CC BY
89
Выводы
1. Бассейн р. Майма характеризуется относительным единством условий формирования стока с точки зрения геоморфологической и высотно-поясной организации. Здесь господствуют низкогорные ландшафты и низкогорный ярус рельефа, лесной высотный пояс. Поэтому бассейн р. Майма является перспективным модельным объектом для ландшафтно-гидрологических исследований в условиях дефицита гидрометеорологической информации, репрезентативным для всего Алтая.
2. Региональная дифференциация стока в бассейне р. Майма проявляется на уровне физико-географических провинций и соответствующих им видов ландшафтов: наибольший вклад
Библиографический список
в сток на единицу площади характерен для чернево-таежных и горно-таежных темнохвойных лесов Северо-Восточной Алтайской провинции (восточная правобережная часть бассейна).
3. В бассейне преобладают склоны теневых (С + СВ + СЗ) экспозиций, что обеспечивает меньшее испарение, более равномерный сток и менее выраженный паводок, чем в обратном случае.
4. По крутизне в бассейне р. Майма доминируют пологие и покатые склоны (4-20°), усиливая проявление экспозиционных различий, обеспечивая значительный дренаж территории и высокую степень добегания воды по склонам.
1. Модина, Т.Д. Климат и агроклиматические ресурсы Алтая / Т.Д. Модина, М.Г. Сухова. - Новосибирск, 2007.
2. Черных, Д.В. Ландшафты Алтая (Алтайский край и Республика Алтай): карта / Д.В. Черных, Г.С. Самойлова. - Новосибирск, 2011.
3. Горошко, Н.В. Ландшафтно-гидрологический анализ годового стока в бассейне Верхней Оби: автореф. дис. ... канд. географ. наук. -Иркутск, 2007.
4. Копысов, С.Г. Ландшафтная гидрология геосистем лесного пояса Центрального Алтая: автореф. дис. ... канд. географ. наук. - Томск, 2005.
5. Аванесян, РА., Особенности залегания снежного покрова в бассейне р. Майма и его роль в формировании стока / РА. Аванесян, Е.А. Черепанова // Геоэкология Алтае-Саянской горной страны. - Горно-Алтайск, 2005. - Вып. 2.
6. Аванесян, РА. Климатически обусловленная изменчивость стока р. Майма / РА. Аванесян, О.П. Журавлева // Современные проблемы геоэкологии горных территорий: материалы региональной научно-практич. конф. - Горно-Алтайск, 2006.
7. Атлас Алтайского края. - М.; Барнаул, 1978. - Т. 1.
Bibliography
1. Modina, T.D. Klimat i agroklimaticheskie resursih Altaya / T.D. Modina, M.G. Sukhova. - Novosibirsk, 2007.
2. Chernihkh, D.V. Landshaftih Altaya (Altayjskiyj krayj i Respublika Altayj): karta / D.V. Chernihkh, G.S. Samoyjlova. - Novosibirsk, 2011.
3. Goroshko, N.V. Landshaftno-gidrologicheskiyj analiz godovogo stoka v basseyjne Verkhneyj Obi: avtoref. dis. ... kand. geograf. nauk. - Irkutsk, 2007.
4. Kopihsov, S.G. Landshaftnaya gidrologiya geosistem lesnogo poyasa Centraljnogo Altaya: avtoref. dis. ... kand. geograf. nauk. - Tomsk, 2005.
5. Avanesyan, R.A., Osobennosti zaleganiya snezhnogo pokrova v basseyjne r. Mayjma i ego rolj v formirovanii stoka / R.A. Avanesyan, E.A. Cherepanova // Geoehkologiya Altae-Sayanskoyj gornoyj stranih. - Gorno-Altayjsk, 2005. - Vihp. 2.
6. Avanesyan, R.A. Klimaticheski obuslovlennaya izmenchivostj stoka r. Mayjma / R.A. Avanesyan, O.P Zhuravleva // Sovremennihe problemih geoehkologii gornihkh territoriyj: materialih regionaljnoyj nauchno-praktich. konf. - Gorno-Altayjsk, 2006.
7. Atlas Altayjskogo kraya. - M.; Barnaul, 1978. - T. 1.
Статья поступила в редакцию 19.03.12
УДК 57.044:574.2:574.64:575.224:576.356
Larikova N.V. GENOTOXICITY ASSESSMENT OF WATER AND BOTTOM SEDIMENTS FROM OB RIVER NEAR BARNAUL CITY. The analysis of water and bottom sediments sampled from Ob River in the vicinity of Barnaul during the autumn low water performed by means of cytogenetic technique and using barley shows nonuniform spatial distribution of the mitotic index, the ratio of the phase indices, and the frequency of chromosomal aberrations in meristem cells as indicators of the presence of potential genotoxicants in aquatic environments.
Key words: genotoxicity, chromosome aberrations, mitotic index, barley, Ob River.
Н.В. Ларикова, инженер ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, E-mail: [email protected].
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНОТОКСИЧНОСТИ ВОДЫ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РЕКИ ОБИ В РАЙОНЕ ГОРОДА БАРНАУЛА
Анализ воды и донных отложений р. Оби в период осенней межени цитогенетическим методом с использованием ячменя выявил неоднородность пространственного распределения митотического индекса, изменения соотношения фазных индексов, частоты хромосомных аберраций в клетках меристемы как показателей наличия потенциальных генотоксикантов в водной среде.
