Архив

Актуальные выпуски:

Обзор краткого содержания статей

Выбор параметров просмотра

Новый гидрогелевый комплекс с иммобилизованными клетками микроводорослей для удаления аммоний и фосфат-ионов из сточных вод

Д.В. Тарабукин, Е.Н. Патова, И.В. Новаковская

Раздел: Методология и методы исследований. Модели и прогнозы

Предложен комбинированный гидрогелевый комплекс для иммобилизации клеток микроводорослей с целью удаления соединений азота и фосфора из модельной сточной воды. Новая полимерная матрица на основе альгината натрия и карбоксиметилцеллюлозы, полиакриловой кислоты сохраняла целостность структуры в растворе с повышенным содержанием аммоний и фосфат-ионов, а также оказалась устойчивой к щелочным металлам. Условия формирования гидрогелевого комплекса позволили не только сохранить жизнеспособность включаемых клеток микроводорослей на примере Tetradesmus obliquus и Chlorella vulgaris, но и обеспечили их размножение и развитие в полимерной матрице. Выявлено, что в процессе поглощения азота участвуют главным образом живые клетки микроводорослей. Наибольший вклад в удаление фосфора внесла полимерная составляющая гидрогелевого комплекса. Обнаружено влияние карбонат-ионов на процесс поглощения азота клетками микроводорослей.

Ключевые слова: [Ca²⁺–Fe³⁺] гидрогелевые комплексы, микроводоросли, жизнеспособность клеток, удаление азота и фосфора, модельные сточные воды

<a href="./../upload/620_2_620_2.pdf " target="_blank">Посмотреть дополнительный файл</a>

Статья опубликована в № 4 за 2023 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2023-4-061-069

Механизм биосорбции металлов из электронных отходов микроскопическими водорослями

А.А. Чугайнова, Л.В. Рудакова

Раздел: Экологизация производства

Проведены исследования механизма биосорбции металлов из электронных отходов, а именно – из экранов мобильных телефонов/смартфонов и компьютерных мониторов микроскопическими водорослями. Эффективность процесса биосорбции металлов зависит от химических свойств извлекаемых металлов и от наличия функциональных групп, которые способны сорбировать металлы, в микроскопических водорослях. Для оценки эффективности сорбционной способности микроскопических водорослей и выявления функциональных групп, присутствующих в клеточной стенке водорослей, которые способны связывать металлы по механизму хемосорбции, были проведены аналитические исследования с применением методики анализа порошков на ИК-Фурье спектрометре. Результаты исследований показали, что сорбция металлов микроскопическими водорослями осуществляется по механизмам хемосорбции и физической сорбции. Хемосорбция осуществляется за счёт того, что в состав микроскопических водорослей входят амино- и гидроксильные группы, способные образовывать комплексы с ионами металлов. Физическая сорбция была доказана тем, что происходит частичное вымывание (не более 20%), сорбированных биомассой водорослей, металлов.

Ключевые слова: электронные отходы, микроскопические водоросли, биосорбция, извлечение металлов

Статья опубликована в № 4 за 2023 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2023-4-118-124

Ассоциации миксомицетов в лесных биоценозах (на примере заповедника «Нургуш»)

А.А. Широких, И.Г. Широких

Раздел: Популяционная экология

Сообщества миксомицетов являются неотъемлемым компонентом лесных биоценозов. На примере двух участков заповедника «Нургуш» впервые проведено сравнительное изучение состава и биоразнообразия миксомицетных комплексов. Установлено, что видовое разнообразие миксомицетов выше на участке «Нургуш», а межвидовые ассоциации этих организмов более разнообразны на участке «Тулашор». Важным компонентом, входящим в состав сообществ миксомицетов, являются низшие и высшие грибы. Микромицеты выступают как паразиты, а высшие грибы – как организмы, помогающие миксомицетам осваивать новые субстраты, в частности, разлагающуюся древесину. Неотъемлемым компонентом сообществ являются бактерии, которые для миксомицетов представляют собой не только трофический ресурс, но и способствуют их адаптации к окружающей среде. Среди бактерий, доминирующих в составе миксомицетных сообществ, выявляются виды, синтезирующие индол-3-уксусную кислоту (ИУК) – фитогормон ауксиновой природы, в связи с чем спорофоры миксомицетов могут являться потенциальными источниками биотехнологически ценных штаммов прокариот.

