Влияние нитрапирина на микробиоту и эмиссию парниковых газов из побочных продуктов животноводства
Н.В. Сырчина, Л.В. Пилип, Т.Я. Ашихмина
Раздел: Экология и климат
Для побочных продуктов животноводства (ППЖ), применяемых в качестве удобрений, характерны такие неблагоприятные экологические характеристики, как выбросы парниковых газов (N2O, СО2, СН4) и наличие специфической микробиоты, приводящей к биологическому загрязнению почвы и водных источников. Снижению отрицательного воздействия ППЖ на окружающую среду способствует обработка соответствующего отхода нитрапирином. В настоящее время нитрапирин используют в качестве стабилизатора азотных удобрений, снижающего потери азота за счёт прямого ингибирования нитрифицирующих бактерий, окисляющих аммонийный азот в нитратный. В результате выполненных исследований установлено, что внесение нитрапирина в норме 0,05 г/л в жидкую фракцию
свиных навозных стоков приводит к уменьшению эмиссии СН4 и СО2, а также снижению видового разнообразия и
численности условно-патогенных микроорганизмов, способствующих переносу генов антибиотикорезистентности в природные среды. Под влиянием нитрапирина количество таких микроорганизмов, как Klebsiella sp., Proteus spp., Bacteroides sp., Pseudomonas spp., Candida sp. сократилось на 2–4 порядка. Устойчивость к воздействию соответствующего реагента проявили только анаэробные бактерии рода Clostridium и аэробные плесневые грибы рода Aspergillus, численность которых в вариантах с добавкой нитрапирина практически не изменилась. Наиболее значительное снижение эмиссии СО2 (в 2–5 раз по сравнению с контролем) наблюдали в первые 3–4 дня после внесения нитрапирина. Эмиссия СН4 в вариантах с добавкой нитрапирина была ниже, чем в контроле на протяжении всего периода наблюдений (13 суток). Полученные экспериментальные данные можно использовать при разработке составов реагентов для улучшения микробиологических характеристик и снижения эмиссии парниковых газов из
систем сбора навозных стоков животноводческих предприятий.
В работе представлены результаты исследований по получению бактерицида на основе иодированной отечественной анионообменной смолы АВ-17-8. Иодированные четвертичные аммониевые основания являются высокоэффективными бактерицидами, что позволяет использовать их для очистки природных вод в локальных системах водоподготовки. Проведённая оценка антибактериальной эффективности полученного бактерицида с использованием модельной суспензии культур Escherichia сoli доказала перспективность разработки для целей дезинфекции воды. Кроме того, полученный бактерицидный фильтр может быть использован для количественного определения бактериологической заражённости исследуемых вод. По результатам проведённых испытаний предложена блок-схема технологического процесса очистки поверхностных вод, в которой наличие бактерицидного фильтра позволяет использовать в составе установки обратноосмотический фильтр, чувствительный к биологическим загрязнениям воды.
Ключевые слова: обеззараживание воды, бактерициды для воды, иодированные четвертичные аммониевые основания, дезинфекция по сигналу
Статья опубликована в № 1 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-1-218-227
Просмотров: 39
Фенология начала нерестовых миграций бесхвостых амфибий (Anura, Amphibia) в долинах рек Саратовского Правобережья
М.В. Ермохин, В.Г. Табачишин
Раздел: Популяционная экология
Проанализирована внутривековая динамика даты начала нерестовых миграций трёх наиболее многочисленных видов бесхвостых амфибий (чесночница Палласа – Pelobates vespertinus, жерлянка краснобрюхая – Bombina bombina и лягушка озёрная – Pelophylax ridibundus). Исследование выполнено на примере локальных популяций в долине среднего течения р. Медведица (бассейн Дона, Саратовская область). Установлено, что в период с 1892 по 2023 гг. на фоне потепления климата у каждого из изученных видов произошло смещение фенологической нормы этой фазы годового цикла на более ранние сроки в среднем на 7 суток. К 2023 г. фенологическая норма начала нерестовых миграций у P. vespertinus была 14 апреля, у B. bombina – 21 апреля, а у P. ridibundus – 22 апреля. Кроме того, скорость изменения этого фенологического параметра у модельных видов также оказалась сходной – около 8 сут./100 лет. Обсуждены возможные последствия трансформации весенней фенологии бесхвостых амфибий в связи с установленными изменениями.
