CC BY
8
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
Научная статья УДК 57.044; 631.46
doi: 10.18522/1026-2237-2022-4-2-118-124
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭКОТОКСИЧНОСТИ ЧЕТЫРЕХ ХИМИЧЕСКИХ ФОРМ СЕРЕБРА ПО ФЕРМЕНТАТИВНОЙ АКТИВНОСТИ ПОЧВЫ
H.И. Цепина С.И. Колесников 2, Т.В. Минникова 3, А.Н. Тимошенко 4, К.Ш. Казеев 5
I,2,3,4,5 Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия 'cepinanatalia@yandex. ruя
2ko lesn iko v@sfedu. ru 3tminnikova@sfedu. ru 4atimoshenko@sfedu.ru 5kamil_kazeev@mail.ru
Аннотация. Проведено исследование и дана оценка экотоксичности четырех химических соединений серебра (нитрат, оксид, сульфид, наночастицы) на ферментативную активность чернозема обыкновенного карбонатного. Определено влияние нитрата, оксида, сульфида и наночастиц серебра в концентрации 0,5, 1, 5, 10, 50 и 100 мг/кг на активность каталазы и дегидрогеназ через 30 сут после загрязнения. Отмечено, что в большинстве случаев эти вещества негативно влияют на ферментативную активность чернозема обыкновенного карбонатного. Степень экотоксичности серебра зависит от его концентрации в почве. Несколько большую экотоксичность оказывает нитрат серебра — хорошо растворимый в воде, тем самым обеспечивающий повышенную подвижность серебра в почве. Практически нерастворимые в воде формы (оксид и сульфид) проявили меньшее негативное воздействие. В результате исследования были получены ряды экотоксичности четырех химических соединений серебра по ферментативной активности: в % от контроля по активности каталазы (% от контроля): нитрат (90) = наночастицы (90) > сульфид (91) > оксид (92); по активности дегидрогеназ (% от контроля): нитрат (80) > наночастицы (81) > сульфид (83) > оксид (83).
Ключевые слова: почва, серебро, нитрат, оксид, сульфид, наночастицы, активность каталазы, активность дегидрогеназ, загрязнение
Благодарности: исследование выполнено при государственной поддержке молодых российских ученых -кандидатов наук (грант Президента РФ МК-1168.2022.5) и финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках госзадания (Южный федеральный университет, проект № 0852-2020-0029).
Для цитирования: Цепина Н.И., Колесников С.И., Минникова Т.В., Тимошенко А.Н., Казеев К.Ш. Сравнительная оценка экотоксичности четырех химических форм серебра по ферментативной активности почвы // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2022. № 4-2. С. 118-124.
Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Original article
COMPARATIVE ASSESSMENT OF THE ECOTOXICITY OF FOUR CHEMICAL FORMS OF SILVER BY THE ENZYMATIC ACTIVITY OF THE SOIL
N.I. Tsepina S.I. Kolesnikov 2, T. V. Minnikova 3, A.N. Timoshenko 4, K.Sh. Kazeev 5
Southern Federal University, Rostov-on-Don, Russia
'cepinanatalia@yandex. ruB
2ko lesn iko v@sfedu. ru
3tminnikova@sfedu. ru
4atimoshenko@sfedu.ru
5kamil_kazeev@mail.ru
© Цепина Н.И., Колесников С.И., Минникова Т.В., Тимошенко А.Н., Казеев К.Ш., 2022
ISSN 1026-2237 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ._2022. № 4-2
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
Abstract. The study assessed the ecotoxicity of four chemical compounds of silver (nitrate, oxide, sulfide, nanoparticles) by the enzymatic activity of ordinary carbonate chernozem. The effect of nitrate, oxide, sulfide and silver nanoparticles at concentrations of 0.5, 1, 5, 10, 50 and 100 mg/kg on catalase and dehydrogenase activity was evaluated 30 days after contamination. In most cases, the negative effect of nitrate, oxide, sulfide and silver nanoparticles on the enzymatic activity of ordinary carbonate chernozem was noted. The degree of ecotoxicity of silver is affected by its concentration in the soil. Silver nitrate, which is highly soluble in water and provides greater mobility of silver in the soil, has a somewhat greater ecotoxicity. Practically insoluble forms in water (oxide and sulfide) showed slightly less negative effects. As a result of the study, the ecotoxicity series of four chemical compounds of silver were obtained by enzymatic activity: in % of the control by catalase activity (% of the control): nitrate (90) = nanoparticles (90) > sulfide (91) > oxide (92); by dehydrogenases activity (% of control): nitrate (80) > nanoparticles (81) > sulfide (83) > oxide (83).