Ключевые слова: миксомицеты, таксоны, субстратный комплекс, бактерии, микромицеты, высшие грибы

Внешняя ссылка

Статья опубликована в № 3 за 2023 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-150-159

Мониторинг распространения Heracleum sosnowskyi на урбанизированных территориях по данным дистанционного зондирования Земли

Т.Я. Ашихмина, В.В. Рутман, Т.А. Адамович, Е.В. Товстик

Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий

В статье рассматривается проблема распространения и возможности мониторинга борщевика Сосновского (Heracleum sosnowskyi Manden.) на отдельных территориях городской среды с помощью данных дистанционного зондирования Земли. В качестве исходной спутниковой информации использовались снимки с аппарата Sentinel-2 c разрешением 10 м. По спутниковым данным осуществляли распознавание, отслеживание, анализ и картирование участков распространения борщевика Сосновского. Выбор участков массового роста борщевика Сосновского для мониторинга проводился в ходе предварительных полевых исследований на примере территории г. Кирова. В основе результатов мониторинговых исследований лежали различия в отражающей способности между борщевиком и другими объектами окружающей среды. Обработку данных спутниковой информации проводили в программе QGIS-3.26. По результатам работы были получены карты, на которых визуализировались участки массового роста борщевика Сосновского. Встроенные инструменты программы позволили вычислить площади распространения исследуемого инвазивного вида на отдельных территориальных участках г. Кирова. Идентифицированные зоны были представлены участками сплошного зарастания и распределения его небольшими группами. В работе описана методика, позволяющая рассчитать изменения площадей участков сплошного зарастания борщевиком Сосновского на исследуемой территории. Методика позволяет установить периоды максимального прироста борщевика, определять тенденции изменения площадей участков его сплошного зарастания.
Результаты работы наглядно демонстрируют эффективность сочетания методов дистанционного зондирования Земли и алгоритмов обработки космоснимков в мониторинге распространения борщевика Сосновского.

Ключевые слова: Heracleum sosnowskyi, инвазивные виды, мониторинг, дистанционное зондирование Земли, Sentinel-2, алгоритм обработки, площадь зарастания

Статья опубликована в № 3 за 2023 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-073-080

Влияние различных типов поверхностно-активных веществ на эмиссию газов и микробиоту жидкой фракции навозных стоков

Л.В. Пилип, Н.В. Сырчина, Е.П. Колеватых, В.В. Рутман

Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий

Разнообразные поверхностно-активные вещества (ПАВ) находят широкое применение в практике современного промышленного животноводства. В составе моющих средств и фармакологических ветеринарных препаратов ПАВ неизбежно попадают в навозные стоки (НС), что приводит к изменению свойств последних. Изучение влияния различных типов ПАВ на газовыделение и микробиоту жидкой фракции (ЖФ) НС выполняли на примере ПАВ с различной биоцидной активностью: лауретсульфата натрия – анионактивное ПАВ (АПАВ), оксида лаурилдиметиламина – неионогенное ПАВ (НПАВ) и бензалкония хлорида – катионактивное ПАВ (КПАВ). Исследования проводили в лабораторных условиях. Общее время наблюдений с момента внесения добавок в ЖФ (0,01 г на 1 л) составило 14 суток. Полученные результаты показали, что под влиянием ПАВ изменяется динамика выделения парниковых газов (СН₄ и СО₂ ) и запахообразующих веществ (H₂S, NH₃ , меркаптанов), а также состав микробиоты биоплёнок и бактериопланктона. Динамика выделения CН4 отличается от динамики выделения других газов. Применение КПАВ приводит к постепенному увеличению эмиссии CН₄ через неделю после внесения, что может быть связано с повышением проницаемости цитоплазматических мембран метаногенных архей, отличающихся повышенной устойчивостью к воздействию химических веществ. Внесение в ЖФ различных типов ПАВ оказывает различное влияние на динамику выделения запахообразующих веществ, при этом период активной эмиссии меркаптанов становится более продолжительным. В варианте эксперимента с добавкой НПАВ наблюдалось наиболее высокое содержание этилмеркаптана. Существенных различий в воздействии низких концентраций различных ПАВ на микробиоту ЖФ выявлено не было, однако по комплексу показателей добавка АПАВ оказала более выраженное бактериостатическое воздействие. Наиболее толерантными к воздействию всех типов ПАВ оказались клостридии, занимающие доминирующее положение в составе микробиоты биоплёнок и бактериопланктона. Второе место по численности в биоплёнках ЖФ занимали грибы.