Статья опубликована в № 1 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-1-191-198
Просмотров: 39
Оценка состояния почвенно-растительного покрова бассейна реки на основе данных дистанционного зондирования
П.С. Шутов, Т.А. Трифонова, Н.В. Мищенко
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Целью данной работы явилось обобщение исследований, посвящённых оценке почвенно-растительного покрова
речного бассейна на примере водосбора реки Клязьма с использованием дистанционных данных за 17-летний период. В работе применяли космические снимки с различным пространственным разрешением: данные аппаратуры MODIS/Terra+Aqua Land Cover Land Cover, «Landsat» ЕТМ+ и «Метеор». Оценка динамики структуры землепользования бассейна р. Клязьмы в целом, а также по отдельным ландшафтам за исследуемый период по данным MODIS показала, что тенденция к увеличению площади лесной растительности (прирост около 9%) и сокращению пахотных угодий и пастбищ является общей для большей части бассейна. Исключение составляет междуречье р. Лух, где отмечается уменьшение лесных земель и переход их в заболоченные территории. Показано, что различные ландшафты бассейна р. Клязьмы отличаются как скоростью, так и интенсивностью накопления органического вещества в виде выработки валовой и чистой первичной продукции и по-разному реагируют на климатические изменения и смену землепользования. Однако единая экосистема целого речного бассейна демонстрирует большую стабильность по сравнению с составляющими его ландшафтами. Дистанционные данные позволили установить, что глубокая долина р. Рпень (приток Клязьмы) формирует воздушный поток, выносящий атмосферное загрязнение из промышленной зоны г. Владимира.
Статья опубликована в № 1 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-1-073-081
Просмотров: 43
Источники, токсичность и биоаккумуляция редкоземельных элементов в окружающей среде: обзор
А.С. Олькова, М.А. Сысолятина
Раздел: Теоретические проблемы экологии
Антропогенная часть цикла редкоземельных элементов (РЗЭ) становится всё более заметной в силу их
увеличивающейся добычи, использования, накопления в составе отходов. Целью работы было обобщение
актуальных научных данных о влиянии РЗЭ на живые организмы в разных средах обитания, включая механизмы
и специфику их действия, а также биоаккумуляцию. Редкоземельные элементы вызывают окислительный стресс,
который при низких дозах токсикантов может выражаться в стимуляции жизненных функций, при повышении
концентрации – приводит к угнетению организмов. Действующие концентрации РЗЭ зависят от конкретного
элемента, комплекса экологических факторов и реципиента воздействия, но чаще всего на 2–3 порядка больше, чем
у тяжёлых металлов. В начале ХХI века это служило основанием считать РЗЭ безопасными для окружающей среды,
но к настоящему времени показаны многие сублетальные и отсроченные действия РЗЭ, включая эндокринные
нарушения и негативные действия на потенциал размножения популяций. Сложность исследования РЗЭ связана
с тем, что их смеси и сочетания с другими элементами обладают как аддитивными, антагонистическими, так и
синергетическими эффектами. Таким образом, всестороннее изучение РЗЭ остаётся актуальной задачей, имеющей
превентивное природоохранное значение.
Изучена специфика начального почвообразования в автоморфных условиях средней тайги европейского северо-востока России (Республика Коми) на посттехногенных территориях (карьеры по добыче полезных ископаемых – строительного песка) с разным составом субстрата (древнеаллювиальные пески; флювиогляциальные пески и супеси, моренные суглинки). Показано, что процессы почвообразования и развития растительного покрова на карьерах взаимосвязаны и определяются свойствами почвообразующих пород. В ряду изменения свойств субстрата от песчаного к суглинистому карьеру увеличиваются биометрические показатели сосновых древостоев; в напочвенном покрове доминирование от лишайников переходит к мхам, а затем к травам. Темпы биогенной аккумуляции органического вещества ускоряются с утяжелением гранулометрического состава субстратов. В автоморфных условиях скорость накопления Сорг. в почве песчаного карьера под разреженным формирующимся сосняком лишайниковым достигала 0,1, песчано-супесчаного под молодым сосняком разнотравно-моховым – 0,3, суглинистого под молодым сосняком злаково-разнотравным – 0,6 т/га/год. Во всех почвах уже в первые десятилетия сукцессии отмечены слабовыраженные процессы элювиирования и иллювиирования (начало одзолообразования), о чём свидетельствуют морфологические признаки (появление отбеленных кварцевых зёрен и белесоватости под органоминеральным горизонтом и в его нижней части), перераспределение соединений кремния, железа и алюминия, а также доли илистых частиц.
