Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, МГУ, Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова
Накопление фармпрепаратов и антибиотиков в окружающей среде вызывают всё большую тревогу в связи с воздействием на представителей всех звеньев трофической цепи природных экосистем. В модельных экспериментах исследовано действие широко распространённого антибиотика ципрофлоксацина на зелёные протококковые микроводоросли Sсеnedesmus quadricauda и Chlorella vulgaris в воде и в водных экстрактах почв (искусственная стандартная почва, техногрунт, дерново-подзолистая почва). По результатам оценки флуоресцентных параметров двумя разными методами (приборы Флюорат 02-5М и Water-PAM) показано, что при невысоких концентрациях антибиотика 5 и 10 мг/л наблюдалось явление гормезиса, а при повышении от 20 до 50 мг/л зафиксировано снижение фотосинтетической активности водорослей. Проведено сравнение медианной (среднеэффективной) концентрации антибиотика ЭК50, подавляющей на 50% флуоресцентные характеристики микроводорослей на 3 сутки экспозиции в разных средах. Снижение токсичности исследованной дозы ципрофлоксацина (300 мг/л) в ряду исследуемых объектов можно редставить следующим образом: вода > техногрунт > искусственная стандартная почва > дерново-подзолистая почва, что отражает процент ингибирования тест-функции относительно контроля (образцы без антибиотика) соответственно на 91,5; 80,0; 62,5 и 60,0%. В почвенной матрице ингибирующий эффект антибиотика выражен слабее (на 10–30%), что, вероятно, обусловлено протекторными свойствами гуминовых веществ, которые сорбируют антибиотик или его метаболиты.
Ключевые слова: альготестирование, экотоксичность, антибиотик ципрофлоксацин, вода, почва, гуминовые вещества
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, МГУ, Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова
Меланинообразование у грибов, используемых для индикации химического и радиационного загрязнения
почв, зависит от состава среды и условий питания. Актуальность данного исследования обусловлена оценкой индикаторной значимости меланинсодержащих грибов в разных условиях. Исследовали структуру микобиоты в образцах техногрунта из органических компостированных отходов и в натурных почвах, различающихся по содержанию тяжёлых металлов (ТМ) и доступных источников углеродного питания (Сорг.). Общую численность микромицетов, разнообразие, представленность меланинсодержащих грибов оценивали методами посева и с помощью высокопроизводительного секвенирования генома. Оба метода показали рост числа колониеобразующих единиц (КОЕ) меланинсодержащих грибов при повышении нагрузки ТМ в образцах дерново-подзолистых почв. Однако традиционным методом посева выявлено также заметное влияние содержания Сорг. на увеличение меланизированных форм в сформировавшейся микобиоте почв с ТМ. Так, в слабогумусированной почве (Сорг. = 1,3%) внесение ТМ привело к увеличению численности КОЕ меланизированных форм на 38%, в сильногумусированной (Сорг. = 3,9) – лишь на 18%. Полученные данные подтверждают положение о том, что в обеднённых углеродным питанием субстратах меланинообразование способствует повышению резистентности к окислительным стрессам.
В техногрунте из компостированных отходов, несмотря на значительное содержание ТМ, в частности, кадмия, доля меланизированных грибов невелика, что, вероятно, объясняется незрелостью грибных сообществ в отходах. Сделан вывод о большей биоиндикационной информативности метода микробиологического посева перед дорогостоящим метагеномным секвенированием и эффективности его применения в экомониторинге загрязнения почв.