Keywords: soil, silver, nitrate, oxide, sulfide, nanoparticles, catalase activity, dehydrogenases activity, pollution
Acknowledgments: the study was carried out with the state support of young Russian scientists - candidates of science (grant of the President of the Russian Federation MK-1168.2022.5) and financial support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the framework of the state task (Southern Federal University, project No. 0852-2020-0029).
For citation: Tsepina N.I., Kolesnikov S.I., Minnikova T.V., Timoshenko A.N., Kazeev K.S. Comparative Assessment of the Ecotoxicity of Four Chemical Forms of Silver by the Enzymatic Activity of the Soil. Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2022;(4-2):118-124. (In Russ.).
This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY4.0).
В результате деятельности человека за последние годы увеличилось поступление в окружающую среду оксидов, сульфидов и наночастиц серебра [1-3]. Отмечено высокое содержание серебра в почвах [4] и его негативное влияние на состояние почвенной биоты [5-7]. Экотоксичность химических соединений серебра чаще всего проявляется в снижении длины корней и побегов растений [5, 8-10], ингибировании численности бактерий [11, 12] и активности почвенных ферментов [13, 14]. В исследованиях, проведенных ранее, было отмечено ингибирование нитратом серебра активности каталазы [15, 16], дегидрогеназ [16, 17], ариламидазы и фенолоксидазы [7]. Под воздействием наночастиц серебра ингибируется активность каталазы [18], дегидрогеназ [7, 18], уреазы [7, 19] и фосфатазы [19, 20] и др. Большинство исследований посвящено именно сравнению эко-токсичности нитрата и наночастиц серебра. Актуальным представляется проведение сравнительной оценки экотоксичности четырех химических форм серебра (нитрат, оксид, сульфид, наноча-стицы) по ферментативной активности чернозема обыкновенного карбонатного.
Цель работы - провести сравнительную оценку экотоксичности четырех химических форм серебра по ферментативной активности почвы.
Материалы и методы
В качестве объекта исследования выбран чернозем обыкновенный карбонатный. Он обладает высоким уровнем плодородия, благодаря чему интенсивно используется в сельском хозяйстве. Зафиксированные авторами концентрации серебра в незагрязненной почве составляют 0,01-1 мг/кг
[21], в загрязненных почвах - до 35,9 мг/кг [4], в почвах рудных месторождений - до 7000 мг/кг
[22]. Серебро поступает в почву в различных химических соединениях: оксиды [1], сульфиды [23], наночастицы [24]. В эксперименте для достижения максимальной токсичности серебра использовали нитрат серебра, который достаточно хорошо растворим в воде. Стоит также отметить высокую экотоксичность нитрата серебра в исследованиях, проведенных ранее [25, 26].
В лабораторных условиях было смоделировано загрязнение чернозема обыкновенного карбонатного оксидом, сульфидом, нитратом и наночастицами серебра в концентрациях 0,5, 1, 5, 10, 50 и 100 мг/кг почвы. Для оценки токсичности разных химических форм серебра исследовали верхний слой почвы (0-20 см). Дозы рассчитывали исходя из фоновой концентрации серебра в черноземе обыкновенном карбонатном, которая составляет 0,303 мг/кг. Ферментативную активность чернозема обыкновенного карбонатного оценивали через 30 сут после загрязнения.