Ключевые слова: навозные стоки, поверхностно-активные вещества, микробиота, биоплёнки, бактериоплан- ктон, эмиссия парниковых газов, запах

Статья опубликована в № 3 за 2023 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-059-072

Плёночные материалы на основе желатина, содержащие растительные экстракты

Е.С. Широкова, Е.В. Товстик, А.И. Фокина

Раздел: Экологизация производства

Разработка экологичных и безопасных плёночных материалов на биооснове является перспективным направлением в области производства упаковки, в медицине и сельском хозяйстве. Среди биоразлагаемых полимеров на биооснове наибольший интерес вызывают композиции на основе желатина. В данном исследовании представлены результаты исследования плёнок на основе желатина с включением водных экстрактов из листьев облепихи, подорожника большого, хвои сосны. Плёнки получали методом полива из раствора, приготовленного на растительных экстрактах и дистиллированной воды в качестве контроля. Водные экстракты из растительного сырья получали в режиме отвара. С помощью физико-химических методов анализа определён качественный и количественный состав полифенольных соединений (сумма полифенолов, флаваноиды и дубильные вещества), входящих в состав экстрактов. Установлена антиоксидантная активность растительных экстрактов. Наибольшее количество антиоксидантов (64 мг/100 см 3 ) выявлено в экстрактах из листьев облепихи. Введение в состав желатиновых плёнок растительных экстрактов не вызывало существенных изменений в их термической стабильности, что подтверждено данными термогравиметрического анализа. Существенные изменения свойств по сравнению с контролем отмечены для образцов, содержащих экстракт листьев облепихи. Так, значение напряжения при разрыве составило 11,6 МПа, а удлинение при разрыве – 100% (11,4 МПа и 65% для контроля соответственно). Для всех исследованных образцов отмечено меньшее водопоглощение (200–223% по истечении 60 мин) по сравнению с контролем (254% по истечении 60 мин) и значения паропроницаемости, сопоставимые с контролем. Такое сочетание свойств плёнок совместно с высоким содержанием антиоксидантов в составе растительных экстрактов позволяет рассматривать данные материалы как перспективные для создания биоразлагаемой упаковочной плёнки, в том числе обладающей антибактериальной активностью.

Ключевые слова: подорожник большой, облепиха крушиновидная, сосна обыкновенная, полифенолы, биоразлагаемые полимеры

Статья опубликована в № 3 за 2023 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-129-139

Факторы формирования флористической структуры насыпей железнодорожных станций (на примере Республики Башкортостан)