Ключевые слова: генотоксичность, хромосомные аберрации, митотический индекс, ячмень, река Обь.
Реки - самый важный ресурс пресной воды для человека. Они используются для обеспечения питьевой водой, ирригации сельскохозяйственных земель, промышленного и коммунального водоснабжения и сброса сточных вод, навигации, рыболовства, рекреации и имеют эстетическое значение. Использование речной воды выше по течению должно быть организовано таким способом, чтобы это не снижало количество и качество воды для пользователей, расположенных ниже по течению. Поэтому использование речной воды - предмет политических переговоров на различных уровнях, и существует необходимость информации о качественном состоянии водных ресурсов [1].
К числу величайших рек мира относится река Обь. По площади водосбора она занимает первое место среди рек бывшего СССР Обь образуется при слиянии рек Бии и Катуни, бассейны
которых расположены в пределах Алтая. Она впадает в Карское море. Общая длина р. Оби составляет 3650 км, площадь водосборного бассейна - 2990 тыс. км2 [2].
В последние годы особенно важным становится исследование генотоксичности суммарных загрязнений водной среды. Так как реки получают много органических загрязнителей от бытовых коллекторов, промышленных сточных вод и сельскохозяйственной деятельности, а также многочисленных неорганических веществ промышленных источников [3]. Под суммарной мутагенной активностью понимается характеристика всей суммы химических загрязнений воды, определяющих этот показатель при использовании различных биологических тест-объектов [4].
Целью работы было исследование экологического состояния реки Оби в окрестностях крупного населенного пункта
(г. Барнаула), оценка наличия и неоднородности пространственного распределения показателей генотоксичности воды и донных отложений на различных участках по течению реки и у разных берегов.
Материалы и методы. Исследуемый участок р. Оби находится в 224-288 км ниже слияния р. Бии и р. Катуни, в районе крупного населенного пункта г. Барнаула, расположенного на левом берегу. Пробы воды отбирали в пяти створах, донных отложений (ДО) - в четырех. Выше и ниже города исследование проведено у левого и правого берегов, в черте города, перед железнодорожным мостом, дополнительно - на середине створа (рис. 1, 2; таблица 1, 2). Отбор проб проведен в период пониженного потенциала самоочищения реки, 8-9 октября 2009 г.
В качестве тест-объекта для цитогенетического анализа использовали ячмень двурядный (Hordeum vulgare L.) сорта Золотник селекции Алтайского научно-исследовательского института сельского хозяйства СО РАСХН (урожай 2007 года). Семена проращивали в чашках Петри на бумажных фильтрах, смоченных в исследуемой воде или водной вытяжке донных отложений в темноте при 24-27°С. В качестве контроля использовали водопроводную воду, отстоянную в течение 10 дней и пропущенную через фильтр «Барьер».
Для приготовления водной вытяжки к навеске воздушно-сухих и измельченных ДО добавляли дистиллированную воду в соотношении 1:4. Смесь перемешивали и встряхивали в течение одного часа, затем отстаивали. Для анализа использовали надосадочную жидкость [5].
Корешки проростков ячменя длиной 6-8 мм фиксировали в ацетоалкоголе по Кларку (1:3). Клетки на временных давленых препаратах, окрашенных 2 % ацетоорсеином, анализировали на наличие нарушений митоза в анафазе (фрагменты, мосты, отставшие хромосомы и др.), далее рассчитывали частоту хромосомных аберраций (ХА, % доля клеток с нарушениями). Для оценки митотической активности меристематической ткани подсчитывали клетки в митозе и в интерфазе, а затем вычисляли митотический индекс (МИ, % доля делящихся клеток). Определяли соотношение фазных индексов как долю клеток в каждой фазе митоза [6].
Анализ результатов выполняли на основе оценки различий между контролем и опытом в каждом отдельно взятом эксперименте. Для статистической обработки данных использовали метод сравнения долей Фишера и х2 критерий с поправкой Йейтса на непрерывность.
Результаты. Вода реки выше города и в черте г. Барнаула, а также из левобережного участка последнего створа не оказывала влияния на меристему ячменя по исследованным нами цитогенетическим показателям. Из пяти створов только в последнем (ниже города) вода р. Оби вызывала повышение частоты хромосомных аберраций. Их частота для проб правобережной части реки этого створа (3,30±0,51 %) статистически значимо превышала спонтанный уровень (1,85±0,41 %) (рис. 1). Эти пробы оказывали слабое стимулирующее воздействие на митотическую активность меристемы. Митотический индекс составил 6,98±0,33 % для исследуемой воды и 6,01 ±0,31 % - для контроля.
Помимо эффекта стимуляции митозов клеток тест-объекта вода ниже города у правого берега способствовала нарушению соотношения фаз. В меристеме ячменя при воздействии воды Оби из этого участка отмечена задержка клеток в метафазе и одновременное снижение доли анафаз и телофаз (таблица 1). Следует отметить различие активности воды, отобранной у правого и у левого берегов. Вода левобережной части р. Оби ниже города таким действием на клетки ячменя не обладала.
