Научная статья на тему 'Изучение устойчивости пресноводных растений к СПАВ-содержащему смесевому препарату'

Изучение устойчивости пресноводных растений к СПАВ-содержащему смесевому препарату Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
360
60
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА (СПАВ) / ФИТОРЕМЕДИАЦИИ / ФИТОТОКСИЧНОСТЬ / ИНКУБАЦИЯ / ВОДНЫЕ МАКРОФИТЫ / CERATOPHYLLUM DEMERSUM / ELODEA CANADENSIS / CHARA FRAGILIS / CALLITRICHE PALUSTRIS / ДЕТЕРГЕНТ / ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Поклонов Владислав Александрович

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) весьма широко используются во многих отраслях промышленности, в том числе при изготовлении синтетических моющих средств (СМС). Для целей фиторемедиации большое значение имеют не только воздействие растений на концентрации СПАВ в водной среде, но и воздействие СПАВ на растения. Во втором случае может проявляться фитотоксичность СПАВ, и ее нужно исследовать, поскольку это явление следует принимать во внимание при разработке экологических технологий очищения воды. Четыре вида водных макрофитов Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis, Callitriche palustrisподверглись воздействию СПАВ-содержащего смесевого препарата. Эксперименты проводились в пресноводных микрокосмах. Приготовленный исходный водный раствор СМС «Organic People» (концентрация 2 мг/мл) добавляли в сосуды с интервалом 7 суток на протяжении 150 суток. Добавляли 50 мл и 100 мл в микрокосмы со всеми макрофитами. В качестве контроля были взяты сосуды 5А, 5В, 5С, 5D с каждым видом растения. Опыты проводились при температуре 12-25 °С при естественном фотопериоде с 8.09.2015 по 5.02.2016. Использовали визуальный методопределения фитотоксичности. Детергент «Organic People» интенсивно стимулировал рост нитчатых водорослей во всех микрокосмах с Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis. Хара (C. fragilis) единственный макрофит, который выдержал 22 добавки по 100 мл в те-чение 150 дней в одном из сосудов (3C). Для остальных видов макрофитов эта концентрация была летальной. Спустя 10 дней после начала эксперимента побеги растения Callitriche palustris погибли во всех микрокосмах. В микрокосмах с Ceratophyllum demersum при добавке 50 мл побеги сохра нили жизнеспособность до конца опыта. Elodea canadensis погибла в микрокосме 2А спустя 19 дней после начала опыта и через 32 дня в сосуде 2В после начала опыта. Полученные данные представляют интерес в связи с определением допустимых нагрузок загрязняющих веществ из класса СПАВ на водоемы, содержащие макрофиты. Исследования биологических эффектов СПАВ, в том числе на процессы, важные для самоочищения воды и поддержания стабильности водных экосистем, дают новый материал для анализа антропогенной дестабилизации экологического равновесия. Необходимо дальше продолжать исследования СПАВ на высших водных растениях и других живых организмах. Статья представляет интерес для исследователей, работающих в области экологии, гидробиологии, наук об окружающей среде и биосфере, экотоксикологии.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Поклонов Владислав Александрович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Изучение устойчивости пресноводных растений к СПАВ-содержащему смесевому препарату»

УДК 574.635:574.632 В. А. Поклонов

ИЗУЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПРЕСНОВОДНЫХ РАСТЕНИЙ К СПАВ-СОДЕРЖАЩЕМУ СМЕСЕВОМУ ПРЕПАРАТУ

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) весьма широко используются во многих отраслях промышленности, в том числе при изготовлении синтетических моющих средств (СМС). Для целей фиторемедиации большое значение имеют не только воздействие растений на концентрации СПАВ в водной среде, но и воздействие СПАВ на растения. Во втором случае может проявляться фитотоксичность СПАВ, и ее нужно исследовать, поскольку это явление следует принимать во внимание при разработке экологических технологий очищения воды. Четыре вида водных макрофитов Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis, Callitriche palustris подверглись воздействию СПАВ-содержащего смесевого препарата. Эксперименты проводились в пресноводных микрокосмах. Приготовленный исходный водный раствор СМС «Organic People» (концентрация 2 мг/мл) добавляли в сосуды с интервалом 7 суток на протяжении 150 суток. Добавляли 50 мл и 100 мл в микрокосмы со всеми макрофитами. В качестве контроля были взяты сосуды 5А, 5В, 5С, 5D с каждым видом растения. Опыты проводились при температуре 12-25 °С при естественном фотопериоде с 8.09.2015 по 5.02.2016. Использовали визуальный метод определения фитотоксичности. Детергент «Organic People» интенсивно стимулировал рост нитчатых водорослей во всех микрокосмах с Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis. Хара (C. fragilis) - единственный макрофит, который выдержал 22 добавки по 100 мл в течение 150 дней в одном из сосудов (3C). Для остальных видов макрофитов эта концентрация была летальной. Спустя 10 дней после начала эксперимента побеги растения Callitriche palustris погибли во всех микрокосмах. В микрокосмах с Ceratophyllum demersum при добавке 50 мл побеги сохра нили жизнеспособность до конца опыта. Elodea canadensis погибла в микрокосме 2А спустя 19 дней после начала опыта и через 32 дня в сосуде 2В после начала опыта. Полученные данные представляют интерес в связи с определением допустимых нагрузок загрязняющих веществ из класса СПАВ на водоемы, содержащие макрофиты. Исследования биологических эффектов СПАВ, в том числе на процессы, важные для самоочищения воды и поддержания стабильности водных экосистем, дают новый материал для анализа антропогенной дестабилизации экологического равновесия. Необходимо дальше продолжать исследования СПАВ на высших водных растениях и других живых организмах. Статья представляет интерес для исследователей, работающих в области экологии, гидробиологии, наук об окружающей среде и биосфере, экотоксикологии.