С.А. Гареева, А.Ф. Хусаинов, Л.М. Абрамова

Раздел: Мониторинг природных и антропогенно нарушенных территорий

Железнодорожные насыпи – это особые типы рудеральных экотопов на трансформированных человеком территориях. Железные дороги являются активными каналами трансзональной миграции растений и открыты для заселения чужеродными видами растений. Целью исследований было выявление факторов формирования и сравнительный анализ активности видов парциальных флор шести железнодорожных станций Республики Башкортостан, расположенных в трёх природно-климатических зонах Южного Урала: лесостепном Предуралье, степном Зауралье и Горно-лесном Урале. Общая флора составила 288 видов сосудистых растений, в том числе: на станции Кандры – 125, Буздяк – 124, Белорецк – 105, Инзер – 128, Сибай – 157, Альмухаметово – 115 видов. Для сравнительного анализа флор железнодорожных станций использовали четырёхбалльную шкалу активности видов. Показано, что во всех зонах с одинаковой степенью активности («часто» и «очень часто») встречается 21 вид. 125 видов сосудистых растений встречаются исключительно на железнодорожных насыпях одной из изучаемых станций. Флоры железнодорожных станций имеют сходство от 0,50 до 0,71 по коэффициенту Съёренсена-Чекановского, которое обеспечивается общим ядром антропотолерантных видов с широкой экологической амплитудой. Различия отражают зональный характер растительности и формируются за счёт участия видов местной флоры, приспособленных к произрастанию на специфических субстратах железнодорожных насыпей. Значителен также вклад случайного заноса семян растений. Вклад зонального фактора в разных природно-климатических зонах различен – чем меньше отличия железнодорожных экотопов от ландшафтно-растительных условий прилегающих естественных участков соответствующей природной зоны, тем выше участие апофитных видов в сложении парциальной флоры и наоборот.

Ключевые слова: Южный Урал, железнодорожные насыпи, миграция растений, флора, активность видов, коэффициент Съёренсена-Чекановского, зональный фактор

Статья опубликована в № 3 за 2023 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-081-087

Дальние перемещения мелких млекопитающих в осенне-зимний период

Е.Б. Григоркина, Г.В. Оленев

Раздел: Популяционная экология

Впервые в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа – ВУРС (Челябинская область, Южный Урал) на мелких млекопитающих из природной популяции показана реальная возможность выявления особей с родаминовой меткой, полученной в предыдущем году. Цель работы – оценить дальние дисперсии мелких млекопитающих в осенне-зимний период, используя методику группового мечения родамином В (RB). Однократное поедание приманки обеспечивает системную (волосы, когти, вибриссы) метку. Зафиксированный срок сохранения метки для малой лесной мыши (Sylvaemus uralensis Pallas, 1811) составил 338 сут, для обыкновенной бурозубки (Sorex araneus Linnaeus, 1758) – 312 сут, для красной полёвки (Myodes rutilus Pallas, 1779) – 251 сут. Это позволило впервые оценить дальние дисперсии зимовавших особей в осенне-зимний период из зоны ВУРС на сопредельные территории и наоборот. Выяснилось, что S. uralensis способны расселяться на расстояние до 10800 м, M. rutilus – 9500 м, S. araneus – 9300 м, что является максимально зарегистрированными из известных дистанций для данных видов. Выявлено преобладание самок, как у зимовавших осёдлых животных, так и у дальних мигрантов. Возможно, расселение самок является эволюционно более выгодным для популяции, поскольку они служат потенциальным резервуаром генетического разнообразия. Наличие дальних мигрантов обеспечивает пространственную и функциональную связанность населения и указывает на возможность обмена генетической информацией между популяционными группировками импактной и прилежащих территорий. Методика группового мечения родамином показала свою эффективность при исследовании пространственных перемещений особей в осенне-зимний период. Её целесообразно включить в систему мониторинговых исследований в зонах локальных техногенных загрязнений, а также использовать для калибровки выборок животных при изучении отдалённых последствий радиационного и других токсических воздействий.

Ключевые слова: Восточно-Уральский радиоактивный след, групповое мечение, мелкие млекопитающие, дисперсия, осенне-зимний период

Статья опубликована в № 3 за 2023 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-186-196

Изменения функционального статуса растительных сообществ вдоль высотного градиента на Северном и Приполярном Урале