Донные отложения. Водные вытяжки ДО левобережной части реки (выше города) и правобережной части створа (перед железнодорожным мостом), а также у правого берега (ниже
о. Рыбацкий и Федуловской протоки) не оказывали влияния на меристему ячменя по исследованным нами цитогенетическим показателям. ДО из правобережного участка реки Оби ниже города индуцировали повышение частоты хромосомных аберраций, как и в случае с водой (рис. 2). Она составила 3,34±0,51 % и значимо превысила уровень спонтанных мутаций 1,54±0,32 %.
Угнетающим действием на митотическую активность клеток обладали ДО, отобранные в черте города (с середины створа перед железнодорожным мостом), а также из левобережной части створа ниже г. Барнаула. Митотические
Рис. 1. Митотический индекс и частота хромосомных аберраций, индуцированных водой р. Оби (октябрь 2009 г.): * - различие с контролем статистически значимо при р<0,05.
Рис. 2. Митотический индекс и частота хромосомных аберраций, индуцированных водными вытяжками донных отложений р. Оби (октябрь 2009 г.): * - различие с контролем статистически значимо при р<0,05; ** - различие с контролем статистически значимо при р<0,01; *** - различие с контролем статистически значимо при р<0,001.
Таблица 1
Соотношение фаз митоза в меристеме ячменя при воздействии воды р. Оби у г. Барнаула, октябрь 2009 г., %
Место отбора проб Профазный индекс Метафазный индекс Анателофазный индекс
Контроль 45,39±2,49 22,94±2,10 31,67±2,32
Выше г. Барнаул, у левого берега 44,23±2,64 25,07±2,30 30,70±2,45
Выше г. Барнаул, у правого берега 48,51±2,60 22,76±2,18 28,73±2,36
Перед ж/д мостом, у левого берега 40,34±2,61 23,30±2,25 36,36±2,56
Перед ж/д мостом, середина створа 45,06±2,39 19,31 ±1,89 35,63±2,30
Перед ж/д мостом, у правого берега 42,06±2,54 26,19±2,26 31,75±2,39
Контроль 44,76±2,65 20,96±2,17 34,28±2,53
Федуловская протока, у правого берега 40,00±2,56 23,56±2,22 36,44±2,52
Ниже о. Рыбацкий, у правого берега 37,78±2,56 25,00±2,28 37,22±2,55
Ниже г. Барнаул, у левого берега 41,27±2,53 23,54±2,18 35,19±2,46
Ниже г. Барнаул, у правого берега 44,95±2,44 28,13±2,20* 26,92±2,17*
Примечание: * - различие с контролем статистически значимо при р<0,05.
Таблица 2
Соотношение фаз митоза в меристеме ячменя при воздействии водных вытяжек донных отложений р. Оби ___________________________________________у г. Барнаула, октябрь 2009 г., %_____________________________________________
Место отбора проб Профазный индекс Метафазный индекс Анателофазный индекс
Контроль 42,44±2,55 20,16±2,07 37,40±2,49
Выше г. Барнаул, у левого берега 39,89±2,60 26,12±2,33 33,99±2,51
Выше г. Барнаул, у правого берега 50,54±2,60* 21,62±2,14 27,84±2,33**
Перед ж/д мостом, у левого берега 50,82±2,43* 19,29±1,91 29,88±2,22*
Перед ж/д мостом, у правого берега 42,74±2,54 22,69±2,15 34,56±2,44
Контроль 45,32±2,32 22,00±1,93 32,68±2,19
Перед ж/д мостом, середина створа 51,33±2,89 17,00±2,17 31,67±2,69
Федуловская протока, у правого берега 46,95±2,51 22,08±2,09 30,96±2,33
Ниже г. Барнаул, у левого берега 46,67±2,63 20,83±2,14 32,50±2,47
Ниже г. Барнаул, у правого берега 46,61±2,37 21,72±1,96 31,67±2,21
Примечание: * - различие с контролем статистически значимо при р<0,05; ** - различие с контролем статистически значимо при р<0,01.
индексы для водных вытяжек ДО составили 5,18±0,29 % и 6,12±0,31 %, соответственно, что статистически значимо ниже 7,69±0,34 % такового для контроля. Нарушение соотношения фазных индексов отмечали для ДО правобережного участка выше г. Барнаула и левобережного перед железнодорожным мостом. При проращивании семян в вытяжках из этих ДО наблюдали задержку клеток меристемы в профазе и снижение доли анафаз и телофаз (таблица 2).
Обсуждение результатов. Вода. Анализ воды р. Оби свидетельствует о неравномерности пространственного распределения характеристик генотоксичности на исследованном участке как по направлению течения реки, а также в пределах одного створа. Обнаружена генотоксическая активность воды из правобережного участка реки ниже г. Барнаула. Также возможно, что негативное влияние на этот участок также оказывает и г. Новоалтайск, расположенный на правом берегу р. Оби.
В мировой литературе имеются многочисленные данные о генотоксичности воды различных рек, в том числе на участках, связанных с крупными населенными пунктами и промышленными центрами. К примеру, при исследовании реки Питимбу (важный источник водоснабжения города Наталь, штат Риу-Гран-ди-ду-Норти, Бразилия) установлены изменения митотического индекса для двух проб, увеличение частоты хромосомных аберраций и/или микроядер в корневой меристеме Allium сера для всех проб воды по сравнению с контрольной группой. Данные показывают, что поверхностные воды реки Питимбу содержат соединения, обладающие потенциальной генотоксичностью, которые могут оказывать влияние на экосистему. Наибольшая
генотоксическая активность отмечена в непосредственной близости к промышленному центру [7].
