Оценка экотоксичности наночастиц оксидов кобальта, меди, никеля и цинка по биологическим показателям состояния чернозема обыкновенного Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Оригинальная статья / Original article УДК 631.46;57.044

DOI: 10.18470/1992-1098-2020-1-130-136

Оценка экотоксичности наночастиц оксидов кобальта, меди, никеля и цинка по биологическим показателям состояния чернозема обыкновенного

Сергей И. Колесников , Владимир М. Вардуни, Алена Н. Тимошенко, Татьяна В. Денисова, Камиль Ш. Казеев, Юлия В. Акименко

Академия биологии и биотехнологий им. Д.И. Ивановского, Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия

Контактное лицо

Сергей И. Колесников, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой экологии и природопользования Академии биологии и биотехнологий им. Д.И. Ивановского, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет»; 344090 Россия, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 194/1. Тел. +79185550904 Email kolesnikov@sfedu.ru ORCID https://orcid.org/0000-0001-5860-8420

Формат цитирования

Колесников С.И., Вардуни В.М., Тимошенко А.Н., Денисова Т.В., Казеев К.Ш., Акименко Ю.В. Оценка экотоксичности наночастиц оксидов кобальта, меди, никеля и цинка по биологическим показателям состояния чернозема обыкновенного // Юг России: экология, развитие. 2020. Т.15, N 1. C. 130-136. DOI: 10.18470/1992-10982020-1-130-136

Получена 10 августа 2019 г.

Прошла рецензирование 3 октября 2019 г.

Принята 20 декабря 2019 г.

Резюме

Цель. Оценка воздействия наночастиц оксидов кобальта, никеля, меди, цинка на биологическое состояние чернозема обыкновенного.

Материал и методы. Исследование влияния наночастиц С03О4, N¡0, СиО и 2пО на биологические свойства почвы проводили на черноземе обыкновенном (Россия, г. Ростов-на-Дону). Исследовали воздействие различных концентраций загрязняющих веществ в зависимости от содержания их в почве - 3, 10, 30 фонов. Использовали наночастицы Со304, N¡0, СиО и 2п0 размером < 50 нм, ТЮ2 - < 100 нм.

Результаты. Загрязнение чернозема обыкновенного Со304, СиО, N¡0, 2п0 и их наночастицами приводит к ухудшению его биологических свойств: снижаются показатели общей численности бактерий, обилия бактерий рода Azotobacter, активности каталазы, активности дегидрогеназ, всхожести семян и длины корней редиса. Оксиды исследуемых элементов оказали примерно равное негативное влияние на данные показатели, в то время как среди нанопорошков наиболее токсичными оказались оксиды меди и цинка, наименее — оксид кобальта. Установлено, что нанопорошки Со3О4, СиО, N¡0 и 2пО снижают биологические показатели чернозема обыкновенного в большей степени, чем «обычные» формы оксидов. Стимулирующего действия исследуемых веществ на биологические свойства чернозема обыкновенного зафиксировано не было. Это свидетельствует о высокой токсичности исследуемых веществ, что характерно и для наночастиц других элементов.

Заключение. Загрязнение наночастицами оксидов кобальта, никеля, меди, цинка оказывает негативное воздействие на биологическое состояние чернозема, более выраженное, чем загрязнение «обычными» формами этих оксидов.

Ключевые слова

Загрязнение, почва, нанопорошки, биотестирование, тяжелые металлы.

© 2020 Авторы. Юг России: экология, развитие. Это статья открытого доступа в соответствии с условиями Creative Commons Attribution License, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

Estimation of Ecotoxicity of Nanoparticles of Cobalt, Copper, Nickel and Zinc Oxides on Biological Indicators of the State of Ordinary Chernozem

Sergey I. Kolesnikov , Vladimir M. Varduni, Alena N. Timoshenko, Tatiana V. Denisova, Kamil Sh. Kazeev and Yuliya V. Akimenko

D.I. Ivanovsky Academy of Biology and Biotechnology, South Federal University, Rostov-on-Don, Russia