А.Б. Новаковский, Ю.А. Дубровский, Е.Е. Кулюгина, С.В. Дёгтева

Раздел: Популяционная экология

Теория Раменского-Грайма (CSR-теория) широко применяется в современной экологии растений для описания высокоуровневых процессов, протекающих в растительных сообществах. В настоящем исследовании оценивается, насколько наблюдаемые в ходе полевых исследований зависимости вдоль выраженного высотного градиента совпадают с теоретически предсказанными изменениями, и являются ли эти изменения одинаковыми для всех типов растительности. Изучено 275 геоботанических описаний пяти основных типов растительных сообществ Северного и Приполярного Урала (Россия): лесов, лугов, кустарниковой растительности, болот и горных тундр. На основе классификации Дж. Грайма методом взвешенного среднего каждому описанию был проставлен CSR-балл. Затем методами обобщённых аддитивных моделей и линейного моделирования была проанализирована взаимосвязь между CSR-баллами, типами растительности и высотой над уровнем моря. Растительные сообщества характеризовались преобладанием видов с конкурентной (C) и стресс-толерантной (S) стратегиями c небольшой долей рудеральных (R) видов. По снижению доли конкурентов и увеличению стресс-толерантов типы растительности ранжировались следующим образом: леса (С: 47, S: 44), луга (С: 47, S: 37), кустарниковая растительность (С: 44, S: 46), болота (С: 42, S: 49) и горные тундры (С: 35, S: 58). Разные типы растительности по-разному реагировали на изменения высоты расположения. Луга, кустарниковая растительность и горные тундры продемонстрировали наиболее соответствующее предсказаниям CSR-теории поведение: значительное снижение C и увеличение S-компоненты (4–5% на каждые 100 м высоты). Леса и болота не показали заметных изменений CSR-баллов с высотой.

Ключевые слова: жизненные стратегии, функциональные показатели растений, высотный градиент, горные сообщества

Статья опубликована в № 3 за 2023 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-160-170

Транслокация тяжёлых металлов в растения из почв вблизи Алавердского горно-металлургического комбината

А.Р. Сукиасян, Т.А. Джангирян, С.А. Унанян, А.А. Киракосян

Раздел: Химия природных сред и объектов

Изучена степень техногенной нагрузки вблизи Алавердского горно-металлургического комбината по содержанию тяжёлых металлов (ТМ) в образцах почвы и растений, выращенных на опытных делянках. Исследования проводили в период работы комбината не в полную мощность (весна-лето 2022 г.) с учётом направления розы ветров в регионе. Отбор коричнево-лесных почв проводили из верхнего горизонта почвы с глубины 0–25 см на выделенных опытных делянках, которые были удалены на 3; 10; 30 км от комбината. На экспериментальных площадях в условиях открытого грунта выращивали растения картофеля, свёклы, моркови, перца и баклажана. Содержание ТМ в образцах почвы и растений определяли методом атомно-абсорбционной спектроскопии. По валовому содержанию ТМ в образцах почв из близких к комбинату делянок (3 км) установлен сравнительный ряд Cu > Pb > Zn > Co > Mn. В данной серии экспериментов по содержанию подвижных форм ТМ сравнительный ряд имеет такую же последовательность, но с более низкими значениями. Для Cu, Pb, Zn и Co величина степени их подвижности в образцах почвы в среднем была 15,5%, в случае Mn – 25,5% (3 км). Показано, что в образцах почвы из удалённых делянок (30 км) по направлению розы ветров наибольшей степенью подвижности отличились Cu, Co и Mn (в среднем 14,3%), степень подвижности Pb и Zn составила 8%. Результаты расчётов био- и геоэкологических коэффициентов показали, что исследуемые растения характеризуются индивидуальным сценарием развития процессов метаболизма, и общей адаптационной стратегией к действию стресс-фактора. Установлено, что ТМ в большей степени накапливаются в генеративных органах растений, чем в вегетативных, что объясняется различием в толерантности растений к данным химическим элементам.

Ключевые слова: почва, растения, тяжёлые металлы, антропогенное загрязнение, степень подвижности, коэффициент концентрации, коэффициент биологического накопления, индекс мобильности

Статья опубликована в № 3 за 2023 год
DOI: 10.25750/1995-4301-2023-3-120-128

Страницы: предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 следующая