Вода р. Оби проявляла свое действие по всем исследованным показателям. Наблюдали статистически значимое повышение частоты аберрантных клеток, стимуляцию митотической активности корневой меристемы, нарушение соотношения фаз митоза в виде накопления доли метафаз и снижения доли анафаз и телофаз.
Стимуляция митотической активности может проявляться при более слабых стрессовых воздействиях по сравнению с депрессией или при синергетическом эффекте поллютантов и радиации, когда значения каждого взятого в отдельности загрязнителя не превышают предельно допустимой концентрации [8]. При этом наличие в воде факторов модифицирующих митоз представляет опасность для здоровья населения, использующего ее в качестве источника водозабора и рекреации [9]. Задержка клеток на стадии метафазы может быть вызвана действием воды на веретено деления. В этом случае не происходит расхождение хромосом к полюсам. Клетка не может перейти из метафазы в анафазу, следствием этого могут быть геномные мутации [10].
Результаты химического анализа воды р. Оби в районе г. Барнаула в 2005-2007 гг. свидетельствуют, что повышенное содержание микроэлементов по целому ряду показателей ^е, Си, Мп, Zn) наблюдалось перед железнодорожным мостом в черте города. Это связано с поступлением загрязняющих веществ с бытовыми и промышленными стоками города [11]. Имеются результаты биоиндикационных исследований, проведенных на
исследуемом участке р. Оби в предыдущие годы, согласно которым также наблюдается пространственная неоднородность воды по изученным характеристикам.
На каждом из двух створов, расположенных выше и ниже города, были выражены различия по содержанию хлорофилла а между фарватером и берегами, а также по вертикали. Наиболее низкие значения были отмечены на участке выше города, а наиболее высокие - на глубине 2 м на участке ниже г. Барнаула [12]. В реках Обь и Томь на участках ниже крупных промышленных центров отмечено увеличение численности и биомассы фитопланктона [13; 14].
Г.И. Егоркиной [15] с использованием ячменя была выполнена оценка генотоксичности воды р. Оби выше и ниже г. Барнаул в апреле и мае 1998 г. Наибольшая активность отмечена выше г. Барнаула в районе водозабора № 2 как у правого берега, так и у левого. Проба из середины створа не показала мутагенности. В районе п. Гоньба значимые отличия от контрольных были обнаружены у левого берега. Тестирование проб воды в мае не выявило существенных различий цитогенетических характеристик с контрольными. Вода либо не содержала поллю-тантов с мутагенной активностью, либо они находились в низких концентрациях, не вызывающих значимых отклонений от контроля. Наши результаты, проведенные в период осенней межени, подтверждают наличие и неоднородность пространственного распределения генотоксичности воды Верхней Оби на этом участке. Но характер и локализация генотоксически активных факторов, по-видимому, может меняться во времени.
Донные отложения. Исследование донных отложений р. Оби в октябре 2009 г. выявило неблагополучные участки в створах выше, в черте и ниже г. Барнаула по цитогенетическим показателям. Наблюдали различия в проявлении генотоксических свойств донных отложений у левого и правого берегов одного створа, а также изменения эффектов на протяжении исследуемого участка.
Проявление генетической активности донных отложений рек в районе крупных населенных пунктов отмечено и в литературе. К примеру, исследованы донные отложения р. Тиете (штат Сан-Паулу, Бразилия) при помощи комета-теста с постоянной линией клетки рыбы RTL-W1 и анализ микроядер в эритроцитах ти-ляпии (Oreochromis niloticus). Авторы пришли к заключению, что сбросы города-гиганта Сан-Паулу оказывают влияние на гено-токсичность донных отложений, но ниже по течению происходит значительное уменьшение этого эффекта за счет разбавления притоками [3].
Донные отложения р. Оби в районе г. Барнаула способствовали существенному повышению частоты аберрантных клеток, угнетению митотической активности корневой меристемы, нарушению соотношения фаз митоза в виде задержки в профазе и снижения доли анафаз и телофаз в меристеме ячменя.
Известно, что удвоение частоты мутаций может привести к увеличению числа особей с врожденными дефектами, увеличивает объем генетического груза [16]. Задержка митоза в профазе наблюдается при нарушениях процессов редупликации хромосом [17].
В донных отложениях р. Оби ранее было выявлено превышение содержания тяжелых металлов ^, Со, Мп, Zn) как выше, так и ниже г. Барнаула, для Си и РЬ - ниже города. Отмечены отличия содержания тяжелых металлов в р. Оби у левого и правого берегов. Как и у левобережного, так и у правобережного участка наблюдалось увеличение загрязнения донных отложений ниже г. Барнаула для всех металлов, кроме РЬ (у левого берега) и Мп (у правого) [18].
Отмечено незначительное снижение таксономического разнообразия бентосных сообществ на левобережных участках, расположенных в черте города. Однако ниже города оно быстро восстанавливается. За длительный период наблюдений не отмечено существенных изменений таксономического состава, структуры и уровня развития бентосных сообществ р. Оби ниже г. Барнаула, что свидетельствует о высокой стабильности донных зооценозов, справляющихся с современным уровнем антропогенной нагрузки на водоток [19]. Для водных вытяжек донных отложений реки Обь, отобранных у левого берега устья затона Ковш (осенью 2009 г.), был установлен наибольший уровень токсичности по сравнению с водными вытяжками донных отложений выше и ниже г. Барнаула [20].
