CC BY
37
ЛИТЕРАТУРА
1. Абдуллин И.Ф., Турова E.H., Зиятдинова Г.К., Будни-ков Г.К. Потенциометрическое определение аскорбиновой кислоты. Оценка ее вклада в интегральную антиок-сидантную способность растительного материала. // Журнал аналит. химии. - 2002. - Т. 57, № 4. - С.418-421.
2. Биологически активные вещества растительного происхождения. В 3-х т. Т. 1. // Головкин Б.Н., Руденская Р.Н., Трофимова А.И., Шретер А.И. - М.: Наука, 2001.
- 350 с.
3. Бондарев А.И., Зарудий Ф.С., Русаков А.А. Солодка (обзор). // Химико-фармацевтический журнал. - 1995.
- Т.29, №№ 10. - С.33-39.
4. Государственная фармакопея СССР: вып. 1. Общие методы анализа. МЗ СССР. - 11-е изд., доп. -М.: Медицина, 1987. - 337 с.; вып. 2. Общие методы анализа. Лекарственное растительное сырье. МЗ СССР. - 11-е изд., доп. - М.: Медицина, 1990. - 400 с.
5. Клебанов Г.И., Бабенкова И.В., Теселкина Ю.О. и др. Оценка антиоксилительной активности плазмы крови с применением желточных липопротеидов. // Лабораторное дело. - 1988. - №№ 5. - С.59-62.
6. Коновалова О.А., Рыбалко К.С. Биологически активные вещества Calendula officinalis L. // Растит. ресурсы. - 1990. - Т. 26, вып. 4. - С.449-463.
7. Крупникова Т.А. Количественное определение окси-коричных кислот в листьях кукурузы. // Растит. ресурсы. - 1971. - Т. 7, вып. 3. - С.449-453.
8. Махакова Г.Ч., Орлов В.А., Николаев С.М. Фармакологическая регуляция свободнорадикальных процес-
сов при язвенной болезни. — Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2001. - 193 с.
9. Муравьев И.А., Шагило В.В., Семенченко В.Ф. Спек-трофотометрический метод количественного определения урсоловой кислоты. // Химия природ. соедин. — 1972. — № 6. — С.738.
10. Приступа Е.А., Попов Д.М. Совершенствование технологии приготовления и контроля качества витаминных чаев. // Акт. проблемы фармацевтической технологии: Науч.труды ВНИИФ. — T. XXXII. — М., 1994. — С.151-159].
11. Шкарина Е.И. Изучение антиоксидантных свойств препаратов на основе лекарственного растительного сырья.: Автореф. дис. ... канд. фарм. наук. — М., 2001. — 28 с.
12. Якубова М.Р., Генкина ГЛ., Шакиров Г.Г. УФ-спектро-фотометрическое определение глицирризиновой кислот^! в Glycyrrhiza glabra. // Химия природ. соедин. — 1977. — №№ 6. — С.802-806.
13. Baborin T., Trotin F., Pommery J., Vasseur J., Pinkas M. Antioxidant activités of Crataegus monogyna extracts. // Planta med. —1994. — Vol. 60, №№ 4. — P.323-328.
14. Gordon M.N., An. Jing. Antioxidant activity of flavonoids isolated from licorice. // J. Agr. And Food Chem. — 1995. — Vol. 43, №№ 7. — P.1784-1788.
15. Larson R.A. The antioxidants of higher plants. // Phy-tochemistry. — 1988. — Vol. 27, №№ 4. — P.969-978.
16. Wagner H., Bladt S. Plant drug analysis — a thin layer chromatography atlas. — 2- nd ed. — Berlin.: Springer — Verlag, 1995. — 384 pp.