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
Оксидоредуктазы наиболее чувствительны к химическому загрязнению среди ферментов [27], активность которых является показателем потенциальной биологической активности почвы. Оценку экотоксичности химических соединений серебра проводили по стандартным биологическим методам анализа [28]. Активность каталазы определяли по скорости разложения перекиси водорода (п = 36 : 3 вегетационных сосуда с почвой в 3 биологических повторностях х 4 аналитические повторности), дегидрогеназ - по скорости превращения трифенилтетразолия хлористого в трифенилформазан (п = 36 : 3 вегетационных сосуда с почвой в 3 биологических повторностях х 4 аналитические повторности).
Для проверки полученных данных на достоверность был проведен дисперсионный анализ с последующим определением наименьшей существенной разности (НСР).
Результаты и их обсуждение
Результаты воздействия химических соединений серебра на активность каталазы представлены на рис. 1.
Рис. 1. Изменение активности каталазы чернозема обыкновенного карбонатного при загрязнении оксидом, сульфидом, нитратом и наночастицами серебра, % от контроля / Fig. 1. Change in catalase activity of ordinary carbonate chernozem when contaminated with oxide, sulfide, nitrate and silver nanoparticles, % of control
Достоверное снижение активности каталазы чернозема обыкновенного отмечено при загрязнении нитратом, оксидом, сульфидом и наночастицами серебра, начиная с дозы 10 мг/кг.
Нитрат и сульфид серебра в концентрации 10 мг/кг вызвали снижение активности каталазы на 14 % относительно контроля. Оксид и наночастицы серебра ингибировали активность каталазы на 13 и 11 % соответственно относительно контроля.
При дозе 50 мг/кг наиболее экотоксичен нитрат серебра, он снижает активность каталазы чернозема обыкновенного на 16 % относительно контроля. Одинаковы по экотоксичности при концентрации 50 мг/кг оксид и сульфид серебра, показатель снизился на 15 % относительно контрольных значений. Наночастицы серебра менее экотоксичны в отношении активности каталазы, снижение - 14 % относительно контроля.
Концентрация наночастиц серебра 100 мг/кг ингибирует активность каталазы на 17 % относительно контроля. Нитрат, сульфид и оксид серебра - на 15-16 % относительно контроля.
Исследуемые химические соединения серебра по степени действия экотоксичности на активность каталазы образуют следующий ряд: нитрат (90) = наночастицы (90) > сульфид (91) > оксид (92).
Результаты воздействия химических соединений серебра на активность дегидрогеназ чернозема обыкновенного представлены на рис. 2.
Достоверное снижение активности дегидрогеназ чернозема обыкновенного зафиксировано при загрязнении нитратом, оксидом, сульфидом и наночастицами серебра при дозе 5 мг/кг.
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
Рис. 2. Изменение активности дегидрогеназ чернозема обыкновенного карбонатного при загрязнении оксидом, сульфидом, нитратом и наночастицами серебра, % от контроля / Fig. 2. Change in the activity of ordinary carbonate chernozem dehydrogenases when contaminated with oxide, sulfide, nitrate and silver nanoparticles, % of control
Активность дегидрогеназ при концентрации 5 мг/кг нитрата серебра снизилась на 12 % относительно контроля, оксида, сульфида и наночастиц - на 10 %.
Наночастицы серебра при дозе 10 мг/кг более экотоксичны. Они ингибированли активность дегидрогеназ на 17 % относительно контрольных значений, сульфид, нитрат и оксид серебра -на 14, 13 и 12 % соответственно.
Доза 50 мг/кг более экотоксична для нитрата серебра. Она снизила активность дегидрогеназ на 39 % относительно контрольных значений, наночастицы серебра - на 37 %, оксид и сульфид серебра - на 33 %.
Большей экотоксичностью при дозе 100 мг/кг обладает нитрат серебра. Он снижает активность дегидрогеназ на 45 % относительно контрольных значений, наночастицы, оксид и сульфид серебра - на 41, 40 и 37 % соответственно.
Ряд экотоксичности химических соединений серебра по активности дегидрогеназ имеет следующую последовательность: нитрат (80) > наночастицы (81) > сульфид (83) > оксид (83).