Наиболее важным является не столько оценка какого-либо конкретного воздействия, а состояния среды в данном месте,
характеристика ее пригодности для жизни, уровня опасности ситуации вне зависимости от причин ее вызывающих [21]. Положительные результаты в тест-системах высших растений указывают на присутствие цитостатических и/или генотоксичных веществ в окружающей среде, а также на потенциал прямой или косвенной опасности для живущих организмов [22].
Гигиеническая роль генетически активных факторов не исчерпывается прямым влиянием на человека. Воздействие может осуществляться опосредованно (через пищевые цепочки), т.к. химические загрязнители аккумулируются и сохраняются в течение длительного времени в тканях культурных растений, домашних животных, промысловых рыб [23]. Водные организмы такие, как рыбы, накапливают вредные вещества непосредственно из загрязненной воды или косвенно через прием пищи. Генотоксичные загрязнители могут привести к загрязнению не только водных организмов непосредственно, но также и всей экосистемы и, наконец, людей через пищевую цепь [24].
Исследование р. Оби показало, что пространственное распределение суммарной генотоксической активности воды и донных отложений различно. При этом эффекты, проявляемые водой и донными отложениями, были тоже различными. Это связано с тем, что вода и донные отложения характеризуют не только пространственные, но и временные экологические эффекты. В воде присутствуют вещества, транзитно поступающие с вы-шерасположенных участков реки, а в донных отложениях происходит их накопление в течение длительного периода.
Наблюдения за качеством воды дают возможность выявить кратковременные, острые или даже случайные загрязнения, которые в дальнейшем, может быть, и не окажут заметного воздействия на экосистему водоема, тогда как исследования донных отложений позволяют судить о хронических и по большей части необратимых «болезней водоема» [25]. Оценка качества донных отложений, таким образом, необходима для понимания процессов, определяющих судьбу и доступность загрязнителей в водных объектах, которые являются заключительным место для депонирования и трансформации большинства загрязняющих веществ, сбрасываемых вследствие антропогенной деятельности [26].
Проявление цитогенетических эффектов донными отложениями из участков возле водозабора № 2 указывает на наличие источников воздействия на реку выше населенного пункта. Соответственно, при оценке экологического состояния р. Оби исследования одной только воды может быть недостаточно, необходимо осуществлять контроль над донными отложениями.
Выводы
1. Результаты исследования генотоксической активности воды и донных отложений р. Оби в районе г. Барнаула осенью 2009 г. показали наличие неоднородности пространственного распределения характеристик генотоксичности на протяжении исследуемого участка и у разных берегов одного створа. Вода и донных отложений проявляют различную активность и цитогенетические эффекты на тест-объект.
2. Наибольшее количество цитогенетических эффектов зарегистрировано для воды и донных отложений правобережного участка ниже г. Барнаула.
3. При действии на тест-объект воды и водных вытяжек донных отложений отмечено повышение частоты хромосомных аберраций, изменение митотической активности корневой меристемы ячменя (стимуляция для воды, угнетение для донных отложений), нарушения соотношения фазных индексов.
4. Тестирование генотоксической активности воды и донных отложений рекомендовано включить в программу экологического мониторинга. С учетом полученных и имеющихся ранее данных целесообразно проводить мониторинг состояния р. Оби в районе г. Барнаула в весенний паводковый и осенний меженный периоды при включении пунктов отбора проб выше (водозабор № 2), в черте (перед железнодорожным мостом) и ниже города.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность сотрудникам Лаборатории водной экологии Института водных и экологических проблем СО РАН за консультации и помощь в отборе проб В. В. Кириллову, М. И. Ковешникову и О.Н. Жуковой.
Работа выполнена по проекту 4.6 программы президиума РАН «Структурные и динамические изменения экосистем Южной Сибири и комплексная индикация процессов опустынивания, прогнозные модели и системы мониторинга».
Библиографический список
1. Water Quality Assessments - A Guide to Use of Biota. Sediments and Water in Environmental Monitoring / Edited by Deborah Chapman: Second Edition; UNESCO/WHO/UNEP. - Cambridge, 1996.
2. Ресурсы поверхностных вод СССР Гидрологическая изученность. Алтай и Западная Сибирь. - М., 1967. - Вып. 2. Средняя Обь. - Т. 15.
3. Suares, R.P. Sediment genotoxicity in the Tiete River (Sao Paulo. Brazil): In vitro comet assay versus in situ micronucleus assay studies / R.P. Suares, G.L. Luvizotto, T. Kosmehla et al. // Ecotoxicology and Environmental Safety. - 2009. - V. 72.
4. Журков, В.С. Влияние хлорирования и озонирования на суммарную мутагенную активность питьевой воды / В.С. Журков, В.В. Соколовский, Т.Е. Можаева [и др.] // Гигиена и санитария. - 1997. - № 1.
5. РД 52.24.635-2002 Методические указания. Проведение наблюдений за токсикологическим загрязнением донных отложений в пресноводных экосистемах на основе биотестирования. - СПб., 2003.
6. Паушева, З.П. Практикум по цитологии растений. - М., 1988.
