CC BY
112
Секция 1. Биология
3. Музычкина Р. А., Корулькин Д. Ю., Абилов Ж. А. Основы химии природных соединений. - Алматы: ^азац Университету - 2010. - 564 с.
4. Роговский В. С., Матюшин А. И., Шилановский Н. Л. Перспективы применения препаратов кверцетина для профилактики и лечения атеросклероза//Международный научный журнал. - 2011. - № 3. - с. 114-118/
5. Конкина И. Г., Грабовский С. А., Муринов Ю. И., Кабальнова И. Н. Сравнительная оценка реакционной способности кверцетина и дигидрокверцетина по отношению к пероксильным радикалам//Химия растительного сырья. - 2011. - № 3. - с. 207-208.
6. Materska M. Quercetin and its derivates: chemical structure and bioactivity: a review Pol.J. Food Nutr. Sci. 2008. - Vol. 58, No. 4. - pp. 407-413.
7. Aguirre L., Arias N., Macarulla M. T., Gracia A., Portillo M. P. Beneficial Effects of Quercetin on Obesity and Diabetes The Open Nutraceuticals Journal, - 2011, - 4, - p.189-198.
8. Nijveldt R. J., van Nood E., van Hoorn D., Boelens P. G., van Norren K., van Leeuwen P. Flavonoids: a review of probable mechanisms of action and potential applications Am J Clin Nutr 2001; 74:418-25.
9. Hollman P. C., van Trijp J. M., Buysman M. N., van der Gaag M. S., Mengelers M. J., de Vries J. H., Katan M. B. Relative bioavailability of the antioxidant flavonoid quercetin from various foods in man//FEBS Lett. - 1997, Nov 24. - Vol. 418, № 1-2. - Р. 152-156.
10. Naidu P. V. S., Kinthada P., Kalyani P., Muralidhar P. Characterization and biological activities of quercetin thiosemicarbazone derivatives: potential anti cancer drugs Int J Pharm Biomed Sci 2012, 3 (2), 24-27.
11. Erlund I., Kosonen T., Alfthan G., Maenpaa J., Perttunen K., Kenraali J., Parantainen J., Aro A. Pharmacokinetics of quercetin from quercetin aglycone and rutin in healthy volunteers. Eur J Clin Pharmacol 2000, 56, 545-553.
12. Spalatin J., Hanson R. P., Beard P. D. The haemagglutination-elution pattern as a marker in characterizing Newcastle disease virus. Avian Dis. - 1970. - Vol. 14. - P. 542-549.
13. Шнейдер М. А. Методические вопросы научной разработки противовирусных средств, Минск: Наука,-1977, - с. 150.
14. Reed L., Muench H. A simple method ofestimating fifty percent endpoints. Amer. J. Hyg., 1938, V. 27, - P. 493-497.
15. Урбах В. Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях, Москва, - 1975, - с. 295.
16. Walle T. Absorption and metabolism of flavonoids. Free Rad Biol Med 2004, 36, 829-837.
17. Wiczkowski W., Piskuta M.K. Food Flavonoids. Pol J Food Nutr Sci 2004, 21, 539-573.
18. Williams R.J., Spencer P.E., Rice-Evans C. Flavonoids: antioxidants or signaling molecules? Free Rad Biol Med 2004, 36, 838-849
Lygin Sergei Aleksandrovisch, candidate of chemistry, associate Professor Birsk branch of the Bashkir State University, Russia, Birsk E-mail: lygins@mail.ru Kabirova Liana Rustamovna, student of biology and chemistry Birsk branch of the Bashkir State University, Russia, Birsk E-mail: lygins@mail.ru
The assessment of environmental state Karaidel district of Bashkortostan
Abstract: This article describes analysis results of lead on the frequency of genes and genotypes buttercup caustic inhabiting near local roads Baiki — Akbulyak; examine the extent of soil contamination with heavy metals along the highway of republican values Baiki — Birsk; chemical studies of water in the river Ufa, using chromatographic, volt amperometric and other methods. Found that the results obtained are within the MPC and characterize the area as environmentally friendly.
Keywords: chromatography, period of half-removal, motor pollution, chemical parameters of water, biochemical oxygen demand, nitrogen group, dissolved oxygen, ecology.
