the distribution of H. sosnowskyi, it is possible to use multispectral as well as monochrome satellite images of high and medium resolution. In our study we used images from the Sentinel-2 satellitewith a resolution of 10 m. The detection of the foci was carried out on the territory of certain districts of the Kirov region of Russian Federation. The populations of Sosnowsky’s hogweed are well recognized visually on synthesized
color images using either three channels of the visible range (blue, green, red), or two visible (blue and green) and near infrared channel. Both variants give very close results, providing reliable identification of thickets of the hogweed.
Многофакторная модель как основа для управления качеством окружающей среды урбанизированных территорий
Раздел
Методы исследований. Модели и прогнозы
Авторы
Е. В. Сокольская, Б. И. Кочуров, Ю. А. Долгов, В. А. Лобковский
Аннотация
В статье рассматривается математический подход к управлению качеством окружающей среды урбанизированных территорий для повышения экологической комфортности проживания населения. Описана проблема управления природоохранной деятельностью с использованием многофакторной модели качества окружающей среды с учётом весовых коэффициентов важности её компонентов: атмосферный воздух, акустическое воздействие, почвенный слой, водные ресурсы, обеспеченность территории зелёными насаждениями, доступность природно-рекреационных зон. Значения весовых коэффициентов важности влияющих факторов на экологическую комфортность среды жизни определены методом экспертного оценивания. Многофакторная модель использована для детальной оценки экологического качества городской среды. Предложенный количественный подход также позволяет сравнить экологическую комфортность различных жилых районов или изучить динамику экологической комфортности конкретной городской территории.
Значительное внимание уделено научно-методическим принципам управления и формализации понятия «качество окружающей среды». Приведена стратегия природоохранного управления при экологическом обосновании различных хозяйственных решений. Представлен план мероприятий по организации оптимального управления качеством среды жилого микрорайона г. Тирасполь для повышения экологической комфортности проживания на-
селения. Дана графическая схема результатов интегрального анализа разнообразных экологических показателей и оценок для повышения комфортности окружающей среды городских территорий.
Реализация управления качеством окружающей среды урбанизированных территорий на основе многофакторной модели способствует поэтапному изменению опасных экологических состояний факторов окружающей среды, повы-
шению комфортности территории с учётом реальных предпочтений и потребностей населения.
Ключевые слова
управление качеством среды, факторы окружающей среды, экологическая комфортность, обобщённая функция желательности, экспертная оценка, комплексный показатель
DOI:
10.25750/1995-4301-2018-2-026-034
Просмотров:17
Выпуск: 2
Год: 2018
Название
Analysis of Kramer’s coral-reef food web model
Раздел
Методы исследований. Модели и прогнозы
Авторы
M. Solomonovich, I. Bica, L. Gao, А. Hailu
Аннотация
The model of a coral reef ecosystem, proposed by D.B. Kramer and published in Ecology and Society in 2008, explored the implications of changes in biological parameters and changes in economic and social interaction variables governing the fishing behaviour of anglers targeting the two fish species included in the model, herbivore and piscivore fish. This model is parametrized based on evidence provided in the literature. The recognition of multiple species in the model as well as the inclusion of adaptive harvesting behaviour may supposedly allow to explore policy or management options. This paper reviews, extends and sharpens the analysis undertaken in original article, and reveals both mathematical and interpretational mistakes in it. We use analytical and numerical methods to show that, contrary to the assertion in discussed article, some of the equilibrium outcomes are independent of the parameter values that were identified as important in this paper.
At the same time the model is highly sensitive to the setting of some parameter values as well as to the structures representing interactions in the model. We suggest ways in which the model can be modified so that it would become interpretable.
Генно-инженерный подход в решении «неразрешимых» задач ремедиации почв
Раздел
Теоретические проблемы экологии
Авторы
А. А. Гулевич, Е. Н. Баранова, И. Г. Широких, А. А. Широких
Аннотация
Сельскохозяйственное разведение растений на протяжении многих веков позволило человеческой цивилизации значительно увеличить численность населения планеты. Однако в результате хозяйственной деятельности многие её районы превратились в безводные пустыни, соляные пустоши, отвалы и терриконы, остающиеся после добычи полезных ископаемых. Практикуемые многие десятилетия классические технологии рекультивации так и не привели к эффективному решению возникших проблем, а гуманистические ценности не позволяют пойти по пути ограничения роста численности населения. В настоящем обзоре рассматриваются новые подходы, которые способны значительно повысить эффективность очистки и восстановления свойств почв, благодаря комбинативному применению нескольких биотехнологий: генетической инженерии растений и микроорганизмов; нанотехнологий
рекультивации и создания искусственных аналогов почвы, использованию новых геопластических материалов для создания искусственного ландшафта. Обсуждается принципиальная возможность создания искусственных коллабораций растений и микроорганизмов на основе потенциально устойчивых к загрязнению, способных к эффективному взаимодействию организмов.
С применением новых подходов открываются и новые возможности для восстановления экологического состояния территорий, подвергшихся деградации за тысячелетия существования человечества.
610000, г. Киров, ул. Московская, 36, редакция журнала «Теоретическая и прикладная экология». Телефон/факс: (8332) 37-02-77. e-mail: envjournal@vyatsu.ru Журнал основан в 2007 г.
ISSN 1995-4301