Из исследованных ферментов более чувствительной к загрязнению различными химическими соединениями серебра является активность дегидрогеназ. Высокая чувствительность активности дегидрогеназ к загрязнению наночастицами серебра отмечена в [7, 18], нитратом серебра - в [16].
Ранее авторами, как и в нашем исследовании, было обнаружено, что активность дегидрогеназ более восприимчива к загрязнению серебром, чем активность каталазы [16, 18]. По результатам исследований, проведенных ранее, показано, что нитрат серебра оказывает более сильное инги-бирующее влияние на активность почвенных ферментов (каталазы и дегидрогеназ) [16], чем на-ночастицы серебра [18].
Заключение
В результате исследования влияния нитрата, оксида, сульфида и наночастиц серебра на ферментативную активность чернозема обыкновенного карбонатного установлено, что на степень экотоксичности серебра влияет его концентрация в почве. Сравнительно большую экотоксич-ность оказывает нитрат серебра - он хорошо растворим в воде, обладает способностью к быстрому продвижению серебра в почве. Практически нерастворимые в воде формы (сульфид и оксид) проявили несколько меньшее негативное воздействие. Чем выше концентрация серебра в почве, тем более выражено токсическое действие на активность каталазы и дегидрогеназ. При
ISSN 1026-2237 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ._2022. № 4-2
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
оценке экотоксичности химических соединений серебра по ферментативной активности получены следующие ряды, % от контроля. По активности каталазы: нитрат (90) = наночастицы (90) > >сульфид (91) > оксид (92); по активности дегидрогеназ: нитрат (80) > наночастицы (81) > сульфид (83) > оксид (83).
Список источников
1. Xing G., Zhu J., Xiong Z. Ag, Ta, Ru, and Ir enrichment in surface soil: Evidence for land pollution of heavy metal from atmospheric deposition // Global Biogeochem Cycles. 2004. Vol. 18. P. 1-5.
2. Künniger T., Gerecke A.C., Ulrich A., Huch A., Vonbank R., Heeb M., Wichser A., Haag R., Kunz P., Faller M. Release and environmental impact of silver nanoparticles and conventional organic biocides from coated woodenfagades // Environmental Pollution. 2014. Vol. 184. Р. 464-471.
3. Michels C., Perazzoli S., Soares M. Inhibition of the enriched culture of ammonium-oxidizing bacteria by two different nanoparticles: silver and magnetite // Common Environment Science. 2017. Vol. 586. Р. 995-1002.
4. Yildirim D., Sasmaz A. Phytoremediation of As, Ag, and Pb in contaminated soils using terrestrial plants grown on Gumuskoy mining area (Kutahya Turkey) // J. of Geochemical Exploration. 2017. Vol. 182. Р. 228-234.
5. Цепина Н.И., Минникова Т.В., Колесников С.И., Казеев К.Ш. Оценка фитотоксичности серебра на почвах разной устойчивости: бурых лесных, черноземах, серопесках // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2020. № 3. С. 107-112.
6. Yin L., Colman B.P., McGill B.M., Wright J.P., Bernhardt E.S. The effect of silver nanoparticles on the germination and early growth of eleven wetland plants // P^S ONE. 2012. Vol. 7. Р. e47674.
7. Yan C., Huang J., Cao C., Li R., Ma Y., Wang Y. Effects of PVP-coated silver nanoparticles on enzyme activity, bacterial and archaeal community structure and function in a yellow-brown loam soil // Environmental Science and Pollution Research. 2020. Vol. 27. Р. 8058-8070.
8. Song U., Jun H., Waldman B., Roh J., KimY., Yi J., Lee E.J. Functional analyses of nanoparticle toxicity: a comparative study of the effects of TiO2 and Ag on tomatoes (Lycopersicon esculentum) // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2013. Vol. 93. Р. 60-67.
9. Kuamri M., Ernest V., Mukherjee A., Chandrasekaran N. In Vivo Nanotoxicity Assays in Plant Models // Nanotoxicity. 2012. Vol. 926. Р. 399-410.