Ключевые слова: синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), фиторемедиации, фитотоксичность, инкубация, водные макрофиты, Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis, Callitriche palustris, детергент, химическое загрязнение.

V. A. Poklonov

The Study of the Stability of Freshwater Plants to Synthetic Surfactants-Containing Mixed Product

Synthetic surface-active substances (SSAS) are very widely used in many industries, including the manufacture of synthetic detergents. For the purposes of phytoremediation is of great importance not only

ПОКЛОНОВ Владислав Александрович - к. б. н., зав. лабораторией водоподготовки, водоочистки и экологического мониторинга водных объектов Международного независимого эколого-политологического университета, г. Москва.

E-mail: warvir@rambler.ru

POKLONOV Vladislav Alexandrovich - Candidate of Biological Sciences, Head of Laboratory of Water Treatment, Water Purification and Environmental Monitoring of Water Objects, International Independent Ecological and Politological University.

the impact of plants on the concentration of surfactants in the aquatic environment, but effects of SSAS on plants. In the second case can result in phytotoxicity of SSAS. This possibility should be explored as should be taken into account in the development of environmental technologies to purify water. Four species of aquatic macrophytes Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis, Callitriche palustris were exposed to SSAS containing mixtures of the product. The experiments were conducted in freshwater microcosm. Prepared the original aqueous solution of synthetic detergent Organic People (concentration 2 mg/ml) was added to the vessels with an interval of 7 days for over 150 days. Added: 50 ml and 100 ml per microcosm with all the macrophytes. As control was taken by the vessels 5A, 5B, 5C, 5D each type of plant. The experiments were carried out at a temperature of 12-25°C under natural photoperiod with 8.09.2015 for 5.02.2016. Used a visual method of determining the phytotoxicity. Detergent Organic People intensively stimulated the growth of filamentous algae in all microcosm with Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis. C. fragilis is the only macropfyte, which survived 22 Supplement 100 ml for 150 days in one of the vessels (3C). For other types of macrophytes, this concentration was lethal. 10 days after start of the experiment, shoots of the plant Callitriche palustris were killed in all the microcosm. In the microcosm with Ceratophyllum demersum, with the addition of 50 ml of shoots retained viability until the end of experiment. Elodea canadensis was killed in the microcosm 2A after 19 days after the start of the experiment and after 32 days in the vessel 2B after the start of the experiment. The data obtained are of interest in connection with the determination of acceptable loads of pollutants from a class of detergents for ponds containing macrophytes. Studies of the biological effects of SSAS, including the important processes of self-purification of water and maintenance of aquatic ecosystems, give the new material for the analysis of anthropogenic destabilization of environmental equilibrium. It is necessary to continue studies of detergents on aquatic plants and other living organisms.The article is of interest to researchers working in the field of ecology, hydrobiology, environmental science and biosphere, ecotoxicology.

Keywords: synthetic surface-active substances (SSAS), phytoremediation, phytotoxicity, incubation, aquatic macrophytes, Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis, Callitriche palustris, detergent, chemical pollution.

Введение

Одним из важных и обширных классов веществ, биологические эффекты которых изучались многими авторами, но были охарактеризованы недостаточно для четких выводов о степени их опасности, являются синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). СПАВ - важнейший компонент выпускаемых промышленностью коммерческих детергентов и моющих средств [1].

В литературе нет единого мнения о степени экологической опасности СПАВ. С одной стороны, имеется немало работ о различных биоэффектах и нарушениях структуры и функций организмов при воздействии СПАВ. С другой стороны, некоторые авторы не включают ПАВ в число наиболее важных загрязняющих веществ и считают, что экологической опасности они не представляют.

Свидетельством недостаточной изученности СПАВ и сравнительно небольшого внимания к ним является и тот факт, что число публикаций об экологической опасности и биологических эффектах этих веществ значительно ниже, чем для других групп загрязняющих веществ, например, для более подробно изученных пестицидов и биоцидов [1].