Principal Contact

Sergey I. Kolesnikov, Dr Agric. Sciences, Professor and Head, Department of Ecology and Nature Management, D.I. Ivanovsky Academy of Biology and Biotechnology, Southern Federal University; 194/1 Stachki Ave., Rostov-on Don, 344006 Russia. Tel. +79185550904 Email kolesnikov@sfedu.ru ORCID https://orcid.org/0000-0001-5860-8420

How to cite this article

Kolesnikov S.I., Varduni V.M., Timoshenko A.N., Denisova T.V., Kazeev K.Sh., Akimenko Yu.V. Estimation of ecotoxicity of nanoparticles of cobalt, copper, nickel and zinc oxides on biological indicators of the state of ordinary chernozem. South of Russia: ecology, development. 2020, vol. 15, no. 1, pp. 130-136. (In Russian) DOI: 10.18470/1992-10982020-1-130-136

Received 10 August 2019 Revised 3 October 2019 Accepted 20 December 2019

Abstract

Aim. Assessment of the effect of nanoparticles of oxides of cobalt, nickel, copper, zinc on the biological state of ordinary chernozem.

Material and Methods. The effect of Co3O4, CuO, NiO and ZnO nanoparticles on the biological properties of soil was studied on ordinary chernozem (Rostov-on-Don, Russia). We studied the effect of various concentrations of pollutants depending on their content in soil of 3, 10, 30 backgrounds. Co3O4, CuO, NiO and ZnO nanoparticles with a size of <50 nm and TiO2 of <100 nm.

Results. Contamination of ordinary chernozem by Co3O4, CuO, NiO and ZnO and their nanoparticles leads to a deterioration in its biological properties in terms of: total bacteria numbers; abundance of bacteria of the genus Azotobacter; activity of catalase; activity of dehydrogenases and decrease in seed germination and length of radish roots. The oxides of the elements under study had an approximately equal negative effect on these indicators, while among the nanopowders the most toxic were the oxides of copper and zinc and the least was cobalt oxide. It was established that the nanopowders of Co3O4, CuO, NiO, and ZnO reduce the biological indices of ordinary chernozem to a greater extent than the 'conventional' forms of oxides. A stimulating effect of the studied substances on the biological properties of ordinary chernozem was not recorded. This indicates a high toxicity of the studied substances, which is also characteristic of nanoparticles of other elements. Conclusion. Contamination by nanoparticles of oxides of cobalt, nickel, copper and zinc has a negative effect on the biological state of chernozem and is more pronounced than contamination by 'conventional' forms of these oxides. Key Words

Pollution, soil, nanopowders, biotesting, heavy metals.

© 2020 The authors. South of Russia: ecology, development. This is an open access article under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

ВВЕДЕНИЕ

Наночастицы используются в различных промышленных и бытовых целях, что непременно отражается на увеличении объема их производства, а, следовательно, приводит к все большему поступлению наночастиц в окружающую среду и возникновению риска потенциально неблагоприятных влияний в естественных системах. За последнее десятилетие был достигнут значительный прогресс в понимании источников, судьбы и эффектов наночастиц. Однако воздействию наночастиц на компоненты окружающей среды, в частности почву, уделено недостаточно внимания [1]. Поэтому необходима разработка экспериментальных методов оценки влияния наночастиц на почвенный микробоценоз и биологическую активность почвы [2].

Цель настоящей работы состоит в оценке воздействия наночастиц оксидов кобальта, никеля, меди, цинка на биологическое состояние чернозема обыкновенного.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследование влияния наночастиц С03О4, N¡0, СиО и 2п0 на биологические свойства почвы проводили на черноземе обыкновенном, отобранном в Ботаническом саду Южного федерального университета (Россия, г. Ростов-на-Дону). Отбор почвы был произведен

из пахотного слоя (0-25 см). Для изучения биологических свойств проводили следующие анализы: определение ферментативной активности почвы (активности каталазы и дегидрогеназ), микробиологических показателей (общей численности бактерий и обилие бактерий рода Azotobacter) и фитотоксических показателей (всхожесть и длина корней редиса). Исследовали воздействие различных концентраций загрязняющих веществ в зависимости от содержания их в почве - 3, 10, 30 фонов. Использовали наночастицы Со304, N¡0, СиО и 2п0 размером < 50 нм, ТЮ2 < 100 нм. Для оценки степени токсичности наночастиц Со304, N¡0, Си0 и 2п0 проводили сравнение с влиянием «обычных», ненано-форм оксидов этих элементов. Для того, чтобы установить общую закономерность влияния оксидов металлов и их нанопорошков на состояние чернозема в зависимости от параметров загрязнения по исследованным показателям, был рассчитан интегральный показатель биологического состояния (ИПБС).