ОБРАЗ ЖИЗНИ, ЭКОЛОГИЯ
© НАПРАСНИКОВА Е.В., МАКАРОВА А.П. -
САНИТАРНО-МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ГОРОДОВ ПРИБАЙКАЛЬЯ
Е.В Напрасникова., А.П. Макарова
(Институт географии СО РАН, директор — д.г.н. ВА Снытко, лаборатория геохимии ландшафтов и географии почв, зав. — д.г.н. Е.Г.Нечаева; Иркутский государственный университет, ректор — д.х.н., проф. А.И.Смирнов, кафедра
микробиологии, зав. — д.б.н., проф. И.Н. Огарков)
Резюме. В настоящей работе рассмотрены результаты изучения санитарно-микробиологических особенностей почвенного покрова урбанизированных территорий в условиях Прибайкалья. На примере городов Иркутска, Ангарска, Усо-лье-Сибирское, Саянска, Шелехово выявлен биохимический потенциал городских почв, как интегральный показатель их экологического состояния.
Ключевые слова. Микроорганизмы, сапрофиты, кишечная палочка, биохимический потенциал, почвенный покров, город, карта-схема.
Актуальность и своевременность изучения санитарных функций в том числе биохимического потенциала городских почв, как информативные экологических показателей не вызытают сомнений.
В настоящее время очевидны негативные последствия техногенеза и урбанизации, что отражено в активно накапливающейся научной информации о свойствах городских почв [8,10 и др.].
К концу XXI века ожидается вовлечение в урбанизацию до 20% всей жизнепригодной территории суши. По этой причине почвенный покров городских и пригородных зон обречен на существенные изменения структуры и функций: биоэкологической, биогеохимической, санитарной.
Особенности микробных сообществ городских почв настоящего времени и их индикационные возможнос-
ти достаточно хорошо показаны на примере г. Москвы [7,9] и малого города Пущино-на-Оке (Московская область) [6]. В этом же плане предпринята попытка изучения микробиологического состояния почв г.Новосибирска [2].
Санитарно-микробиологическая обстановка почв городов весьма непостоянна и зависит от экологических факторов среды (биотических, абиотических и антропогенных).
Цель настоящей работы заключалась в оценке са-нитарно-микробиологического статуса почв, а также их биохимического потенциала на примере городов Прибайкалья.
Материалы и методы
Отбор почвенных образцов и санитарно-микроби-ологическую оценку проводили согласно методическим рекомендациям и ГОСТа [4]. Определение биологической активности изучаемых почв выполнялось по методу Т.ВАристовской и М.В.Чугуновой [1]. Сущность данного метода состоит в определении скорости (в часах) изменения рН от выделяемого аммиака при разложе-
нии карбамида (мочевины), как результат биохимической деятельности микроорганизмов почвы (чем меньше количество часов, тем выше активность). Анализы проводились со свежими образцами почв в лабораторных условиях, которые отбирались в основных функциональных зонах города (селитебной, рекреационной, промышленной). Результаты экспериментальных материалов подвергались статистической обработке по стандартным методикам [5] с использованием программного пакета Microsoft Excel для Windows 98. Степень достоверности отличий изученных показателей от контрольных определена по критерию Стьюдента в пределах t = 1,75-1,96 при соответствующих уровнях значимости p = 0,1-0,05.
В интерпретации показателей качества почвенного покрова городов важно учитывать их природное окружение и характер промышленного влияния. Информация об этих факторах получена из Государственного доклада о состоянии окружающей среды Иркутской области [3].