Воздействие водных сред, содержащих АПАВ (анионные поверхностно-активные вещества), на организмы представляет большой гидробиологический и экологический интерес в силу того, что эти ксенобиотики поступают в гидросферу в наибольшем количестве по сравнению с другими ПАВ. В большинстве (если не во всех) стран, включая РФ (Российская Федерация), АПАВ преобладают среди производимых и применяемых СПАВ. В некоторых странах производство и потребление АПАВ составило 65 % (в весовом выражении) от общего потребления ПАВ (на примере США) [2].

Именно АПАВ составляют львиную долю из тех около 2,5 г СПАВ на каждого жителя РФ, которые ежедневно, по оценкам, поступают в систему водоотведения и сточные воды

(ср.: аммонийных солей - 7-8; фосфатов - 1,5-3,3; хлоридов - 8,5-9; сульфатов - 1,8-4,4) [3]. После биологической очистки в воде на выходе из очистных сооружений может содержаться 1,6 мг/л СПАВ (на хлорном сульфоноле), как было показано на одной из крупных очистных станций г. Москвы [4]. Сообщали о содержании АПАВ в сточных водах предприятий легкой промышленности около 200 мг/л: в смешанных сточных водах городов - до 15 мг/л; в воде р. Волги - 0,25 мг/л; в р. Клязьме - 0,33 мг/л [5].

Алкилсульфаты - виды ПАВ, которые широко используются в производстве СМС (синтетических моющих средств).

Алкилсульфаты весьма широко используются во многих отраслях промышленности, в том числе текстильной, химической, цветной металлургии. Они используются при изготовлении бетона, ядохимикатов, многих композиций в косметике. Алкилсульфаты являются хорошими смачивателями в текстильной промышленности, производстве целлюлозы и сельском хозяйстве и активной основой многих моющих композиций и ТВВ (текстильно-вспомогательных веществ).

Представителем алкилсульфатов является додецилсульфат натрия (ДСН). В некоторых широко применяемых композициях (например, шампунях) содержание ДСН доходит до 40 %.

Финские исследователи [6] показали, что ДСН в концентрации 5 мг/л изменял жирно -кислотный состав гликолипидов красной водоросли Porphyridium purpureum.

В работах на зеленых водорослях [7] и на хризофитах [8] также показано негативное воздействие водных сред, содержащих ДСН, однако степень чувствительности водорослей к ДСН была ниже.

ДСН при концентрации 1 мг/мл вызывал гибель клеток Scenedesmus quadricauda, а при понижении концентрации до 0,01-0,1 мг/мл стимулировал рост этих водорослей [7].

Неионогенные ПАВ (НПАВ) находятся на следующем месте после АПАВ по объему их производства и поступления в водные экосистемы [8]. Общемировое потребление НПАВ из класса алкилфенол этоксилатов еще в 1988 г. составило около 360 тыс. т в год. Наряду с широким использованием НПАВ в промышленности и других отраслях экономики, вещества этого класса имеют и другие сферы применения, например, в красителях для волос [9].

Вопросы загрязнения окружающей среды НПАВ освещались в работе [10]. Содержание НПАВ в сточных водах достигает весьма значительных величин - до 30 г/л. [10]. В природных водоемах обнаружены НПАВ в концентрациях до 1 и даже 2,6 мг/л. Однако следует подчеркнуть, что ввиду способности НПАВ образовывать комплексы со многими соединениями, значительная часть НПАВ может находиться как бы в замаскированном состоянии и не выявляться аналитическим методом. Следовательно, высока вероятность получения заниженных результатов анализа, реальное содержание НПАВ в водных экосистемах может быть еще выше, чем дает анализ воды.

Эффективность очистки вод от НПАВ на сооружениях механической и биологической очистки мала. Около 60 % НПАВ, которые поступают с загрязнеными водами на такие сооружения, проходят сквозь них и выходят в окружающую среду с так называемыми очищенными водами, причем около 85 % этих веществ могут несколько трансформироваться, что затрудняет их количественный анализ загрязнения среды НПАВ.

Мониторинг содержания НПАВ в природных водах РФ не осуществляется и данные об уровне загрязнения водоемов РФ НПАВ практически отсутствуют. Недостатки существующих методик определения НПАВ обсуждаются в работе [10].

При отмыве краски от перерабатываемой макулатуры по американским технологиям расходуется 2-3 кг НПАВ на 1 т бумаги [1].

Недостаточно информации о концентрации НПАВ в природных водоемах. Необходимо обратить внимание на то, что во многих регионах поступление НПАВ в окружающую среду лишь немногим уступает поступлению АПАВ (ежедневно от одного жителя ФРГ поступает в среднем 6, 71 г АПАВ и 4,07 г НПАВ) [1].

Технические пестицидные препараты могут содержать 1-20 % неионогенных выпускаемых промышленностью ПАВ.