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В результате исследования установлено, что наночастицы Со304, N¡0, Си0 и 2п0 во всех вариантах эксперимента вызывали ухудшение биологических свойств чернозема обыкновенного (табл. 1-3).

Таблица 1. Изменение ферментативной активности чернозема обыкновенного при загрязнении Co3O4, NiO, CuO и ZnO и их наночастицами, % от контроля

Table 1. Change of enzymatic activity of ordinary chernozem through pollution of Co3O4, NiO, CuO and ZnO and their nanoparticles, % of control

Вещество Доза загрязняющего вещества / Dose of polluting substance

Substance Контроль 100 мг/кг 1000 мг/кг 10000 мг/кг НСР0,05

Control 100 mg/kg 1000 mg/kg 10000 mg/kg

Активность каталазы / Catalase activity

Co3O4 100 86 77 7S 7

NiO 100 93 7S 69 7

CuO 100 7S 67 63 6

ZnO 100 7S 6S 60 6

Co3O4 нано / Co3O4 nano 100 96 73 70 7

NiO нано / NiO nano 100 91 63 S9 6

CuO нано / CuO nano 100 72 62 S6 6

ZnO нано / ZnO nano 100 7S 69 62 6

Активность дегидрогеназ / Dehyrogenase activity

Co3O4 100 77 S8 6S 6

NiO 100 88 77 6S 7

CuO 100 78 62 44 S

ZnO 100 78 73 61 6

Co3O4 нано / Co3O4 nano 100 91 79 61 7

NiO нано / NiO nano 100 78 73 S3 6

CuO нано / CuO nano 100 76 60 40 S

ZnO нано / ZnO nano 100 77 7S S7 6

Исследование показало, что на активность каталазы и дегидрогеназ в черноземе обыкновенном наночастицы N¡0, Си0 и 2п0 оказывают более сильное влияние, чем их обычные оксиды, а Со304 и его наноформа примерно в равной степени повлияли на данный показатель. Более сильное влияние наночастиц по сравнению с их обычными формами отмечается и другими исследователями [3]. Наиболее токсичным веществом по отношению к активности ферментов оказался нанопорошок оксида меди. По степени ингибирования активности

каталазы вещества образуют следующие ряды: оксиды - 2п0 > Си0 > N¡0 > Со304, нанопорошки оксидов - Си0 > 2п0 > N¡0 > Со304. Ранжирование веществ по степени ингибирования активности дегидрогеназ дало следующие ряды: оксиды - Си0 > Со304 > 2п0 > N¡0, нанопорошки оксидов - Си0 > N¡0 > 2п0 > Со304. При загрязнении чернозема обыкновенного Со304, N¡0, Си0 и 2п0 и их нанопорошками снижаются общая численность бактерий и обилие бактерий рода Azotobacter (табл. 2).

Таблица 2. Изменение микробиологических показателей чернозема обыкновенного при загрязнении Co3O4, NiO, CuO и ZnO и их наночастицами, % от контроля

Table 2. Change of microbiological indicators of ordinary chernozem through pollution of Co3O4, NiO, CuO and ZnO and their nanoparticles, % of control

