CC BY
23
\\1\\\\Л\\2\\\^и\\\\\\\\\\\\\\\\\\
"V
"У"
I II III
рис. 2. Пространственная миграция компонентов в водах Селенгинского резервуара: I - слабоподвижные компоненты, накапливаются: 1 - в донных отложениях; 2 - в донных отложениях и в водах, участвуют в химических круговоротах; II - умеренно подвижные, частично выносятся, частично накапливаются: 3 - в водах и донных отложениях, участвуют в химических круговоротах; 4 - в донных отложениях; III - легкоподвижные, выносятся.
Скорость водной миграции элементов позволяет разделить их на три группы: малоподвижные или связанные элементы (элементы, участвующие в химических круговоротах, и элементы, захоранивающиеся в донных отложениях), частично выносимые, частично связанные (частично транзитные, частично участвующие в химических круговоротах, частично захоранивающиеся в донных отложениях) и легкоподвижные — «транзитные» — компоненты, приходящие с внешней нагрузкой и уходящие со стоком озерных вод в другие резервуары озера и реку Ангару (табл. 1).
Таблица 1
Группировка компонентов по скорости водной миграции в резервуарах оз. Байкал
Группа элементов Южный резервуар Селенгинский Средний Ушканьеостровский Северный
Слабо подвижн ые, накапливаются:
I в водах А1, Э!, Мп2+, Реобщ, Ы03-, Р043-, Сг, РЬ, Со, Аэ, КЬ, Си, Рорг, V, И А!, Э!, Мп2+, Ре06щ , 1Ю3“ Р043-, Сг, РЬ, Со, Аэ, КЬ, Си, Рорг, V, С^ Т! А!, Э!, Мп2+,Ре0бщ, Р043', Сг, РЬ, Со, КЬ, V, Т! К+, А!, Э!, Мп2+, Ре0бщ, N03', Р043-, Сг, РЬ, Со, Аэ, КЬ, Си, Рорг, V, Cd, 7п, и, Вг, Т!
в донных отложениях А1, Э!, Сг
в донных отложениях и водах Ре06щ, РО43-, Мп2+, Со, V, КЬ, Аэ, И
Умеренноподвижные, частично выносятся, частично накапливаются:
II в водах Ыа+, Мд2+, С^ и, Мо, ^п, Ы0рг С(1 и, Мо, Рорг К+, Ыа+, Са2+, Мд2+, В, и, Мо, Сорг, Ыорг, ЭОРГ К+, Ыа+, Мд2+, N03-Си, Cd, 7п, и, Аэ, Мо, РОРГ, ^ оог Na+, Са2+, Мд2+, Э042-, В, Эг, Мо, СОРГ, NOPГ, ЭОРГ
в донных отложениях К , Сорп Эорп Вг К+, Ыа+, Мд2+,Ы03“ РЬ СОРП М0рП Э0рг Вг Сорг, Эорг Нд
III Легкоподвижные, выносятся Са2+, НСОз-, Э042-, СГ, В, Нд, Эг Са2+, Э042-, НСОз-, С!', Си, Нд, Эг, 7п, Вг, В НС03-, Э042', С!-, Нд, Эг, 7п Са2+, НС03-, Э042-, С!-, В, Нд, Эг, Вг НС03-, С!-
О.Ю. Астраханцева1, С.С. Тимофеева2, О.М. Глазунов1
классы экологической опасности компонентов в резервуарах озера Байкал
1Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН (Иркутск) 2ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет» (Иркутск)
Одна из проблем современной гидрохимии — геоэкологическая — ухудшение экологического состояния природных вод, в последние десятилетия приобрела качественно новый характер, позволяющий говорить о «глобальном экологическом кризисе». Причина в неосознанном нарушении той природной системы, которая сложилась на Земле в течение сотен миллионов и даже миллиардов лет. Одним из следствий этого является загрязнение продуктами техногенной деятельности всей окружающей среды и в первую очередь воды. Именно загрязнение среды — наиболее острая проблема нашего времени. Взаимодействие вод озера Байкал и потоков есть та проблема, которая стоит сейчас перед учеными. Многие вопросы, связанные с выяснением физических и химических превращений вещества в природных водных системах, могут быть успешно разрешены благодаря развитию теоретических основ физикохимического моделирования природных процессов на ЭВМ. Следовательно, цель наших исследований
— разработка подхода к исследованию физико-химических процессов в водах озера Байкал.