Таким образом, опасность НПАВ для водных экосистем многообразна и делает актуальным накопление новой информации о биологических эффектах этих веществ. Необходимо сопоставление относительной чувствительности организмов, представляющих различные трофические уровни экосистемы, к СПАВ-содержащим смесевым препаратам.

Катионогенные ПАВ, наряду с АПАВ и НПАВ, являются одним из основных классов ПАВ. В суммарном объеме используемых в экономике СПАВ в развитых странах на долю КПАВ приходится около 22 % (на примере США). КПАВ поступают в водоемы с загрязненными водами, поскольку широко используются во многих областях промышленности и экономики, в том числе нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой. В аквакультуре применяют КПАВ для борьбы с возбудителями заболеваний рыб, при этом КПАВ добавляют в воду в концентрации 1-2 мг/л.

КПАВ являются тем классом СПАВ, производство которых растет наиболее быстро

- ежегодно примерно на 5 %. Соответственно быстро растет и загрязнение окружающей среды этими СПАВ. Биологические эффекты КПАВ изучались, но на сравнительно ограниченном круге биологических объектов [10].

КПАВ оказывают негативное воздействие на многие изученные виды бактерий и грибов.

Амфотерные (амфолитные) поверхностно-активные вещества - соединения, которые в водных растворах в зависимости от значения рН среды по разному ионизируются и действуют, - в кислом растворе проявляют свойства катионных ПАВ, а в щелочном растворе

- анионных ПАВ.

Использованные в данной работе высшие водные растения Ceratophyllum demersum и Elodea canadensis раньше использовались в качестве тест-организмов многими авторами в опытах с металлами и органическими ксенобиотиками [11-14].

Организмы Chara fragilis и Callitriche palustris инкубируются впервые с синтетическими поверхностно-активными веществами.

Информация о биологических эффектах СПАВ необходима для того, чтобы лучше прогнозировать экологические последствия попадания СПАВ в водные экосистемы, более полно представить потенциальную опасность и более адекватно проводить экологическую экспертизу. При оценке потенциальной экологической опасности необходимы дифференцированные подходы к отдельным классам СПАВ и разработка для каждого из них специализированных нормативов, регулирующих поступление их на очистные сооружения [15].

Цель данной работы - представить результаты исследований воздействия различных концентраций водного раствора СПАВ-содержащего смесевого препарата на жизнеспособность четырех водных макрофитов Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis, Callitriche palustris.

Материал и методы

Эксперименты проводились в пресноводных микрокосмах. В микрокосмах инкубировались побеги высших водных растений Ceratophyllum demersum (Роголистник темно-зеленый, семейство: Роголистниковые - Ceratophyllaceae G.), Elodea canadensis (Элодея канадская, семейство: Водокрасовые - Hydrocharitaceae Mchk.), Chara fragilis (Хара ломкая, семейство: Харовые - Characeae L.), Callitriche palustris (Болотник болотный, семейство: подорожниковые

- Plantaginaceae J.) (табл. 1). До проведения опытов эти виды макрофитов содержались в условиях оранжереи в ботаническом саду Московского государственного университета в больших резервуарах с водой, прошедшей обработку фильтрацией через мембраны.

Диапазон жизни Ceratophyllum demersum доходит до 66 параллели северной широты, Chara fragilis - до 69 параллели, Elodea canadensis распространена по миру во многих местах, Callitriche palustris распространен по всей Европе, в Северной Африке, умеренных регионах Азии и Северной Америке [16].

Таблица 1

Состав микрокосмов

№ микрокосма Название растения Сырой вес, г Объем ОВВ, мл

1А Ceratophyllum demersum 21,2 1000

1В Ceratophyllum demersum 21,1 1000

1С Ceratophyllum demersum 20,5 1000

1D Ceratophyllum demersum 19,9 1000

2A Elodea canadensis 26,2 1000

2B Elodea canadensis 28,3 1000

2C Elodea canadensis 25,7 1000

2D Elodea canadensis 24,3 1000

3A Chara fragilis 39,7 1000

3B Chara fragilis 35,2 1000

3C Chara fragilis 31,4 1000

3D Chara fragilis 35,8 1000

4A Callitriche palustris 13,9 1000

4B Callitriche palustris 18,9 1000

4C Callitriche palustris 16,7 1000

4D Callitriche palustris 15,5 1000

5A Ceratophyllum demersum (контроль, без добавления СПАВ) 19,5 1000

5B Elodea canadensis (контроль, без добавления СПАВ) 18,2 1000

5C Chara fragilis (контроль, без добавления СПАВ) 15,6 1000

5D Callitriche palustris (контроль, без добавления СПАВ) 21,9 1000

В работе использовали СПАВ-содержащий смесевой препарат «Organic People» - биобальзам для мытья посуды.

Состав: >30 % вода очищенная, 15-30 % составляли анионогенные ПАВ, <5 % - амфо-терные ПАВ, <5 % - неионогенные ПАВ, поваренная соль, бензиловый спирт, бензойная кислота, сорбиновая кислота, глицерин, лимонная кислота, экстракт алоэ, экстракт ромашки аптечной, экстракт лопуха, экстракт женьшеня, эфирное масло лимонграсса.