Ключевые слова: средняя тайга, карьеры, первичное почвообразование, почвенный углерод, подзолообразование
Статья опубликована в № 1 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-1-122-130
Просмотров: 44
Оценка потенциального риска хлоридов и их влияние на всхожесть семян и развитие проростков растений
Л.П. Воронина, В.Л. Флерчук, К.Э. Поногайбо, А.В. Сбитнев, М. Абделкадер
Раздел: Экотоксикология
В статье обсуждается негативный эффект, установленный по результатам фитотестирования противогололёдных материалов (ПГМ) и солей, являющихся их компонентами, на всхожесть и развитие проростков растений. Рассматривается влияние присутствия катионов натрия, калия и аниона хлора на изменение показателя фитотоксичности. Выполнен анализ динамики отклика тест-растений по ряду тест-показателей в зависимости от концентрации основных солей, присутствующих в ПГМ, перспективным методом фитотестирования. Результаты статистического анализа убедительно доказывают высокую фитотоксичность хлорида натрия (NaCl) в отношении таких показателей
развития ювенильного тест-растения, как всхожесть, длина первичного корешка и высота колеоптиля. Повышение концентрации NaCl в растворе с 0,75 до 1% сопровождается выраженной токсичностью для тест-растений (более 50%). Хлорид калия (KCl) в интервале концентраций 0,1–1,0% не проявлял фитотоксичность. Присутствие KCl в противогололёдном реагенте, представленном NaCl, сопровождается снижением фитотоксичности и позволяет перевести показатель токсичности реагента с уровня «опасно токсичного» до уровня «умеренно токсичного».
Статья опубликована в № 1 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-1-156-165
Просмотров: 45
Цианобактерии и водоросли Карламанской пещеры (Республика Башкортостан, Россия)
М.Ю. Шарипова, И.Е. Дубовик
Раздел: Популяционная экология
В статье приводятся данные о составе и структуре цианобактериально-водорослевых ценозов разнообразных
местообитаний Карламанской карстовой пещеры. В результате исследования выявлено 46 видовых и внутривидовых
таксонов цианобактерий и водорослей, относящихся к 5 отделам (Cyanobacteria – 17 видовых и внутривидовых таксонов,
Bacillariophyta – 12 видовых и внутривидовых таксонов, Chlorophyta – 14 видов, Charophyta – 1 вид, Ochrophyta –
2 вида), 7 классам, 16 порядкам, 28 семействам и 36 родам. Доминантный комплекс цианобактерий и водорослей во всех
изученных местообитаниях представлен видами: Leptolyngbya boryana (Gom.) Anagn. et Kom., Oscillatoria rupicola (Hansgirg) Hansgirg ex Forti, Luticola mutica (Kütz.) Mann, Mychonastes homosphaera (Skuja) Kalina et Punс., Chlorella vulgaris Beijerink. Представители цианобактерий доминируют во всех биотопах пещеры кроме водных, где преобладают диатомеи. Максимальное число цианобактерий и водорослей обнаружено в грунте при входе в пещеру и грунте освещённой зоны: 31 и 29 видов соответственно. Наименьшее – в грунте и на стенах (16 и 11 видов). Экологический анализ цианобактерий и водорослей выявил 12 жизненных форм: Сh9B9P5X5CF5hydr4amph2PF1NF1C1M1H1.. Большинство жизненных форм были обнаружены в освещённой зоне пещеры: в грунте (10 форм), на стенах (10 форм) и при входе в пещеру (11 форм). Состав экобиоморф темновой зоны самый бедный (5 форм).