7
Section 1. Biology
Лыгин Сергей Александрович, канд. хим. наук, доцент Бирского филиала Башкирского государственного университета, Россия, г. Бирск
E-mail: lygins@mail.ru Кабирова Лиана Рустамовна, студент факультета биологии и химии Бирского филиала Башкирского государственного университета, Россия, г. Бирск
E-mail: lygins@mail.ru
Оценка экологического состояния Караидельского района республики Башкортостан
Аннотация: в статье представлены результаты исследований влияния свинца на частоту генов и генотипов лютика едкого, обитающего вблизи дороги местного значения Байки — Акбуляк; изучение степени загрязнения почвы тяжелыми металлами вдоль автотрассы республиканского значения Байки — Бирск; анализ качества воды реки Уфа по химическим показателям, используя хроматографический, вольт амперометрический и другие методы. Установлено, что полученные результаты находятся в пределах ПДК и характеризуют район, как экологически чистый.
Ключевые слова: хроматография; период полу-удаления; автотранспортное загрязнение; ХПК; БПК 5; группа азота; растворенный кислород; экология.
Атмосфера, гидросфера и педосфера тесно взаимодействуют между собой и показатели их загрязненности имеют огромное значение для оценки экологического состояния среды. Загрязняющие и ядовитые вещества переносятся на большие расстояния, попадают с осадками в почву, поверхностные и подземные воды, в океаны, отравляют окружающую среду, отрицательно сказываются на получении растительной массы.
Целью исследования является попытка оценить экологическое состояние одного из красивейших районов, который расположен на севере Башкортостана — Караидельский.
Район образован 20 февраля 1932 г. Площадь 3786 км 2, из них 2347 км 2 занимают леса. В 99
населенных пунктах проживает 28,3 тысяч человек. Из-за обилия хвойных лесов, гор и Павловского водохранилища, реки Уфа (с притоками рек Юрю-зань, Кирзя, Байки, Урюш) в народе район называют «второй Швейцарией». Основной водной артерией Башкортостана является р. Белая (Агидель). Река Уфа,, Уфи мка (башк. 0фе), Караидель (башк. Кари^ел «Чёрная река») является правым притоком реки Белая, длиной 918 км. и площадью бассейна 53,1 тыс. км2. Река, имея преимущественно снеговое питание, отличается хорошо выраженным весенним половодьем, более слабым осенним подземом от дождей и относительно устойчивым ледяным покровом, который устанавливается после перехода среднесуточной температуры воздуха через -50 С [4].
8
Секция 1. Биология
Основным источником загрязнения атмосферы данного района является автотранспорт. С работой автомобильного транспорта связано загрязнение почв в наибольших количествах свинцом, кадмием, цинком, оловом, бериллием и т. д.
Вблизи автострад с интенсивным движением транспорта в почве может накапливаться до 1 г свинца на 1 кг. почвы, который и является мутагеном для лютика едкого [1, 45]. При сгорании 1 л. этилированного бензина в воздух попадало 200400 мг. свинца, тем самым пагубно влияя на атмосферу. Но согласно [3] введен запрет использования этилированного бензина в Российской Федерации с 2009 года. Однако почва до сих пор содержит следы свинца. Тяжелые металлы накапливаются в почвенной толще, особенно в верхних гумусовых горизонтах. Период полу-удаления тяжелых металлов из почвы: (выщелачивание, эрозия, потребление растениями, дефляция) составляет: цинка — 70-510 лет; кадмия — 13-110 лет; меди — 310-1500 лет; свинца — 740-5900 лет [2, 20].
На расстоянии 3 м. от дороги (позиция 1) были определены 3 участка размером 10*10 м, общей площадью 100 м 2. Определен объект исследования — лютик едкий, с усредненным числом экземпляров, на каждом участке по 200 штук. В результате эксперимента было установлено, что в среднем каждый 8-й лютик едкий на 200 штук подвержен мутации и имеет махровость, которая выражается в увеличении числа лепестков с 5 до 6 (7) штук, что составило в среднем на трех участках 4,0 % от общего числа. Параллельно исследованным участкам, выше на 50 м. (позиция 2) были определены 3 участка по 100 м 2. Проводился подсчет лютиков по 200 штук на каждом участке, где махровость цветка выражена меньше: на 200 штук только каждый 5-й лютик едкий проявлял махровость, что составило 2,5 %. Это более чем на порядок ниже — позиции 1.