Производитель ООО «Планета органика», Россия, 117042, г. Москва, проезд Чечерский, д. 24.

ГОСТ Р S1696-2000.

Приготовленный исходный водный раствор СМС «Organic People» (концентрация 2 мг/мл) добавляли в сосуды с интервалом 7 суток на протяжении 150 суток. Добавляли 50 мл в микрокосмы 1А, 1В, 2А, 2В, 3А, 3В, 4А, 4В и 100 мл в 1С, 1D, 2C, 2D, 3C, 3D, 4C, 4D.

В качестве контроля были взяты сосуды 5А, 5В, 5С, 5D с каждым видом растения (табл.1).

Опыты проводились при температуре 12-25 °С при естественном фотопериоде с 8.09.2015 по 5.02.2016. Использовали визуальный метод определения фитотоксичности.

Результаты и обсуждение

Роголистник (1С, 1D) и Элодея (2C, 2D) погибли при первой добавке детергента в 100 мл (табл. 2, 3) спустя 2 суток (48 ч). Болотник погиб спустя 5 дней после добавки в 100 мл (табл. 5). Хара выдержала 22 добавки по 100 мл в течение 150 дней, и все ее побеги погибли только в сосуде 3D. В микрокосмах 3А, 3В (добавка 50 мл) и 3C бледных побегов было 90-95 % (табл. 4). На дне всех микрокосмов с побегами Chara fragilis (3А, 3В, 3C, 3D) много детрита.

В случаях с Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis детергент интенсивно стимулировал рост нитчатых водорослей во всех микрокосмах.

В микрокосмах с Ceratophyllum demersum 1А, 1В (добавка 50 мл) в конце опыта (спустя 150 дней после первой добавки) на дне был обнаружен детрит. Живых побегов в микрокосме 1А было около 15 %, в 1В - около 20 %.

В конце эксперимента количество нитчатых водорослей превышало вес выживших побегов в сосуде 1А в 8,5 раз.

В микрокосмах с Elodea canadensis 2А, 2В (добавка 50 мл) в конце опыта во всех сосудах на дне наблюдался детрит. Элодея погибла в микрокосме 2А спустя 19 дней после начала опыта и через 32 дня в сосуде 2В после начала опыта (табл. 3).

Спустя 10 дней после начала эксперимента побеги растения Callitriche palustris погибли во всех микрокосмах (4А, 4В, 4C, 4D) (табл. 5).

До конца опыта (150 суток) смогли дожить некоторые побеги Ceratophyllum demersum (табл. 2) и Chara fragilis (табл. 4).

В контрольных микрокосмах была отмершая биомасса. В микрокосме 5А с Ceratophyllum demersum было 10 % отмерших побегов. В сосуде 5С с Chara fragilis было 5 % отмерших побегов. В системах 5В и 5D с Elodea canadensis и Callitriche palustris по 15 % отмерших побегов соответственно.

Таблица 2

Воздействие СПАВ-содержащего смесевого препарата на Ceratophyllum demersum

Календарное число Температура воды, °С Концентрация СПАВ

0,05 г/л 0,1 г/л

1А 1В 1С Ш

10.09.15 17 Несколько листьев отделились от стеблей, растения распределены по всей толще воды Растения распределены по всей толще воды, нет отделения от стеблей Вода мутная, растения на дне, листья отделились от стеблей, гибель растений

14.09.15 19 30 % бурых побегов 20 % бурых побегов

21.09.15 24 50 % бурых побегов, появляются нитчатые водоросли 40 % бурых побегов, много нитчатых водорослей

5.10.15 19 50 % бурых побегов, много нитчатых водорослей 45 % бурых побегов, много нитчатых водорослей

26.10.15 18 60 % бурых побегов, много нитчатых водорослей 45 % бурых побегов, много нитчатых водорослей

23.11.15 18 65 % бурых побегов, много нитчатых водорослей 55 % бурых побегов, много нитчатых водорослей

28.12.15 19 75 % бурых побегов, очень много нитчатых водорослей 70 % бурых побегов, побеги под плотным слоем нитчатых водорослей

11.01.16 13 80 % бурых побегов 75 % бурых побегов

18.01.16 15 85 % бурых побегов 80 % бурых побегов

5.02.16 18 85 % бурых побегов, растения под плотным слоем нитчатых водорослей 80 % бурых побегов, растения под плотным слоем нитчатых водорослей

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 3

Воздействие СПАВ-содержащего смесевого препарата на Elodea canadensis

Календарное число Температура воды, °С Концентрация СПАВ

0,05 г/л 0,1 г/л

2А 2В 2С 2D

10.09.15 17 Нет признаков фитотоксично сти Нет признаков фитотоксично сти Вода мутная, потерян тургор, листья отделились от стеблей, гибель растений