Статья опубликована в № 1 за 2024 год DOI: 10.25750/1995-4301-2024-1-184-190
Просмотров: 46
Комплексная оценка экологического состояния участка трансграничной реки Нарвы
Т.В. Кузнецова, А.Б. Манвелова, Ю.М. Поляк
Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий
Проведено комплексное исследование экологического состояния участка трансграничной реки Нарвы (граница Россия – Эстония) ниже по течению от г. Ивангорода Кингисеппского района Ленинградской области. Оно включало анализ данных химических показателей загрязнения природной воды реки, с акцентом на содержании некоторых тяжёлых металлов в воде, седиментах и в мягких тканях местных моллюсков-фильтраторов, которых в данном исследовании использовали в качестве биоиндикаторов загрязнения реки в данной локации. В максимальных концентрациях в донных осадках определялся Zn, затем Cu, в меньшей степени Pb, Cd и Ni. Коэффициент биоконцентрации металлов, рассчитанный в мягких тканях мидий, показал максимум для Zn и Cu, в меньшей степени для Pb, Cd и минимальный – для Ni. Выявленные концентрации не оказывают отрицательного влияния на представителей местной биоты, что было показано при физиологическом тестировании двустворчатых моллюсков с участка исследований. Оценка функционального состояния представителей местной биоты – двустворчатых моллюсков – методом неинвазивной регистрации кардиоритма и применение тестовой нагрузки позволили характеризовать функциональный статус моллюсков и их адаптивные возможности как хорошие. Определена относительная численность углеводородокисляющих бактерий в пищеварительном тракте моллюсков из р. Нарвы как показатель загрязнённости среды обитания нефтепродуктами. Отмечено, что численность углеводородокисляющих бактерий не превышает величин, характерных для референтных акваторий Финского залива Балтийского моря. По совокупности проведённых исследований сделан вывод, что воды реки в исследуемой локации можно характеризовать как умеренно загрязнённые, а экологическое состояние изучаемой локации как удовлетворительное.
Ключевые слова: комплексная оценка экологического состояния, химические показатели качества воды, тяжёлые металлы в седиментах и тканях моллюсков, углеводородокисляющие бактерии, функциональное состояние двустворчатых моллюсков
Ципрофлоксацин (ЦИП) – часто используемый в мире антимикробный препарат широкого спектра действия,
относящийся к семейству фторхинолонов. Широкое использование ЦИП привело к увеличению его выброса
в окружающую среду. Ципрофлоксацин обнаруживается в водных экосистемах, что потенциально может нанести
вред водным организмам. Влияние ЦИП на фотосинтезирующие организмы до конца не изучено. В этой работе
мы исследовали влияние ЦИП на зелёные пресноводные микроводоросли Scenedesmus quadricauda (Turp.) Bréb. с использованием методов флуоресценции хлорофилла (параметры JIP теста и быстрые световые кривые).
Значительное снижение числа клеток наблюдали при ≥10 мг/л ЦИП. Анализ параметров флуоресценции
хлорофилла, полученных из OJIP кривых, выявил изменения в фотосинтетических реакциях в присутствии ЦИП.
Было обнаружено, что ЦИП ингибирует скорость транспорта электронов в фотосистеме II. Снижение квантового выхода электронного транспорта в фотосистеме II (φEo) сопровождалось снижением индекса производительности (PIABS) и увеличением диссипации энергии в тепло (DI0/RC). Ципрофлоксацин повышал фоточувствительность микроводорослей, но не тормозил восстановление фотосинтетической активности после фотоокислительного стресса. В этом отношении действие ЦИП отличается от действия известного антибиотика хлорамфеникола, ингибирующего ре-синтез пластидных белков и, соответственно, восстановление фотосинтетической активности, связанное с ре-синтезом белка D1 фотосистемы II. Среди параметров флуоресценции PIABS оказался наиболее стресс-специфичным, поэтому его можно предложить для выявления раннего токсического действия ЦИП на микроводоросли.