Таким образом, поз.1, наиболее подвержена влиянию тяжелых металлов, чем поз.2. Частоту встречаемости гена махровости у мутированных лютиков можно подсчитать используя математическое выражение Харди-Вайнберга:
p 2AA + 2pqAa + q 2aa = 1.
Полученные данные позволяют определить частоту генов и генотипов, т. е. генетическую структуру популяции по изучаемому признаку.
На примере позиции 1 приведены расчеты с учетом всех основных пунктов определения генов и генотипов лютика едкого.
Растения с махровыми цветками имели гомозиготный генотип - аа.
По формуле a = Vq 2 частота генотипа аа в популяции составляет q2 (0,060), а частота гена а составляет Vq2 (0,245). Из формулы следует, что сумма частоты генов А и а есть величина постоянная pA+qa = 1, тогда частота гена:
pA = 1-qa = 1-0,245 = 0,755.
Растения с махровыми цветками имеют генотипы АА и Аа. Частота генотипа AA = p 2 (0,570), частота генотипа:
Aa = 2pq = 2*0,755*0,245 = 0,370.
Результаты позиции 2 рассчитаны аналогично примеру позиции 1.
Полученные данные по генотипу, а также количественному содержанию свинца в почве представлены на рис. 2.
Рис. 2. Частота генотипов в популяции Лютика едкого и количественное содержание свинца в почве
Выявлено, что в придорожной полосе содержание свинца гораздо больше, чем на склоне горы и превышает ПДК в поз. 1 примерно на 7 %.
Махровость цветка лютика едкого наблюдается в результате мутации. В среднем на каждые 200 штук приходится 8 махровых цветков у придорожной полосы, которая больше поражена выхлопными газами автотранспорта. На загрязненной территории махровость цветка лютика едкого на 1,5 % выше, чем на склоне горы.
На территории района ведущее место занимает автомобиль. Он перевозит более 80 % всех грузов и пассажиров. Проблема выбросов вредных веществ в атмосферу все больше возрастает, т. к. идет интенсивный рост автомобилей.
9
Section 1. Biology
Исследуемый участок, протянулся в общей сложности более чем на 3,5 км. Пробы отбирались на 3 участках. А именно: Т № 1 -автобусная остановка «с. Байки» (подножье подъема); Т № 2-середина подъема; Т № 3-вершина подъема. Были взяты пробы почвы с трех точек. Анализы собранных образцов почвы проводились в трех повторностях, что позволило получить достоверные сведения о содержании изучаемых элементов в почве.
Анализ почвы — Т № 1 показал, что содержание Cu, Zn, Pb значительно меньше ПДК, это можно связать с тем, что большая часть (из 65-43) автомобиля за 30 мин начинают свое движение после стоянки на остановке «с. Байки», скорость не значительна сгорание топлива происходит практически полностью, а соответственно выбросы в атмосферу остаются минимальные (рис. 3).
На (рис. 4) представлены результаты анализа почвы с середины подъема, которые свидетельствуют о том, что концентрация исследуемых металлов находится в пределах ПДК. Но стоит отметить, что она несколько больше, чем на первом участке, так как перед предстоящим подъемом автомобиль набирает скорость, увеличивая нагрузку на двигатель, и в результате этого происходит не полное сгорание топлива.
В - Т № 3 наблюдается снижение содержания ТМ по сравнению со средней частью начала подъема, но выше чем в начале подъема. Это можно связать с тем, что при выходе на вершину подъема у автомашин происходит сброс газа, уменьшается нагрузка на двигатель, а значит, происходит более полное сгорание топлива и содержание ТМ значительно уменьшается (рис. 5).