Вещество Доза загрязняющего вещества / Dose of polluting substance

Substance Контроль iGG мг/кг iGGG мг/кг iGGGG мг/кг НСР0,

Control 100 mg/kg 1000 mg/kg 10000 mg/kg

Общая численность бактерий / Total number of bacteria

Co3O4 100 S9 S1 30 9

NiO 100 73 49 38 10

CuO 100 89 70 S1 13

ZnO 100 S4 41 24 8

Co3O4 нано / Co3O4 nano 100 S7 46 27 8

NiO нано / NiO nano 100 6S 43 3S 9

CuO нано / CuO nano 100 S7 38 24 8

ZnO нано / ZnO nano 100 S1 3S 19 7

Обилие бактерий рода Azotobacter / Abundance of bacteria of Azotobacter genus

Co3O4 100 100 90 7S 16

NiO 100 9S 8S 7S 16

CuO 100 9S 8S 7S 16

ZnO 100 9S 80 70 1S

Co3O4 нано / Co3O4 nano 100 90 80 70 1S

NiO нано / NiO nano 100 9S 8S 7S 16

CuO нано / CuO nano 100 9S 8S 70 1S

ZnO нано / ZnO nano 100 90 80 SS 14

Наиболее сильное влияние на общую численность бактерий оказали наночастицы оксида меди и оксида цинка. По степени отрицательного влияния на общую численность бактерий вещества образуют следующие ряды: оксиды - 2пО>Со3О4>№О>СиО, нанопорошки оксидов - 2пО>СиО>Со3О4>^О.

Обилие бактерий рода А70^Ьа^ег в черноземе обыкновенном снизилось примерно в равной степени при загрязнении оксидами Со3О4, N¡0, СиО и 2пО и их нанопорошками. По степени негативного влияния на

обилие бактерий рода Azotobacter вещества образуют следующие ряды: оксиды - 2пО>Со3О4=№О=СиО, нанопорошки оксидов - 2пО>СиО=Со3О4 > N¡0.

Снижение роста бактерий и общей биомассы под влиянием наночастиц установлено и в других исследованиях [4-6].

При загрязнении чернозема обыкновенного Со3О4, N¡0, СиО и 2пО и их нанопорошками отмечается снижение таких показателей как всхожесть и длина корней редиса сказалось загрязнение (табл. 3).

Таблица 3. Влияние загрязнения Co3O4, NiO, CuO и ZnO и их наночастицами на фитотоксические показатели чернозема обыкновенного, % от контроля

Table 3. The impact of pollution of Co3O4, NiO, CuO and ZnO and their nanoparticles on phytotoxic indicators of ordinary chernozem, % of control

Вещество Доза загрязняющего вещества

Substance Dose of polluting substance

Контроль iGG мг/кг iGGG мг/кг iGGGG мг/кг H^0,0S

Control 100 mg/kg 1000 mg/kg 10000 mg/kg

Всхожесть редиса / Radish seed germination

Co3O4 100 88 80 6S 14

NiO 100 9S 83 S3 14

CuO 100 9S 80 73 1S

ZnO 100 88 80 7S 1S

Co3O4 нано / Co3O4 nano 100 8S 7S SS 13

NiO нано / NiO nano 100 90 8S 60 14

CuO нано / CuO nano 100 78 6S SS 12

ZnO нано / ZnO nano 100 83 7S S0 13

Длина корней редиса / Length of radish root

Co3O4 100 79 62 48 12

NiO 100 73 60 37 11

CuO 100 81 69 31 11

ZnO 100 67 S6 44 11

Co3O4 нано / Co3O4 nano 100 77 67 S8 13

NiO нано / NiO nano 100 63 57 45 10 CuO нано / CuO nano 100 63 58 35 10 ZnO нано / ZnO nano_100_61_50_44_10

Установлено отрицательное влияние оксидов С03О4, N¡0, СиО и 2пО и их нанопорошков на фитотоксические показатели почвы: снижаются всхожесть и длина корней редиса. Негативное влияние наночастиц на растения отмечалось ранее и другими исследователями [710]. Установлены следующие ряды токсичности по степени негативного влияния на показатель всхожести редиса: оксиды - Со3О4 = N¡0 > 2п0 > СиО, нанопорош-ки оксидов - СиО > 2п0 > Со3О4 > N¡0. По степени негативного влияния на длину корней редиса вещества образуют следующую последовательность: оксиды -

2пО > Со3О4 > N¡0 > СиО, нанопорошки оксидов - 2пО = N¡0 > СиО > Со3О4.

Для того, чтобы установить общую закономерность влияния оксидов металлов и их нанопорошков на состояние чернозема в зависимости от параметров загрязнения был рассчитан интегральный показатель биологического состояния (ИПБС) по показателям: общая численность бактерий, численность бактерий рода Azotobacter, активность каталазы, активность дегидро-геназ, всхожесть редиса, длина корней редиса (табл. 4).