14.09.15 19 30 % бурых побегов, на дне образовался детрит 25 % бурых побегов, на дне образовался детрит

21.09.15 24 50 % бурых побегов, растения распределены по всему столбу воды равномерно, мелкие бурые фрагменты листьев плавают в воде, много нитчатых водорослей 50 % бурых побегов, растения распределены по всему столбу воды равномерно, мелкие бурые фрагменты листьев плавают в воде, появляются нитчатые водоросли

29.09.15 20 Гибель побегов, растения под плотным слоем нитчатых водорослей, запах гнили 50 % бурых побегов, много нитчатых водорослей

12.10.15 17 Тургор отсутствует, много нитчатых водорослей,запах гнили, побеги бледные, гибель

5.02.16 Все побеги лежат на дне либо превратились в детрит

Таблица 4

Воздействие СПАВ-содержащего смесевого препарата на Chara fragШs

Календарное число Температура воды, °С Концентрация СПАВ

0,05 г/л 0,1 г/л

ЗА ЗВ 3С 3D

10.09.15 17 10 % бледных побегов 5 % бледных побегов 20 % бледных побегов 25 % бледных побегов

14.09.15 19 20 % бледных побегов, пленка на поверхности воды, легкий запах гнили 15 % бледных побегов Без изменений от 14.09.15 Без изменений от 14.09.15

21.09.15 24 25 % бледных побегов 30 % бледных побегов 35 % бледных побегов 40 % бледных побегов

Продолжение таблицы

5.10.15 19 30 % бледных побегов, запах гнили исчез 30 % бледных побегов 40 % бледных побегов 45 % бледных побегов

26.10.15 18 35 % бледных побегов 30 % бледных побегов 45 % бледных побегов 55 % бледных побегов

23.11.15 18 40 % бледных побегов, появление нитчатых водорослей 35 % бледных побегов 50 % бледных побегов 60 % бледных побегов

7.12.15 19 50 % бледных побегов, присутствуют нитчатые водоросли 45 % бледных побегов 60 % бледных побегов, появление нитчатых водорослей 70 % бледных побегов, появление нитчатых водорослей

28.12.15 19 65 % бледных побегов, присутствуют нитчатые водоросли 70 % бледных побегов, появление нитчатых водорослей 80 % бледных побегов, присутствуют нитчатые водоросли 85 % бледных побегов, присутствуют нитчатые водоросли

11.01.16 13 70 % бледных побегов, много нитчатых водорослей 75 % бледных побегов, присутствуют нитчатые водоросли 85 % бледных побегов, много нитчатых водорослей 90 % бледных побегов, много нитчатых водорослей

18.01.16 15 85 % бледных побегов, много нитчатых водорослей 90 % бледных побегов, присутствуют нитчатые водоросли 95 % бледных побегов, много нитчатых водорослей 95 % бледных побегов, много нитчатых водорослей

5.02.16 18 90 % бледных побегов, много нитчатых водорослей 90 % бледных побегов, присутствуют нитчатые водоросли 95 % бледных побегов, много нитчатых водорослей 100 % гибель побегов, много нитчатых водорослей

Таблица 5

Воздействие СПАВ-содержащего смесевого препарата на CaШtriche palustris

Календарное число Температура воды, °С Концентрация СПАВ

0,05 г/л 0,1 г/л

4А 4В 4С 4D

10.09.15 17 Без изменений Без изменений Без изменений Без изменений

14.09.15 19 50 % бледных побегов 60 % бледных побегов 100 % гибель побегов, мутность воды, сильный запах гнили, все побеги бледные 100 % гибель побегов

18.09.15 23 100 % бледность побегов, запах гнили, гибель 90 % бледных побегов, мутность воды, запах гнили, гибель Гибель, ярко выраженный запах гнили

5.02.16 18 Детрит лежит на дне во всех микрокосмах

Заключение

Полученные данные дополнительно характеризуют чувствительность и толерантность растений Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Cham fragilis, Callitriche palustris при воздействии загрязняющих веществ из класса СПАВ.

Детергент «Organic People» интенсивно стимулировал рост нитчатых водорослей во всех микрокосмах с Ceratophyllum demersum, Elodea canadensis, Chara fragilis.

Хара (C. fragilis) является единственным макрофитом, который выдержал 22 добавки по 100 мл в течение 150 дней в одном из сосудов (3C). Для остальных видов макрофитов эта концентрация была летальной.

Спустя 10 дней после начала эксперимента побеги растения Callitriche palustris погибли во всех микрокосмах (4А, 4В, 4C, 4D).

В микрокосмах с Ceratophyllum demersum 1А, 1В (добавка 50 мл) в конце опыта (спустя 150 дней после первой добавки) на дне образовался детрит. Живых побегов в микрокосме 1А было около 15 %, в 1В - около 20 %.