Медь Свинец Цинк
Рис. 3. Содержание тяжелых металлов в почве у подножья подъема, (мг/кг)
Медь Свинец Цинк
Рис. 4. Содержание тяжелых металлов в почве на середине подъема, (мг/кг)
Медь Свинец Цинк
Рис. 5. Содержание тяжелых металлов в почве на вершине подъема, (мг/кг)
10
Секция 1. Биология
Полученные экспериментальные значения позволяют сделать вывод:
- содержание тяжелых металлов в придорожной полосе трассы республиканского значения Байки — Бирск, не превышает предельно допустимых значений для каждого металла;
- наименьшая концентрация, определяемых металлов зарегистрирована на первом участке — на остановке «с. Байки», это объясняется тем, что данный участок дороги ровный, автомобили едут с постоянной скоростью, а большая часть автомашин только начинает движение после остановки и стоянки;
- наибольшая концентрация наблюдается на втором участке на середине подъема, это связано с максимальной нагрузкой на двигатель автомашины, топливо полностью не сгорает и повышается концентрация тяжелых металлов в выхлопных газах;
- на вершине подъема содержание, определяемых металлов несколько снижается, по сравнению с участком № 2, но все же превышает концентрацию тяжелых металлов № 1, у начала подъема. Это может быть объяснено тем, что нагрузка на двигатель снижается при приближении вершины подъема, и далее следует ровный участок дороги;
- проведенный эксперимент показал, что почва в придорожной полосе загрязнена не значительно, концентрации ТМ не превышают ПДК.
Вода является одним из наиболее важных природных ресурсов планеты. Проблема ее чистоты волнует жителей всей планеты, а жителей Караидельского района волнует чистота реки Уфа — как одной из значимых водных ресурсов района.
Было выбрано две точки отбора: д. Бердяш (Т-1) и д. Хорошаево (Т-2) Караидельского района (рис. 1).
Находящиеся в воде микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности используют растворенный в воде кислород, ПДК которого составляет 2 мг/л. Содержание кислорода находится в пределах ПДК (рис. 6) не меньше 4 мг/л.
По результатам, проведенных исследований, можно сказать что, биохимическое окисление органических веществ находится в пределах допустимой концентрации (рис. 6).
На изменения величины ХПК значительное влияние оказывает объем и режим поступления сточных вод, соответствуя ПДК — 14 мг/л.
По результатам исследования выявилось, что ХПК не превышает ПДК, но наблюдается незначительное превышение в апреле. Это может быть связано с тем что режим поступления сточных вод выше, чем в другие месяцы, из-за весеннего половодья (рис. 6).
16 п /л .. .
10
6 - 1 “
2 1 м f 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1
апр. июль нояб апр и юл ь нояб. апр июль- нояб.
растворенный ХПК БПК5
кислород
■ Т-1 10,5 В,95 12,75 15,1 4 11 1,57 1,53 1,09
■ Т-2 10,69 В,66 11,70 12,2 13 9 1,3 1,24 1,05
■ ПДК 4 4 4 14 14 14 2 2 2
Рис. 6. Химические показатели воды реки Уфа Исследуемая река не представляет никакой токсической угрозы для жителей Караидельского района.
Заключение: таким образом, на основе всех полученных данных, можно утверждать, что район является одним из самых экологически чистых и красивых уголков республики, так как на территории района нет промышленных предприятий.
Список литературы:
1. Алексеев С. В., Груздева Н. В., Муравьев А. Г., Гущина Э. В. Практикум по экологии: Учебное пособие/под ред. С. В. Алексеева - М.: АО МДС, - 1996. - 192 с.
2. Котова Д. Л., Девятова Т. А., Крысанова Т. А., Бабенко Н. К., Крысанов В. А. Методы контроля качества почвы. Учебно-методическое пособие/под ред. А. П. Ворониной. Воронеж: - 2007. - 106 с.
3. Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. ГОСТ Р 51105-97. Издание с Изменением № 1,2,3,4; ИУС № 10-99, № 7 - 2000, № 6 - 2004, N3 - 2005, дополнением ИУС № 5 - 2009.
4. Электронный паспорт территориальной избирательной комиссии муниципального района Караидельский район. - [Электронный ресурс] - Режим доступа. - URL: http://kk.convdocs.org/docs/index-95885.html (дата обращения 12.09.2012).
11