Таблица 4. Изменение интегрального показателя биологического состояния (ИПБС) чернозема обыкновенного при загрязнении Co3O4, NiO, CuO и ZnO и их наночастицами, % от контроля

Table 4. Change of the integrated indicator of biological state (IIBS) of the ordinary chernozem through pollution of Co3O4, NiO, CuO and ZnO and their nanoparticles, % of control

Вещество Контроль 100 мг/кг 1000 мг/кг 10000 мг/кг Cреднее для

Substance Control 100 mg/kg 1000 mg/kg 10000 mg/kg Average for 3

Co3O4 100 83 72 62 72

NiO 100 88 74 59 74

CuO 100 87 75 58 73

ZnO 100 79 69 59 69

Co3O4 нано / Co3O4 nano 100 84 71 58 71

NiO нано / NiO nano 100 82 69 57 69

CuO нано / CuO nano 100 77 64 50 63

ZnO нано / ZnO nano 100 76 67 52 65

По результатам ИПБС наночастицы исследуемых веществ оказались более токсичны, чем их оксиды. В большинстве случаев, чем выше концентрация металла в почве, тем сильнее снижается ее биологическая активность. Аналогичная закономерность наблюдается и для наночастиц других веществ [3; 11; 12]. По степени влияния на снижение биологической активности чернозема обыкновенного вещества образуют следующие ряды: оксиды - 2пО > Со3О4 > СиО > N¡0, нанопорошки оксидов - СиО > 2пО > N¡0 > Со3О4. Таким образом, оксиды исследуемых элементов примерно в равной степени снижали биологические показатели, а среди их нанопорошков наиболее токсичными оказались оксиды меди и цинка, наименее - оксид кобальта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Загрязнение чернозема обыкновенного Со3О4, СиО, N¡0, 2пО и их наночастицами приводит к ухудшению его биологических свойств: снижаются показатели общей численности бактерий, обилия бактерий рода Azotobacter, активности каталазы, активности дегидро-геназ, всхожести семян и длины корней редиса.

Оксиды исследуемых элементов оказали примерно равное негативное влияние на данные показатели, в то время как среди нанопорошков наиболее токсичными оказались оксиды меди и цинка, наименее - оксид кобальта.

Нанопорошки Со3О4, СиО, N¡0 и 2пО снижают биологические показатели чернозема обыкновенного в большей степени, чем «обычные» формы оксидов.

Стимулирующего действия исследуемых веществ на биологические свойства чернозема обыкновенного зафиксировано не было. Это свидетельствует о высокой токсичности исследуемых веществ, что характерно и для наночастиц других элементов.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Исследование выполнено при государственной поддержке ведущей научной школы Российской Федерации (НШ-2511.2020.11) и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственного задания Южного федерального университета на 2020-2022 годы (№ FENW-2020-0028). ACKNOWLEDGEMENT

The study was undertaken with state support of the leading scientific school of the Russian Federation (NSh-2511.2020.11) and the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the framework of state task of Southern Federal University for 2020-2022(№ FENW-2020-0028).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Bundschuh M., Filser J., Luderwald S., McKee M.S, Me-treveli G., Schaumann G.E., Schulz R., Wagner S. Nanoparticles in the environment: where do we come from, where do we go to? // Environmental Sciences Europe. 2018. V. 30. N 6. DOI: 10.1186/s12302-018-0132-6

2. Терехова В.А. Биотестирование почв: подходы и проблемы // Почвоведение. 2011. N 2. С. 190-198.

3. Колесников С.И., Тимошенко А.Н., Казеев К.Ш., Акименко Ю.В. Влияние загрязнения наночастицами оксидов никеля и железа на биологические свойства чернозема обыкновенного североприазовского // Известия высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Серия: Естественные науки. 2016. N 1. С. 71-75.

4. Скутарь А.И., Кофтина В.А. Влияние наночастиц железа на колониеобразующую способность E. Coli. // Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2016. Т. 6. N 5. 512 c.