Тяжёлые металлы (ТМ) в почве вызывают изменения в соотношении резистентных и чувствительных видов
грибов, механизмы взаимодействия между которыми недостаточно изучены. Цель работы – изучение устойчивости к катионам Cu и Pb и антагонистических свойств двух видов почвенных микромицетов Alternaria alternatа и Trichoderma viride. Устойчивость грибов оценивали по накоплению биомассы, диаметру колоний и интенсивности спороношения. Антагонистическую активность грибов оценивали методом встречных культур. Рассчитанные эффективные концентрации меди и свинца и индексы толерантности грибов позволили заключить, что и A. alternatа, и T. viride являются высоко устойчивыми к Сu и Pb. Обнаружены видовые различия в тест-реакциях: развитие колоний А. alternata подавляется в большей степени, чем T. viride, однако стимуляция спороношения под воздействием ТМ у альтернарии выражена сильнее по сравнению с быстрорастущей триходермой. Исследуемый штамм T. viride оказался конкурентоспособным по отношению к фитопатогенному грибу A. alternata как в среде без ТМ, так и в их присутствии. Полученные данные могут быть полезны для прогноза фитопатогенной активности микромицетов на фоне химического загрязнения и динамики накопления того или иного вида грибов в неблагоприятных экологических условиях.
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, МГУ, Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова
Представлены результаты экспериментальной обработки нефтесодержащих отходов с территории Варьеганского месторождения (Ханты-Мансийский автономный округ – Югра, Тюменская область) поверхностно-активным реагентом с целью снижения их токсичности. Эффект обработки реагентом БОК-6 образцов грунтовых нефтешламов, содержащих 7,92–18,67 масс.% нефтепродуктов (при массовом соотношении нефтешлам : реагент = 1 : 10 в течение 30 мин при 60 ºС и перемешивании 120 об/мин), проанализированный в батарее биотест-систем, показал снижение токсических свойств нефтесодержащих отходов. Об этом свидетельствуют увеличение недействующих концентраций (No Observed Effect Concentration – NOEC) водных экстрактов из очищенных нефтешламов в биотестах на дафниях Daphnia magna и инфузориях Paramecium caudatum, а также уменьшение их отрицательного фитоэффекта. При аппликатном способе фитотестирования (при контакте семян с твердой массой образцов) наблюдалась большая чувствительность семян Raphanus sativus, Avena sativa, Sinapis alba к токсическому действию исследуемых образцов, чем при элюатном (взаимодействие с водным экстрактом). Проведённые исследования показывают, что применение физико-химических методов очистки растворами поверхностно-активных веществ способствует обезвреживанию нефтесодержащих отходов, снижая содержание нефтепродуктов.
В статье представлены результаты исследований влияния реагентной обработки растворами поверхностно-активных веществ грунтовых нефтешламов при содержании нефтепродуктов 7,92–18,67 масс.% на их экотоксикологические характеристики. Эффективность применения разных реагентов при массовом соотношении нефтешлам: реагент = 1 : 10 (экспозиция 30 мин при 60оС и 120 об/мин) на разных нефтешламах различается. Изменение экотоксичности нефтешламов до и после обработки реагентом БОК-6 изучено методами биотестирования по реакциям ракообразных, инфузорий, люминесцентных бактерий и проростков семян растений. Показано что, как исходные, так и обработанные реагентом БОК-6 образцы нефтесодержащих отходов оставались токсичными по отношению ко всем тест-культурам, за исключением бактерий. При фитотестировании на проростках семян Raphanus sativus, Avena sativa, Sinapis alba, аппликатный способ оказался более чувствительным, чем элюатный. О незначительных сдвигах в сторону снижения экотоксичности после обработки реагентом можно судить лишь по повышению максимально недействующих концентраций (NOEC10) водных экстрактов нефтешламов в биотестах с дафниями и инфузориями, а также по некоторому снижению отрицательного фитоэффекта. Образцы нефтешламов во всех разведениях оставались безопасными для бактерий, что косвенно подтверждает возможность применения бактериальных препаратов для ремедиации. В целом, проведённые исследования показывают, что применение физико-химических методов очистки растворами поверхностно-активных веществ лишь в некоторой степени способствует обезвреживанию нефтесодержащих отходов, снижая содержание нефтепродуктов, однако, для перевода отходов в категорию нетоксичных требуются дополнительные процедуры очистки.