Изучаемые города, по убывающему количеству тех-
Таблица 1
Санитарно-микробиологическая оценка городских почв Прибайкалья
№ Место взятия образца Сапрофитные Титр
образца микроорганизмы (млн. К0Е /г почвы) кишечной палочки
г. Иркутск
Кировский район
Т-1 Бульвар Гагарина 5,0 + 0,7 0,01
Т-2 Сквер в центре города, газон 8,1+ 0,9 0,01
Т-3 Центр города у памятника М. Горькому 1,8 + 0,3 0,1
Т-4 Детский сад на ул. 5ой Армии 2,0 + 0,3 0,1
Т-5 Жилые деревян. дома, п/ благоустроенные 1,7 + 0,2 0,1
Т-6 Район Ангарского моста 6,0 + 0,6 0,001
Куйбышевский район
Т-2К Там же, автозаправка 0,8 + 0,06 0,1
Т-3К Жилой массив, частный сектор 2,2 + 0,15 0,1
Т-6К У светофора, перекресток дорог 0,24 + 0,01 0,1
Т-7К Автобусная остановка 0,28 + 0,01 0,01
Т-35К Предместье Радищево, окраина 5,0 + 0,7 0,001
Т-36К Там же, частный сектор 4,2 + 0,6 0,001
Т-37К Стадион «Динамо» 4,0 + 0,6 0,001
Свердловский район
Т-4С Жиркомбинат, у проходной 0,18+ 0,03 0,001
Т-5С Там же, авт. остановка 3,9 + 0,5 0,01
Т-1СП Жилой массив, М-н Первомайский 5,1 + 0,40 0,0001
Т-2СП Торговая точка, там же 0,23 + 0,04 0,1
Т-1УС Жилой массив, М-н Университетский 3,8 + 0,4 0,0001
Т-КТ Троллейбусное кольцо, пос. Энергетик 0,28 + 0,03 0,1
Октябрьский район
Т-20 Жилой массив М-н Карл-Маркс Штадт, 6,6 + 0,4 0,01
Т-40 М-н Солнечный, 5 м от дороги 6,1 + 0,4 0,01
Т-60 Ул. Красноярская, перекресток 8,9 + 0,9 0,01
Т-90 Бульвар Постышева 9,0 + 0,9 0,1
Т-70 ЦПКиО, газон 0,2 + 0,07 0,01
Т-80 ЦПКиО, у входа 0,18 + 0,02 0,01
Т-50 Аэропорт, авт. остановка 12,0 + 1,2 0,0001
Ленинский район
Т-1Л Жилой массив, ул. Розы Люксембург 4,5 + 0,3 0,001
Т-2Л Автобусная остановка 0,4 + 0,03 0,01
Т-8Л Автозаправка 3,0 + 0,4 0,01
Т-9Л Развилка дорог, автотрасса 0,6 + 0,08 0,1
Т-10Л Торговая палатка около авт. остановки 2,5 + 0,3 0,01
№ Место взятия образца Сапрофитные Титр
образца микроорганизмы (млн. КОЕ /г почвы) кишечной палочки
г. Ангарск
1А Ж/д вокзал, у тропы 1,0 ± 0,06 0,1
2А Центральный парк им. Ленина 0,9 ± 0,06 0,01
ЗА Швейная фабрика, у проходной 1,56 ± 0,07 0,01
4А Жилой квартал, 29 М-н 1,8 ± 0,1 0,1
6А Жилой массив у трамвайной линии 1,7 ± 0,1 0,1
8А Трамвайное кольцо 1,2 ± 0,07 0,001
10А Жилой квартал, 12 Мрн 0,91± 0,07 0,1
14А Частный сектор, гаражи 0,95 ± 0,06 0,1
20А Химический комбинат; 12 м от автотрассы 0,7 ± 0,07 0,1
23А Автозаправка 0,8 ± 0,09 0,01
г. Усолье-Сибирское
1У Московский тракт; автозаправка на въезде в город 0,03 ± 0,006 0,1
ЗУ Промзона, придорожные лесополосы 0,80 ± 0,09 0,01
4У Торговая точка 0,78 ± 0,09 0,001
5У Частный сектор 1,40 ± 0,08 0,0001
6У Жилой массив, двухэтажные дома 0,51 ± 0,02 0,001
7У Стадион, 18 м от дороги 0,73 ± 0,09 0,001
9У Автозаправка 3,6 ± 0,06 0,0001
10-У Жилой массив, двухэтажные дома 0,57 ± 0,02 0,001
14-У Остановка трамвая, сквер 0,94 ± 0,06 0,001
15-У Гаражи, окраина города 1,2 ± 0,06 0,001
16-У Склон оврага, 100 м от частного сектора 1,9 ± 0,1 0,01
17-У Парковая зона (центр города) 1,4 ± 0,06 0,001
18-У Больница, 12 м от дороги 0,7 ± 0,09 0,01
19-У Промышленная зона 0,5 ± 0,02 0,01
20-У Жилой массив, четырехэтажные дома 0,2 ± 0,01 0,001
г. Саянск
II-C Жилой массив 0,14 ± 0,01 01
III-C Торговая точка 0,20 ± 0,003 0,1
1-е Автовокзал 0,14 ± 0,003 0,001
ЗС Приусадебный участок 0,19 ± 0,01 0,01
4е Сквер, около тропы 0,21 ± 0,01 0,1
5С Теплотрасса 0, 11 ± 0,003 0,01
6С ТЭЦ 0,10 ± 0,003 0,1
8е «Химпром», около столовой 0,12 ± 0,003 0,1
10С «Химпром», цех № 21 0,09 ± 0,003 Не обн.