5. Simonin M., Richaume A. Impact of engineered nanoparticles on the activity, abundance, and diversity of soil microbial communities: a review // Environmental Science and Pollution Research. 2015. V. 22. P. 1371013723. DOI: 10.1007/s11356-015-4171-x

6. Якушева Е.В., Сизова Е.А., Гавриш И.А., Лебедев С.В., Каюмов Ф.Г. Действие наночастиц Al2O3 на почвенный микробиоценоз, состояние антиоксидантной системы и микрофлору кишечника красного калифорнийского червя (Eisenia Foetida) // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52. N 1. С.191-199.

7. Терехова В.А., Гладкова М.М. Инженерные наноматериалы в почве: проблемы оценки их воздействия на живые организмы // Почвоведение. 2014. N 1. С. 82-90. DOI: 10.7868/S0032180X14010122

8. Ghosh M., Bhadra S., Adegoke A., Bandyopadhyay M., Mukherjee A. MWCNT uptake in Allium cepa root cells induces cytotoxic and genotoxic responses and results in DNA hyper-methylation // Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis. 2015. N 774. P. 49-58. DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2015.03.004

9. Josko I., Oleszczuk P., Skwarek E. Toxicity of combined mixtures of nanoparticles to plants // Hazardous Materials. 2017. V. 331. P. 200-209. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2017.02.028

10. Kolesnikov S.I., Varduny T.V., Lysenko V.S., Kapralova

0.A., Chokheli V.A., Sereda M.M., Dmitriev P.A., Varduny V.M. Effect of nano- and crystalline metal oxides on growth, gene- and cytotoxicity of plants in vitro and ex vitro // Turczaninowia. 2018. V. 21. N 4. P. 207-214. DOI: 10.14258/turczaninowia.21.4.21

11. Тимошенко А.Н., Колесников С.И., Казеев К.Ш., Акименко Ю.В. Изменение биологических показателей серопесков после загрязнения наночастицами Cu, Zn и Ni // Известия Высших учебных заведений. СевероКавказский регион. Естественные науки. 2019. N 2. С. 106-110. DOI: 10.23683/0321-3005-2019-2-106-111

12. Колесников С.И., Тимошенко А.Н., Казеев К.Ш., Акименко Ю.В., Мясникова М.А. Оценка экотоксичности наночастиц меди, никеля и цинка по биологическим показателям чернозема // Почвоведение. 2019. N 8. С. 986-992. DOI: 10.1134/S0032180X19080094

REFERENCES

1. Bundschuh M., Filser J., Luderwald S., McKee M.S, Me-treveli G., Schaumann G.E., Schulz R., Wagner S. Nanoparticles in the environment: where do we come from, where do we go to? Environmental Sciences Europe, 2018, vol. 30, no. 6. DOI: 10.1186/s12302-018-0132-6

2. Terekhova V.A. Soil bioassay: Problems and approaches. Pochvovedenie [Eurasian Soil Science]. 2011, no. 2, pp. 190-198. (In Russian)

3. Kolesnikov S.I., Timoshenko A.N., Kazeev K.Sh., Aki-menko Yu.V. Effects of Pollution by Nanoparticles of Nickel and Iron Oxides on Biological Properties of Ordinary Chernozem. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Severo-Kavkazskii region. Seriya: Estestvennye nauki [Bulletin of Higher Education Institutes North Caucasus Region. Natural Sciences]. 2016, no. 1, pp. 71-75. (In Russian)

4. Skutar A.I., Koftina V.A. Influence of nanoparticles of iron on the colony forming ability of E. Coli. Byulleten' meditsinskikh internet-konferentsii [Bulletin of Medical Internet Conferences]. 2016, vol. 6, no. 5, 512 p. (In Russian)

5. Simonin M., Richaume A. Impact of engineered nanoparticles on the activity, abundance, and diversity of soil microbial communities: a review. Environmental Science and Pollution Research, 2015, vol. 22, pp. 1371013723. DOI: 10.1007/s11356-015-4171-x

6. Yakusheva E.V., Sizova E.A., Gavrish I.A., Lebe-dev S.V., Kayumov F.G. The effect of A2O3 nanoparticles on the soil microbiocenosis, the state of the antioxidant system and the intestinal microflora of the red Californian worm (Eisenia fotida). Sel'skokhozyaistvennaya biologiya [Agricultural Biology]. 2017, vol. 52, no. 1, pp. 191-199. (In Russian)