7. Egito, L.C.M. Cytotoxic and genotoxic potential of surface water from the Pitimbu river northeastern/RN Brazil / L.C.M. Egito, M.G. Medeiros, S.R.B. Medeiros et al. // Genetics and Molecular Biology. - 2007. - V. 30. - № 2.
8. Буторина, А.К. Анализ чувствительности различных критериев цитогенетического мониторинга / А.К. Буторина, В.Н. Калаев // Экология. - 2000. - № 3.
9. Прохорова, И.М. Митозмодифицирующая активность воды реки Которосль / И.М. Прохорова, А.Н. Фомичева, М.И.Ковалева [и др.] // Актуальные проблемы экологии Ярославской области: материалы третьей науч.-практич. конф. - Ярославль, 2005. - Вып. 3. - Т. 1.
10. Прохорова, И.М. Оценка митотоксического и мутагенного действия факторов окружающей среды: метод. указания / И.М. Прохорова, М.И. Ковалева, А.Н. Фомичева. - Ярославль, 2003.
11. Эйрих, А.Н. Проблемы экоаналитического контроля крупных рек (на примере р. Обь) / А.Н. Эйрих, С.С. Эйрих, Т.С. Папина [и др.] // Ползуновский вестник. - 2008. - № 1-2.
12. Котовщиков, А.В. Оценка экологического состояния реки Оби в районе г. Барнаула на основе пигментных характеристик фитопланктона / А.В. Котовщиков, Т.В. Кириллова, Е.И. Третьякова // Мир науки, культуры, образования. - 2010. - № 1 (20).
13. Митрофанова, Е.Ю. Влияние городов и населенных пунктов на показатели обилия фитопланктона рек Обь и Томь // Мир науки, культуры, образования. - 2008. - № 2 (9).
14. Mitrofanova, E. Indicative significance of phytoplankton for estimation of large river state near cities and settlements (Ob and Tom Rivers as a case study. Russia) // 20th International Diatom Symposium (7-13 September 2008. Dubrovnik. Croatia). - Dubrovnik, 2008.
15. Егоркина, Г.И. Оценка мутагенного загрязнения водных объектов с использованием цитогенетических методов. - Барнаул, 1999. -Деп. в ВИНИТИ 31.05.99. № 1743-В99.
16. Пашин, Ю.В. Химические мутагены окружающей среды // Ю.В. Пашин, В.И. Козаченко, Т.А. Зацепилова [и др.] // Секция химикотехнологических и биологических наук. - М., 1983.
17. Алов, И.А. Цитофизиология и патолология митоза. - М.: Медицина, 1972.
18. Эйрих, А.Н. Разработка метода оценки загрязненности рек тяжелыми металлами для системы экологического мониторинга: дис. ... канд. техн. наук. - Барнаул, 2003.
19. Яныгина, Л.В. Структура и динамика макрозообентоса верхней Оби в районе крупного промышленного центра // Экологические
проблемы речных экосистем: тезисы международной н/п конф. - Минск, 2010.
20. Горгуленко, В.В. Особенности действия водных вытяжек донных отложений реки Обь в окрестностях города Барнаула на поколения простейших, водорослей и низших ракообразных // Мир науки, культуры, образования. - 2012. - № 1 (32).
21. Захаров, В.М. Мониторинг здоровья среды на охраняемых природных территориях / В.М. Захаров, А.Т. Чубинишвили. - М., 2001.
22. Fiskesjo, G. The Allium test in waste-water monitoring // Environ Toxicol Water Qualit. - 1993.
23. Захидов, С.Т. Антропогенный мутагенез и современные экологические катастрофы. Опасности преувеличены? // Вестн. Моск. ун-та.
- 1997. - № 2. - Сер. 16. Биология.
24. Matsumoto, S.T. Genotoxicity and mutagenicity of water contaminated with tannery effluents as evaluated by the micronucleus test and comet assay using the fish Oreochromis niloticus and chromosome aberrations in onion root-tips / S.T. Matsumoto, M.S. Mantovani, M.I.A. Malaguttii et al. // Genetics and Molecular Biology. - 2006. - V. 29. - № 1.
25. Крылова, И.Н. Оценка токсических и мутагенных свойств природной воды и донных отложений водохранилищ верхней Волги (территория Ярославской области) / И.Н. Крылова, И.И. Томилина // Биология внутренних вод. - 2000. - № 1.
26. Almeida, C.A. Estudo comparativo da qualidade dos sedimentosdos reservator1 rios do Rio Tiete (SP) / C.A. Almeida, O Rocha // J. Braz. Soc. Ecotoxicol. - 2006. - V. 1.
Bibliography
1. Water Quality Assessments - A Guide to Use of Biota. Sediments and Water in Environmental Monitoring / Edited by Deborah Chapman: Second Edition; UNESCO/WHO/UNEP. - Cambridge, 1996.
2. Resursih poverkhnostnihkh vod SSSR. Gidrologicheskaya izuchennostj. Altayj i Zapadnaya Sibirj. - M., 1967. - Vihp. 2. Srednyaya Obj. - T. 15.
3. Suares, R.P. Sediment genotoxicity in the Tiete River (Sao Paulo. Brazil): In vitro comet assay versus in situ micronucleus assay studies / R.P. Suares, G.L. Luvizotto, T. Kosmehla et al. // Ecotoxicology and Environmental Safety. - 2009. - V. 72.