г. Шелехов
1Ш Жилой квартал 0,43 ± 0,02 0,1
2Ш Пос. Ленина 0,94 ± 0,06 0,1
4Ш Детский сад 0,06 ± 0,003 0,1
5Ш Автобусная остановка 0,81 ± 0,09 0,1
8Ш Место выгула собак 0,42 ± 0,06 0,01
9Ш Автомагистраль 0,18 ± 0,01 Не обн.
11Ш Поле на окраине города (посев овса) 0,38 ± 0,02 Не обн.
Контрольная Сосново-березовый лес, 30км от города 2,3 ± 0.3 Не обн.
почва
ногенных выбросов (хлор, ртуть, свинец, диоксид серы, фтористые соединения, формальдегид, бензапирены), располагаются в следующем порядке: Ангарск — Иркутск — Усолье-Сибирское — Шелехов — Саянск. Вследствие размещения в этих городах крупных промышленных производств, их технологического несовершенства, включая низкую эффективность очистного оборудования, они входят в группу городов с неблагоприятной экологической обстановкой.
Результаты и обсуждение
Основными показателями для санитарно-микроби-ологической оценки явились количество сапрофитных
гетеротрофных микроорганизмов, отражающих степень самоочищения почв, и титр кишечной палочки (табл. 1).
В почвенном покрове г.Иркутска установлена высокая численность сапрофитных микроорганизмов. Их количество в верхних горизонтах почв Кировского района составило 3 млн. КОЕ/г почвы (с глубиной резко снижается до 0,5). Видовой состав бактерий урбанозе-мов представлен в основном бациллами: Bacillus (B.) mycoides, B.cereus, B.subtilis, B.mesentericus, B.megaterium, B.idosus, B.agglomeratus, B.polymixa. Особенностью явилось присутствие B.niger, содержащего, как известно, меланинподобный пигмент, защищающий клетки от техногенных загрязнителей. Актиноми-
цеты достигали численности до 0,9 млн/г почвы и представлены в основном родом Streptomyces. Среди мик-ромицетов доминировали представители родов: Aspergillus, Pénicillium, Fusarium, Trichoderma, Cladosporium.
При исследовании почвенного покрова Куйбышевского, Октябрьского, Свердловского, Ленинского районов г.Иркутска обнаружено варьирование микробиологических параметров в зависимости от места отбора проб.
Большое количество сапрофитных микроорганизмов (4,0-9,0 млн. на грамм почвы) выявлено в почвах жилых массивов, около аэровокзала (12), в скверах (68). Низкий уровень численности (0,2-3,0) обнаружен вблизи автострад, автозаправок, светофоров, промышленных предприятий. Среди сапрофитных бактерий доминируют спорообразующие виды: Bac. mesentericus, Bac. cereus, Bac. mycoides, Bac. subtilis и не-спорообразующие палочковидные бактерии. Псевдомонады и кокковидные формы обнаруживались спорадически. Благодаря большому количеству сапротрофных микроорганизмов можно считать, что почвенный покров г.Иркутска потенциально способен к самоочищению.