В микрокосмах с Elodea canadensis 2А, 2В (добавка 50 мл) в конце опыта во всех сосудах на дне наблюдался детрит. Элодея погибла в микрокосме 2А спустя 19 дней после начала опыта и через 32 дня в сосуде 2В после начала опыта.

Ранжирование толерантности к СПАВ-содержащему смесевому препарату «Organic People» от меньшего к большему при добавке 50 мл каждые 7 суток в течение 150 суток: Callitriche palustris < Elodea canadensis < Ceratophyllum demersum < Chara fragilis.

Полученные данные представляют интерес в связи с определением допустимых нагрузок загрязняющих веществ из класса СПАВ на водоемы, содержащие макрофиты.

Исследования биологических эффектов СПАВ, в том числе на процессы, важные для самоочищения воды и поддержания стабильности водных экосистем, дают новый материал для анализа антропогенной дестабилизации экологического равновесия. Необходимо дальше продолжать исследования СПАВ на высших водных растениях и других живых организмах.

Л и т е р а т у р а

1. Остроумов С. А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы - М.: МАКС Пресс, 2001. - 344 с.

2. Greek B., Layman P. Higher costs spur new detergent formulation. Chemical Engeering News. - 1989. - Vol. 67, № 4, - Р. 29-49.

3. Акулова К. И., Буштуева К. А. Коммунальная гигиена. - М.: Медицина, 1986. - 608 с.

4. Гордеева Л. М., Козлова М. В. Амебы группы «лимакс» в сточных водах на разных этапах очистки. Самоочищение и биоиндикация загрязненных вод. - М.: Наука, 1980. - С. 155-158.

5. Можаев Е. А. Алкилбензолсульфаты. - М.: Центр международных проектов ГКНТ, 1989. - 17 с.

6. Nyberg H., Koskimies-Soininen K. The phospholipid fatty acids of Porphyridium purpureum cultured in the presence of Triton X-100 and sodium desoxycholate. Phytochemistry. - 1984. - Vol. 23, № 11.

- P. 2489-2495.

7. Горюнова С. В., Остроумов С. А. Воздействие анионного детергента на зеленую протококковую водоросль и проростки некоторых покрытосеменных растений // Научные доклады высшей школы. Биол. Науки. - 1986. - № 7. - С. 84- 86.

8. Roderer G. Toxic eefects of tetraethyl lead its derivatives on the chrysophyte Poteriochromonas mal-hamensis. Comparative studies with surfactants. Arch. Environ. Contam. Toxicol. - 1987. - Vol. 16, № 3.

- P. 291-301.

9. Meyer O., Andersen P., Hansen E., Larsen J. Teratogenicity and in vitro mutagenicity studies on Nonoxynol-9 and-30. Pharmacology and Toxicology. - 1988. - Vol. 62. - P. 236-238.

10. Ставская C. C., Удод В. М., Таранова Л. А., Кривец И. А. Микробиологическая очистка воды от поверхностно-активных веществ. - Киев: Наукова думка, 1988. - 184 с.

11. Остроумов С. А., Котелевцев С. В., Шестакова Т. В., Колотилова Н. Н., Поклонов В. А., Соломонова Е. А.; Новое о фиторемедиационном потенциале: ускорение снижения концентраций ионов тяжелых металлов (Pb, Cd, Zn, Cu) в воде в присутствии элодеи. Экологическая химия. - 2009.

- 18(2):111-119.

12. Остроумов С. А., Шестакова Т. В., Котелевцев С. В., Соломонова Е. А., Головня Е. Г., Поклонов В. А. Присутствие макрофитов в водной системе ускоряет снижение концентрации меди, свинца и других тяжелых металлов в воде; Водное хозяйство России. - 2009. - № 2, - 58-66 с.

13. Поклонов В. А. Фитотоксический эффект бензола в водной среде. Экологический вестник России. - 2015. - № 12. - С. 66-69.

14. Поклонов В. А. Удаление алюминия водными растениями Ceratophyllum demersum и Chara fragilis из воды экспериментальных экосистем. Экологическая химия. - 2016. - № 2.

15. Поклонов В. А. Воздействие смесевого препарата Losk automat intensive на высшее водное растение роголистник (Ceratophyllum demersum). Вода: химия и экология. - 2015. - № 10, С. 82-86.

16. Поклонов В. А. Влияние меди и никеля на макрофиты в условиях экспериментальных микрокосмов при низкой температуре воды. Вестник Северо-Восточного федерального университета им. Аммосова. - 2016. - № 3, Том 53. - С. 17-24.

R e f e r e n c e s

1. Ostroumov S. A. Biologicheskie jeffekty pri vozdejstvii poverhnostno-aktivnyh veshhestv na organizmy - M.: MAKS Press, - 2001. 344 s.

2. Greek B., Layman P. Higher costs spur new detergent formulation. Chemical Engeering News. 1989. Vol. 67, № 4. - R. 29-49.