4. Zhurkov, V.S. Vliyanie khlorirovaniya i ozonirovaniya na summarnuyu mutagennuyu aktivnostj pitjevoyj vodih / V.S. Zhurkov, V.V. Sokolovskiyj, T.E. Mozhaeva [i dr.] // Gigiena i sanitariya. - 1997. - № 1.
5. RD 52.24.635-2002 Metodicheskie ukazaniya. Provedenie nablyudeniyj za toksikologicheskim zagryazneniem donnihkh otlozheniyj v presnovodnihkh ehkosistemakh na osnove biotestirovaniya. - SPb., 2003.
6. Pausheva, Z.P. Praktikum po citologii rasteniyj. - M., 1988.
7. Egito, L.C.M. Cytotoxic and genotoxic potential of surface water from the Pitimbu river northeastern/RN Brazil / L.C.M. Egito, M.G. Medeiros,
S.R.B. Medeiros et al. // Genetics and Molecular Biology. - 2007. - V. 30. - № 2.
8. Butorina, A.K. Analiz chuvstviteljnosti razlichnihkh kriteriev citogeneticheskogo monitoringa / A.K. Butorina, V.N. Kalaev // Ehkologiya. - 2000.
- № 3.
9. Prokhorova, I.M. Mitozmodificiruyuthaya aktivnostj vodih reki Kotoroslj / I.M. Prokhorova, A.N. Fomicheva, M.I.Kovaleva [i dr.] // Aktualjnihe problemih ehkologii Yaroslavskoyj oblasti: materialih tretjeyj nauch.-praktich. konf. - Yaroslavlj, 2005. - Vihp. 3. - T. 1.
10. Prokhorova, I.M. Ocenka mitotoksicheskogo i mutagennogo deyjstviya faktorov okruzhayutheyj sredih: metod. ukazaniya / I.M. Prokhorova, M.I. Kovaleva, A.N. Fomicheva. - Yaroslavlj, 2003.
11. Ehyjrikh, A.N. Problemih ehkoanaliticheskogo kontrolya krupnihkh rek (na primere r. Obj) / A.N. Ehyjrikh, S.S. Ehyjrikh, T.S. Papina [i dr.] // Polzunovskiyj vestnik. - 2008. - № 1-2.
12. Kotovthikov, A.V. Ocenka ehkologicheskogo sostoyaniya reki Obi v rayjone g. Barnaula na osnove pigmentnihkh kharakteristik fitoplanktona / A.V. Kotovthikov, T.V. Kirillova, E.I. Tretjyakova // Mir nauki, kuljturih, obrazovaniya. - 2010. - № 1 (20).
13. Mitrofanova, E.Yu. Vliyanie gorodov i naselennihkh punktov na pokazateli obiliya fitoplanktona rek Obj i Tomj // Mir nauki, kuljturih, obrazovaniya.
- 2008. - № 2 (9).
14. Mitrofanova, E. Indicative significance of phytoplankton for estimation of large river state near cities and settlements (Ob and Tom Rivers as a case study. Russia) // 20th International Diatom Symposium (7-13 September 2008. Dubrovnik. Croatia). - Dubrovnik, 2008.
15. Egorkina, G.I. Ocenka mutagennogo zagryazneniya vodnihkh objhektov s ispoljzovaniem citogeneticheskikh metodov. - Barnaul, 1999. -Dep. v VINITI 31.05.99. № 1743-V99.
16. Pashin, Yu.V. Khimicheskie mutagenih okruzhayutheyj sredih // Yu.V. Pashin, V.I. Kozachenko, T.A. Zacepilova [i dr.] // Sekciya khimiko-tekhnologicheskikh i biologicheskikh nauk. - M., 1983.
17. Alov, I.A. Citofiziologiya i patolologiya mitoza. - M.: Medicina, 1972.
18. Ehyjrikh, A.N. Razrabotka metoda ocenki zagryaznennosti rek tyazhelihmi metallami dlya sistemih ehkologicheskogo monitoringa: dis. ... kand. tekhn. nauk. - Barnaul, 2003.
19. Yanihgina, L.V. Struktura i dinamika makrozoobentosa verkhneyj Obi v rayjone krupnogo promihshlennogo centra // Ehkologicheskie problemih rechnihkh ehkosistem: tezisih mezhdunarodnoyj n/p konf. - Minsk, 2010.
20. Gorgulenko, V.V. Osobennosti deyjstviya vodnihkh vihtyazhek donnihkh otlozheniyj reki Obj v okrestnostyakh goroda Barnaula na pokoleniya
prosteyjshikh, vodorosleyj i nizshikh rakoobraznihkh // Mir nauki, kuljturih, obrazovaniya. - 2012. - № 1 (32).
21. Zakharov, V.M. Monitoring zdorovjya sredih na okhranyaemihkh prirodnihkh territoriyakh / V.M. Zakharov, A.T. Chubinishvili. - M., 2001.
22. Fiskesjo, G. The Allium test in waste-water monitoring // Environ Toxicol Water Qualit. - 1993.
23. Zakhidov, S.T. Antropogennihyj mutagenez i sovremennihe ehkologicheskie katastrofih. Opasnosti preuvelichenih? // Vestn. Mosk. un-ta. -1997. - № 2. - Ser. 16. Biologiya.