В почвенном покрове городов Усолье-Сибирское и Ангарск наибольшее количество сапрофитных микроорганизмов обнаружено в селитебных зонах. Их количество достигало 3,6 млн., т.е. превышало численность сапрофитов в контрольных зональных почвах. Этот факт можно объяснить тем, что в г.Иркутск, Ангарск и Усолье-Сибирское происходит дополнительный привнос органических веществ за счет бытовых выбросов и фекальных загрязнений. По количественному составу бактериального комплекса изучаемые почвы можно оценить как умеренно загрязненные.
В почвах г.Саянска и Шелехово наблюдается несколько иная картина. Количество сапрофитов даже в наиболее загрязненных участках (жилые массивы, автобусные остановки, места выгула собак) не превышало в основном 0,2 млн. КОЕ и 1,5 КОЕ / г почвы соответственно. Этот факт мы объясняем не только высокой санитарной культурой населения или высоким уровнем санитарно-гигиенических мероприятий в этих городах, а воздействием токсических выбросов алюминиевого завода в г.Шелехов и «Химпром» в Саянске.
В санитарно-гигиеническом отношении г.Иркутск является относительно неблагополучным (табл. 1). Наиболее сильно загрязнены кишечной палочкой почвы Свердловского и Куйбышевского районов (предместье Марата и Радищево), где титр составил 0,01-0,0001. Более чистыми в этом отношении выделяются почвы Кировского района, так как титр кишечной палочки не превышал 0,1-0,01. Таким образом, территорию Иркутска можно считать умеренно, а в отдельных местах — сильно загрязненной.
Кроме доминирующих видов Citrobacter freundii и Enterobacter cloaceae регистрировались представители вида Escherichia coli. Это свидетельствует о недостаточной очистке города от бытовых органических отбросов и, косвенно, о неблагополучном состоянии канализа-
ционной системы города.
В почвах г.Саянска и Шелехово кишечная палочка практически не обнаруживалась. В местах традиционного загрязнения объектов окружающей среды продуктами метаболизма человека и домашних животных титр ее в основном не превышал 0,1. Эти города отличаются по данному показателю от других вследствие атмогео-химической аномалии за счет техногенного потока фторсодержащих соединений (Шелехов) и соединений ртути (Саянск), которые для кишечной палочки считаются наиболее ингибирующими.
В г. Ангарске титр санитарно-показательных бактерий зарегистрирован от 0,1 до 0,001 в зависимости от
Таблица 2
Статистические параметры реакции среды (рН) и биологической активности почв (БАП)
Город Пределы колебаний и Стандартное
средние значения отклонение (G)
рН БАП рН БАП
Иркутск 5,8-9,0 (7,7) 1,0-10,2 (3,5) 0,63 1,80
Шелехов 6,9-8,6 (7,7) 2,1-7,4 (3,9) 0,43 1,40
Ангарск 7,4-8,6 (8,3) 1,3-4,1 (2,6) 0,43 0,61
Саянск 6,5-8,5 (7,4) 4,0-10,0 (6,3) 0,61 1,82
Примечание. БАП измеряется скоростью (в часах) разложения карбамида до аммиака.
места отбора проб. Наибольшее количество кишечной палочки отмечено на трамвайно-автобусных остановках и в жилом секторе. Доминировали представители вида ЕйегоЬаСет с1оасеае. В связи с этим территория г.Ангарска характеризуются как умеренно и слабо загрязненная. Иная картина наблюдалась в Усолье-Сибир-ском. Титр кишечной палочки колебался в пределах 0,01- 0,001 в зависимости от места взятия почв.
Таким образом, в отличие от других промышленных городов самый крупный индустриальный центр Прибайкалья — г.Иркутск — в санитарно-гигиеническом отношении характеризуется умеренным и сильным загрязнением почвенного покрова с доминированием видов СТгеиМй и Е.с1оасеае.
Биохимический потенциал почв как индикатор их современного экологического состояния заслуживает особого внимания. Он является полифункциональной характеристикой почв, находящейся в прямой зависимости от экологических факторов. Показатели данного процесса считаются информативными не только с общих экологических позиций, но и санитарных, так как вскрывают возможности самоочищающей способности городских почв.