3. Akulova K. I., Bushtueva K. A. Kommunal'naja gigiena. - M.: Medicina, 1986. - 608 s.

4. Gordeeva L. M., Kozlova M. V. Ameby gruppy "limaks" v stochnyh vodah na raznyh jetapah ochistki. Samoochishhenie i bioindikacija zagrjaznennyh vod. - M.: Nauka, 1980. - S. 155-158.

5. Mozhaev E. A. Alkilbenzolsul'faty. - M.: Centr mezhdunarodnyh proektov GKNT, 1989. - 17 s.

6. Nyberg H., Koskimies-Soininen K. The phospholipid fatty acids of Porphyridium purpureum cultured in the presence of Triton X-100 and sodium desoxycholate. Phytochemistry. - 1984. - Vol. 23, № 11.

- P. 2489-2495.

7. Gorjunova S. V., Ostroumov S. A. Vozdejstvie anionnogo detergenta na zelenuju protokokkovuju vodorosl' i prorostki nekotoryh pokrytosemennyh rastenij // Nauchnye doklady vysshej shkoly. Biol. Nauki.

- 1986. - № 7. - S. 84-86.

8. Roderer G. Toxic eefects of tetraethyl lead its derivatives on the chrysophyte Poteriochromonas mal-hamensis. Comparative studies with surfactants. Arch. Environ. Contam. Toxicol. - 1987. - Vol. 16, № 3.

- P. 291-301.

9. Meyer O., Andersen P., Hansen E., Larsen J. Teratogenicity and in vitro mutagenicity studies on Nonoxynol-9 and-30. Pharmacology and Toxicology. - 1988. - Vol. 62. - P. 236-238.

10. Stavskaja C. C., Udod V. M., Taranova L. A., Krivec I. A. Mikrobiologicheskaja ochistka vody ot poverhnostno-aktivnyh veshhestv. - Kiev: Naukova dumka, 1988. - 184 s.

11. Ostroumov S. A., Kotelevcev S. V., Shestakova T. V., Kolotilova N. N., Poklonov V. A., Solomonova E. A.; Novoe o fitoremediacionnom potenciale: uskorenie snizhenija koncentracij ionov tjazhelyh metallov (Pb, Cd, Zn, Cu) v vode v prisutstvii jelodei. Jekologicheskaja himija. - 2009. - 18(2):111-119.

12. Ostroumov S. A.,Shestakova T. V., Kotelevcev S. V., Solomonova E. A., Golovnja E. G., Poklonov V. A. Prisutstvie makrofitov v vodnoj sisteme uskorjaet snizhenie koncentracii medi, svinca i drugih tjazhelyh metallov v vode; Vodnoe hozjajstvo Rossii, - 2009. - № 2. - S.58-66.

13. Poklonov V. A. Fitotoksicheskij jeffekt benzola v vodnoj srede. Jekologicheskij vestnik Rossii. - 2015.

- № 12. - S. 66-69.

14. Poklonov V. A. Udalenie aljuminija vodnymi rastenijami Seratophyllum demersum i Chara fragilis iz vody jeksperimental'nyh jekosistem. Jekologicheskaja himija. - 2016. - № 2.

15. Poklonov V. A. Vozdejstvie smesevogo preparata Losk automat intensive na vysshee vodnoe rastenie rogolistnik (Ceratophyllum demersum). Voda: himija i jekologija. - 2015. - № 10, - S. 82-86.

16. Poklonov V. A. Vlijanie medi i nikelja na makrofity v uslovijah jeksperimental'nyh mikrokosmov pri nizkoj temperature vody. Vestnik Severo-Vostochnogo federal'nogo universiteta im. Ammosova. - 2016.

- № 3. Tom 53. - S. 17-24.

^SHir^ir

УДК 57.036:504.064.37 Ю. Ф. Рожков, М. Ю. Кондакова

ОЦЕНКА ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЛЕСОВ ПОСЛЕ ПОЖАРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА ПРИ ДЕШИФРИРОВАНИИ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ

Проведена оценка использования кластерного анализа распределения пикселей в мониторинге процесса восстановления лесов от пожара. Мультиспектральные космические снимки высокого и

РОЖКОВ Юрий Филиппович - к. х. н., зам. директора по научной работе ФГБУ «Государственный природный заповедник «Олекминский», г. Олекминск. E-mail: olekmazap-nauka@yandex.ru

ROZHKOV Yuri Filippovich - Candidate of Chemical Sciences, Deputy Director of the State Organization "National Nature Reserve" Olekminsky "for scientific work, Olekminsk.

КОНДАКОВА Мария Юрьевна - к. б. н., с. н. с. ФГБУ «Гидрохимический институт», г. Ростов-на-Дону.

E-mail: vesna-dm@mail.ru

KONDAKOVA Maria Yurievna - Candidate of Biological Sciences, Senior Senior Researcher, FSBI "Hydrochemical Institute, Rostov-on-Don.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.