В связи с этим были исследованы физико-химические состояния вод озера Байкал и потоков, в них впадающих; проведено зонирование вод озера по условиям формирования вещества и степени их геохимической устойчивости к загрязнению химическими, биогенными элементами и органическим веществом; оценено состояние природного фона систем и потоков многорезервуарной системы «Озеро Байкал» в доиндустриальный период: впервые на большом фактическом материале рассчитаны кларко-вые содержания — созданы базы данных по среднемноголетним содержаниям макро-, микро, биогенных элементов и органического вещества (№+, К + , Са2+, Мд2+, А1, Si, Мп2+, Реобщ , SO42-, НС03—, С1 — , N0^, РО3-, Н + , О, As, В, Сг, Си, Cd, Нд, РЬ, Sr, Zn, Со, и, V, Вг, Rb, Мо, С , N , рщ , S , СО, Ti) поверхност-
4 ' ' 2' ' ' ' ' ' ' ' ' ' гггг I I 0рг орг орг' орг' 2' > 1
ных, прибрежных, глубинных, придонных вод пяти резервуаров озера Байкал и потоков, впадающих и вытекающих из них: реки, взвесь рек, дождь + снег, аэрозоль, подземные воды, минеральные воды, приток озерных вод из других резервуаров озера, поток из донных отложений, поток в донные отложения, сток озерных вод в другие резервуары озера и в реку Ангару (в %, мг/л, моль/кг, г/год, моль/год); рассчитаны водные балансы пяти резервуаров озера Байкал и потоков, оценена интенсивность водообмена в резервуарах; количественно оценены массопотоки подземных вод в земной коре водосборных бассейнов пяти резервуаров озера Байкал; оценено количество вещества, приносимое массопотоками подземных вод в земной коре водосборных бассейнов пяти резервуаров озера Байкал.
Целью наших исследований на данном этапе являлся расчет вещественных балансов пяти резервуаров озера Байкал — определение количества вещества — общего химического состава резервуаров и их потоков как третьего параметра термодинамического состояния системы; выявление источников прихода и расхода каждого из 35 компонентов в каждом из пяти резервуаров. Расчет вещественного баланса пяти резервуаров озера Байкал позволил оценить геохимическую устойчивость геологической среды — многорезервуарной системы «Озеро Байкал» к загрязнению химическими, биогенными элементами и органическим веществом.
До сих пор учеными делались попытки рассчитать химический баланс озера Байкал как одноре-зервуарной системы. При этом не принимались во внимание поток «подземные воды» и внутренняя нагрузка — поток из донных отложений и поток в донные отложения. Наблюдалась неувязка баланса — несходимость статьи «Приход» со статьей «Расход».
В результате проделанной нами на данном этапе работы:
— проведена оценка взаимодействия в мегасистеме «озеро Байкал — окружающая среда (потоки)»;
— рассчитаны химические балансы макро-, микро-, биогенных элементов и органического вещества в пяти резервуарах озера Байкал и потоках, впадающих в эти резервуары;
— оценена роль каждого из потоков для каждого из пяти резервуаров озера Байкал;
— оценена внутренняя нагрузка — потоки из донных отложений в пяти резервуарах озера Байкал;
— оценено количество вещества, приносимое массопотоками подземных вод в земной коре водосборных бассейнов пяти резервуаров озера Байкал;
— предложена геохимическая модель многорезервуарной системы «Озеро Байкал» — количество вещества в потоках и резервуарах;
— установлена пространственная миграция компонентов в водах пяти резервуаров озера;
— оценена геохимическая устойчивость пяти резервуаров озера Байкал;
— установлены классы элементов экологической опасности для каждого из пяти резервуаров озера Байкал;
— составлен прогноз поведения компонентов в резервуарах в случае их попадания с антропогенной нагрузкой;
— предложена карта рационального размещения сети пунктов контроля качества вод резервуаров озера Байкал.
Таблица 1
Группировка компонентов, поступающих в резервуары озера Байкал с антропогенной нагрузкой,
по классам экологической опасности
Класс Южный резервуар Селенгинский Средний Ушканьеостровский Северный
I А1, Э1, Мп2+, Ре0бЩ , ЫОэ", РОЛ Сг, РЬ, Со, Аэ, КЬ, Си, V, Р ОРП Т А!, в1, Мп2+, Ре06щ , ИОз', РО43', Сг, РЬ, Со, Аэ, КЬ, Си, V, С^ Р ОРП Т А!, в1, Мп2+, Ре0бщ , РО43', Сг, РЬ, Со, КЬ, V, Т К+, А!, в1, Мп2+, Ре0бщ , ЫОз, РО43', Сг, РЬ, Со, Аэ, КЬ, Си, V, С^ 7п, и, Вг, Р„„г, Т1
II Ыа+, Мд2+, С^ и, Мо, ^П, Иорг Мп2+, С^ и, Мо, Рорг, Ре общ , РО43 , Со, V, КЬ, Аэ, Т К+, Иа+, Са2+, Мд2+, В, и, Мо, Сорг, Иорг, ворг К+, Иа+, Мд2+, ИО3', Си, С(1 7п, и, Аэ, Мо, Р ОРП Иорг Иа+, Са2+, Мд2+, вО42', В, вг, Мо, Сорг, ворг.
III К , С0рг, в0рг, Вг К+, Иа+, Мд2+, А!, в1, Сг, ИОз', РЬ, Сорг, Иорп ворг Вг Сорп ворг Нд
IV Са2+, ИСОэ", ЭО42', С!', В, Нд, вг Са2+, вО42', НСОз', С!', Си, Нд, вг, 7п, Вг, В НСОз', вО42', С!', Нд, вг, 7п Са2+, НСО3', вО42', С!', В, Нд, вг, Вг НСО3', С!'