В таблице 2 представлена свернутая информация о состоянии щелочно-кислотных условий почв городов и их биологической активности. Реакция среды почв в условиях городов существенно изменилась в щелочную сторону по сравнению с естественными почвами фона. Уровень биологической активности находится в интервале от 1 до 10 часов. Несколько меньший размах колебаний прослеживается в почвах г. Ангарска.
На основе детального изучения биохимического потенциала почв г.Иркутска представлена оригинальная карта-схема (рис.), которую можно считать опытом оперативной оценки функционального состояния по-
Рис. Карта-схема биологической активности почв Иркутска. Биологическая активность (часы): 1 — 1-5; 2 — 1-10; 3 — 3-10.
чвенного покрова большого города.
Чрезвычайно пестрая картина данных позволила выделить соответственно три группы почв. Степень варьирования показателей в каждой группе различна. Расчеты площадей в абсолютном и процентном отношении показали, что первая группа (активность от 1 до 5 часов) занимает 26,4 км2 (31%), вторая — 1-10—14,6 км2 (17%), третья — 3-10—43,7км2 (52%). Следовательно, чуть более половины территории города составляют почвы с существенной изменчивостью биохимической активности. Этот выдел приурочен к территориям со значениями рН — 7,5-8,0 и занимает большую часть левобережья р. Ангары и полностью Ленинский район. Исторический центр города занят почвами с более широким диапазоном этих значений.
Таким образом, результаты исследований позволили охарактеризовать санитарно-экологическое состояние индустриальных городов Прибайкалья по ряду по-чвенно-микробиологических и биохимических показателей. Экспериментально установлено, что степень загрязнения городских почв различна и зависит от комплекса экологических факторов. Карта-схема биологической активности почвенного покрова г. Иркутска, показывает резервы его самоочищающей способности. Кроме этого, она является информационным обеспечением, пополняющего базу данных экологического состояния одной из главных сред обитания человека.
SANITARY-MICROBIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL FEATURES OF SOIL COVER IN THE
PREBAIKALIA'S CITIES AND TOWNS
E.V. Naprasnikova and A.P. Makarova (Institute of geography SB RAS, Irkutsk State University)
This paper discusses the results derived from studying the sanitary-microbiological features of urban soil cover in conditions of the Prebaikalia. Using Irkutsk, Angarsk, Usolye-Sibirskoye, Sayansk, and Shelekhovo as examples, it was possible to reveal the biochemical potential of urban soils as an integral indicator of their ecological status.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аристовская Т.В., Чугунова М.В. Экспресс-метод определения биологической активности почв // Почвоведение. - 1989. - №№11. - С.142-147.
2. Артамонова В.С. Микробиологические особенности антропогенно преобразованных почв Западной Сибири. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. - 225 с.
3. Государственной доклад о состоянии окружающей среды! Иркутской области. - Иркутск, 2001. - 296 с.
4. ГОСТ 17.4.3. 01-83 (СТ СЭВ 3847-82). Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 4с.
5. Кимбл Г. Как правильно пользоваться статистикой. -М.: Изд-во «Финансы и статистика», 1982. - 294 с.
6. Куличева Н.Н., Лысак Л.В., Кожевин П.А и др. Бактерии в почве, опаде и филлоплане городской экосисте-
мы // Микробиология. - 1996. - Т. 65, №№ 3. - С.416-420.
7. Марфенина О.Е. Антропогенные изменения комплексов микроскопических грибов в почвах: Автореф. дис. ... д-ра биол. н. - М., 1999. - 49 с.
8. Напрасникова Е.В., Макарова А.П. Санитарно-эколо-гическое состояние почвенного покрова рекреационных зон г. Иркутска // Сиб. мед. журнал. - 2002. - №№ 3. - С.66-69.
9. Скворцова И.Н. Микробиологические и некоторые санитарно-гигиенические свойства городских почв // Почва, город, экология. - М.: Фонд «За экономическую грамотность», 1997. - С.125-146.
10. Строганова М.И, Мягкова АД., Прокофьева Т.В. Роль почв в биосфере и экосистемах // Почвоведение. -1997. - №№ 1. - С.96-101.