24. Matsumoto, S.T. Genotoxicity and mutagenicity of water contaminated with tannery effluents as evaluated by the micronucleus test and comet assay using the fish Oreochromis niloticus and chromosome aberrations in onion root-tips / S.T. Matsumoto, M.S. Mantovani, M.I.A. Malaguttii et al. // Genetics and Molecular Biology. - 2006. - V. 29. - № 1.
25. Krihlova, I.N. Ocenka toksicheskikh i mutagennihkh svoyjstv prirodnoyj vodih i donnihkh otlozheniyj vodokhranilith verkhneyj Volgi (territoriya Yaroslavskoyj oblasti) / I.N. Krihlova, I.I. Tomilina // Biologiya vnutrennikh vod. - 2000. - № 1.
26. Almeida, C.A. Estudo comparativo da qualidade dos sedimentosdos reservator1 rios do Rio Tiete (SP) / C.A. Almeida, O Rocha // J. Braz. Soc. Ecotoxicol. - 2006. - V. 1.
Статья поступила в редакцию 19. 03.12
УДК 528.92/93: [528.48:656]
Platonov P.L. THE METHODS OF PROCESSING AND RECEIVING DATA FROM SATELLITE IMAGES FOR AUTONAVIGATION CARTOGRAPHY. Special features of using the satellite images in the autonavigation cartography, the stages of its development, linkage and interpretation are considered. Technological aspects of auto-navigation maps creation and update using the satellite imagery are studied. Practical questions of use and current trends in the domestic autonavigation cartography are examined.
Key words: auto-navigation maps, automotive navigation, vector and raster maps, map scales, updating maps.
П.Л. Платонов, зам. ген. директора ЗАО «Центр Навигационных Технологий», E-mail: [email protected]
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ И ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ С КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ ДЛЯ АВТОНАВИГАЦИОННОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ
Рассмотрены особенности использование космических снимков в автонавигационном картографировании, этапы их обработки, привязки и дешифрирования. Исследованы технологические аспекты создания и обновления автонавигационных карт с применением материалов космосъемки. Освещены практические вопросы использования и современные тенденции в отечественной автонавигационной картографии.
Ключевые слова: автонавигационные карты, автомобильная навигация, векторные и растровые карты, масштабы карт, обновление карт.
К настоящему времени сложилось отдельное направление электронного картографирования - автонавигационное, имеющее важное научно-прикладное значение. Оно относится к гео-информационному картографированию, широко использует опыт комплексных географических исследований и возникло на основе современных разработок в существующем электронном тематическом картографировании.
Актуальность создания автонавигационных карт обусловлена растущим количеством пользователей и, соответственно, значительной их востребованностью. Это продукция нового поколения, воплощающая в себе современные технологии, большой массив географических знаний, и сохраняющая преемственность по отношению к известным подобным образцам. К настоящему времени накоплен значительный опыт обработки разнообразных картографических и геоинформационных материалов для картографического обеспечения автомобильной навигации.
Особенно остро перед разработчиками карт стоит проблема интеграции данных, так как в основе их организации лежит послойное описание пространственных объектов [1]. Отдельного внимания заслуживают те, которые получены с помощью средств дистанционного зондирования Земли, прежде всего, по космическим снимкам.
В автонавигационном картографировании, как и в случае классических работ по созданию и обновлению карт используются материалы съёмки Земной поверхности с различных летательных аппаратов. Для автонавигационных карт разных масштабов и точностей используются изображения различного разрешения. Для крупных масштабов требуются снимки с разрешением до 50-60 см в пикселе, для средних -1-5 м, а для мелких - 5 м в пикселе.
Их точность имеет особо больше значение для тематических слоёв автонавигационных карт, предназначенных для целей маршрутизации, рассчитываемой по соответствующим программам. Чем изображение детальнее и лучше читаемо, тем больше информации и векторных данных можно получить в каме-
ральных условиях. Это существенно экономит финансовые, технологические и людские ресурсы.
Картографирование значительно упрощается, если материалы ДДЗ пространственно ориентированы и привязаны к местности. Точность привязки имеет большое значение при автона-вигационном картографировании. На некоторых участках дорог, например, на городских площадях, развязках и сложных перекрёстках для показа детальных элементов организации дорожного движения требуется точность в несколько метров.
В автонавигации для привязки данных ДЗЗ используют автомобильные треки (рис. 1), получаемые с помощью высокоточных ГЛОНАСС/GPS-приёмников. Современные приборы для решения этих задач имеют очень высокую точность (от нескольких метров до нескольких дециметров) и позволяют собрать довольно точные данные для привязки изображений.
Основной принцип сбора информации для привязки снимков основан на получении векторной линии высокой точности по пути следования автомобиля с упомянутыми приемными устройствами, установленными на крыше автомобиля. Объезд совершается в пределах участка работ или в территории находящейся в охвате снимка. Совокупность этих линий на ограниченном участке территории даёт точную опору для дальнейшей работы со снимками. Это особенно важно для участков с неоднородным рельефом местности, когда погрешность за счёт рельефных искажений может быть очень высокой. Географические особенности местности, а также социально-экономические условия, требуют обязательного тщательного анализа при использовании снимков для создания и обновления автонавигационных карт.
Прежде чем начать работу с векторными объектами города или области необходимо изучить физико-географические особенности местности, положения картографируемых объектов, связи конкретного города с соседними населёнными пунктами и районами. Только верно разобравшись в ландшафте дешифрируемого региона можно понять особенности пролега-