7. Terekhova V.A., Gladkova M.M. Engineered nano-materials in soil: Problems in assessing their effect on living organisms. Eurasian Soil Science, 2014, no. 1, pp. 82-90. (In Russian) DOI: 10.7868/S0032180X14010122

8. Ghosh M., Bhadra S., Adegoke A., Bandyopadhyay M., Mukherjee A. MWCNT uptake in Allium cepa root cells induces cytotoxic and genotoxic responses and results in DNA hyper-methylation. Mutation Re-search/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 2015, no. 774, pp. 49-58. DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2015.03.004

9. Josko I., Oleszczuk P., Skwarek E. Toxicity of combined mixtures of nanoparticles to plants. Hazardous Materials, 2017, vol. 331, pp. 200-209. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2017.02.028

10. Kolesnikov S.I., Varduny T.V., Lysenko V.S., Kapralova O.A., Chokheli V.A., Sereda M.M., Dmitriev P.A., Varduny V.M. Effect of nano- and crystalline metal oxides on growth, gene- and cytotoxicity of plants in vitro and ex vitro. Turczaninowia, 2018, vol. 21, no. 4, pp. 207-214. DOI: 10.14258/turczaninowia.21.4.21

11. Tymoshenko A.N., Kolesnikov S.I., Kazeev K.Sh., Aki-menko Yu.V. The change in the biological indicators of gray sand after contamination with nanoparticles Cu, Zn and Ni. Bulletin of Higher Education Institutes North Caucasus Region. Natural Sciences, 2019, no. 2, pp. 106-110. (In Russian) DOI: 10.23683/0321-3005-2019-2-106-111

12. Kolesnikov S.I., Timoshenko A.N., Kazeev K.Sh., Aki-menko Y.V., Myasnikova M.A. Ecotoxicity of Copper, Nickel, and Zinc Nanoparticles Assessment on the Basis of Biological Indicators of Chernozems. Eurasian Soil Science, 2019, no. 8, pp. 986-992. (In Russian) DOI: 10.1134/S0032180X19080094

КРИТЕРИИ АВТОРСТВА

Сергей И. Колесников разработал концепцию и осуществлял общее руководство исследованием. Владимир М. Вардуни, Алена Н. Тимошенко, Юлия В. Акименко участвовали в планировании эксперимента, проводили лабораторное моделирование загрязнения почвы и ла-бораторно-аналитические исследования биологических показателей состояния почвы. Владимир М. Вардуни, Алена Н. Тимошенко, Татьяна В. Денисова, Камиль Ш. Казеев и Юлия В. Акименко участвовали в планировании эксперимента, в анализе и интерпретации данных, в корректуре рукописи до подачи в редакцию. Все авторы в равной степени участвовали в написании рукописи и несут ответственность за плагиат и самоплагиат.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

AUTHOR CONTRIBUTIONS

Sergey I. Kolesnikov developed the concept and oversaw the research. Vladimir M. Varduni, Alena N. Timoshenko, Yuliya V. Akimenko participated in the design of the experiment, conducted laboratory modeling of soil contamination and laboratory and analytical studies of biological indicators of soil conditions. Vladimir M. Varduni, Alena N. Timoshenko, Tatiana V. Denisova, Kamil Sh. Kazeev and Yuliya V. Akimenko participated in the design of the experiment, in the analysis and interpretation of the data and in the proofreading of the manuscript before being submitted to the Editor. All authors participated equally in writing the manuscript and are equally responsible for plagiarism and self-plagiarism.

NO CONFLICT OF INTEREST DECLARATION

The authors state that there is no conflict of interest.

ORCID

Сергей И. Колесников / Sergey I. Kolesnikov https://orcid.org/0000-0001-5860-8420 Владимир М. Вардуни / Vladimir M. Varduni https://orcid.org/0000-0002-7822-5854 Алена Н. Тимошенко / Alena N. Timoshenko https://orcid.org/0000-0001-5589-2171 Татьяна В. Денисова / Tatiana V. Denisova http://orcid.org/0000-0002-9595-7205 Камиль Ш. Казеев / Kamil Sh. Kazeev https://orcid.org/0000-0002-0252-6212 Юлия В. Акименко / Yuliya V. Akimenko https://orcid.org/0000-0002-5671-5270