По типам и пунктам миграции в резервуарах выделены три группы: компоненты слабоподвижные, участвующие в химических круговоротах — элементы первого класса экологической опасности; умеренно подвижные, участвующие в химических круговоротах — элементы второго класса; слабоподвижные и умеренно подвижные, захоранивающиеся в донных отложениях — элементы третьего класса; легкоподвижные — элементы четвертого класса экологической опасности. Во всех резервуарах, кроме Селенгинского, Na+, Mg2+, Si, Fe , , NO,", PO3-, AI, Mn2+, Cr, Pb, Co, As, Rb, Mo, Cu, Cd, V, U, Ti, N ,
' ' ' ' общ 3 ' 4 ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' орг1
P , в Южном — Zn, в Среднем — K + , Ca2+, B, C , S , в Ушканьеостровском — K + , Zn и в Северном —
орг орг орг
Ca2+, K + , SO2-, B, Br, Sr, Zn, C , S относятся к первому и второму классам экологической опасности.
' ' 4 г г г г I 0рг орг, 1 J 1 J
В Селенгинском резервуаре компоненты Fe , , PO.3—, Mn2+, Co, Cd, Mo, As, Rb, V, U, Ti, P относятся ко
1 1 У 1 общ 4 г г г г г г орг
второму классу экологической опасности.
Оценка геохимической устойчивости, состоящая в определении подвижности компонентов, поступающих в резервуары и уходящих из них, оценке степени участия компонентов в химических круговоротах внутри резервуаров и установления места накопления компонентов — в водах или донных отложениях, показала, что в Южном, Среднем, Ушканьеостровсклом и Северном резервуарах поступающие с потоками компоненты относятся к четырем группам экологической опасности, а в Селенгинском — ко второй, третьей и четвертой группам. Селенгинский резервуар отличается от других резервуаров озера типами и пунктами миграции компонентов. Каждый резервуар озера Байкал индивидуален по набору компонентов в классах экологической опасности.
И.Ю. Баров1, Л.А. Беловежец2, Ю.А. Маркова3, А.Л. Алексеенко3, Б.Д. Савилов1
влияние температуры на биологические свойства энтеробактерий
1 ГОУ ДПО «Иркутский государственный институт усовершенствования врачей Росздрава»(Иркутск)
2 Институт химии им. А.Е. Фаворского СО РАН (Иркутск) 3 Сибирский институт физиологии и биохимии растений СО РАН (Иркутск)
До середины XX века считалось, что патогенные и потенциально-патогенные бактерии, являясь мезофилами, способны размножаться лишь в узком температурном диапазоне, соответствующем температуре теплокровного организма (36 — 37 "С). Однако данные по экологии этих микроорганизмов свидетельствуют об их широком распространении в окружающей среде и, следовательно, способности приспосабливаться к ее температурному режиму. Такая способность была показана для возбудителя псевдотуберкулеза Yersinia pseudotuberculosis. Этот микроорганизм может размножаться как при 37 "С (в организме млекопитающих), так и при 4 "С (в почве, водоемах, на овощах). И все же особенности адаптации патогенных и условно-патогенных микроорганизмов к низким температурам, способствующие их выживаемости в окружающей среде, изучены недостаточно.
Целью исследования было изучение изменения биологических свойств в зависимости от температуры культивирования бактерий Proteusmirabilis, Morganella morganii и Citrobacterfreundii, относящихся к семейству Enterobacteriaceae. Эти микроорганизмы были выделены от больных и получены в бактериологической лаборатории Иркутской областной инфекционной больницы. Проведенная работа является частью исследования, посвященного изучению взаимодействия условно-патогенных энтеробактерий с организмом растения, поэтому нами были выбраны ферменты и биологически активные вещества, способные участвовать в этом взаимодействии.
методы
Исследуемые микроорганизмы культивировали трое суток в физиологическом растворе с добавлением фосфатного буфера (рН = 7) при следующих температурах: 4 "С, 24 "С, 37 "С. Для изучения образования ауксинов в среду культивирования добавляли 200 мг/л триптофана. Бактериальную суспензию центрифугировали при 30000 g 10 мин. Для дальнейшего исследования брали супернатант. В качестве маркеров изменения метаболизма были взяты следующие объекты: синтез ауксинов, гибберелинопо-добных веществ, содержание общего белка в супернатанте, изменение активности целлюлазы.
результаты и обсуждения
Общее количество белка у всех исследованных микроорганизмов резко увеличивалось при 37 оС, в среднем от 280 до 400 мкг/мл (по Лоури). Это свидетельствует о наиболее благоприятных условиях для накопления биомассы микроорганизмами в условиях температур, аналогичных температурам тела млекопитающих.
Согласно литературным данным, многие энтеробактерии, относящиеся к родам Enterobacter, Klebsiella, Serratia и относящиеся к условно-патогенным микроорганизмам, являются ризосферными или эндофитными бактериями по отношению к растительным организмам. Поэтому представляло интерес определение активности целлюлазы, фермента, свойственного как фитопатогенным, так и симбиотическим