10. Цепина Н.И., Колесников С.И., Минникова Т.В., Тимошенко А.Н., Казеев К.Ш. Оценка экотоксичности химических соединений серебра по показателям фитотоксичности чернозема // АгроЭкоИнфо. 2022. № 5. URL: http://agroecoinfo.ru/STATYI/2022/5/st_535.pdf (дата обращения: 08.07.2022).
11. Grün A., Straskraba S., Schulz S., Schloter M., Emmerling C. Long-term effects of environmentally relevant concentrations of silver nanoparticles on microbial biomass, enzyme activity, and functional genes involved in the nitrogen cycle of loamy soil // J. of Environmental Science. 2018. Vol. 69. Р. 12-22.
12. Montes de Oca-Väsquez G., Solano-Campos F., Vega-Baudrit J.R., Löpez-Mondejar R., Vera A., Morenof J.L., Bastidaf F. Organic amendments exacerbate the effects of silver nanoparticles on microbial biomass and community composition of a semiarid soil // Science of the Total Environment. 2020. Vol. 744. Р. 140919.
13. EivaziF., Afrasiabi Z., JoseE. Pedosphere Effects of Silver Nanoparticles on the Activities of Soil Enzymes Involved in Carbon and Nutrient Cycling // Pedosphere. 2018. Vol. 28. Р. 209-214.
14. Samarajeewa A.D., Velicogna J.R., Princz J.I., Subasinghe R.M., Scroggins R.P., Beaudette L.A. Effect of silver nano-particles on soil microbial growth, activity and community diversity in a sandy loam soil // Environmental Pollution. 2017. Vol. 220. Р. 504-513.
15. Цепина Н.И., Судьина Л.В., Минникова Т.В., Колесников С.И. Влияние загрязнения серебром на активность каталазы почв юга России // Учен. записки Крымского фед. ун-та им. В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2020. Т. 6 (72), № 2. С. 259-266.
16. Kolesnikov S.I., Tsepina N.I., Sudina L.V., Minnikova T.V., Kazeev K.Sh., Akimenko Yu.V. Silver Ecotoxicity Estimation by the Soil State Biological Indicators // Applied and Environmental Soil Science. 2020. Vol. 2020. Р. 9.
17. Цепина Н.И., Колесников С.И., Минникова Т.В., Судьина Л.В., Тер-Мисакянц Т.А., Неведомая Е.Н., Казеев К.Ш. Влияние серебра на активность дегидрогеназ разных типов почв // АгроЭкоИнфо. 2020. № 3. URL: http://agroecoinfo.narod.rU/journal/STATYI/2020/3/st_320.pdf (дата обращения: 01.07.2022).
18. Kolesnikov S., Tsepina N., Minnikova T., Kazeev K., Mandzhieva S., Sushkova S., Minkina T., Mazarj M., Singh R.K., Rajput V.D. Influence of Silver Nanoparticles on the Biological Indicators of Haplic Chernozem // Plants. 2021. Vol. 10. Р. 1022.
19. Shin Y.J., Kwak J.I., An Y.J. Evidence for the inhibitory effects of silver nanoparticles on the activities of soil exoenzymes // Chemosphere. 2012. Vol. 88. Р. 524-529.
20. Ottoni C.A., Lima Neto M.C., Leo P., Ortolan B.D., Barbieri E., De Souza A.O. Environmental impact of biogenic silver nanoparticles in soil and aquatic organisms // Chemosphere. 2020. Vol. 239. P. 124698.
21. Jones K.C., Davies B.E., Peterson P.J. Silver in Welsh soils: Physical and chemical distribution studies // Geoderma. 1986. Vol. 37. P. 157-174.
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
22.Дружинин А.В., Карелина Е.В. Основные типы промышленных месторождений серебра // Вестн. РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2008. № 1. С. 35-41.
23. Kaegi R., Voegelin A., SinnetB., ZuleegS., Hagendorfer H., Burkhardt M., SiegristH. Behavior of metallic silver nanoparticles in a pilot wastewater treatment plant // Environmental Science & Technology. 2011. Vol. 45. P. 3902-3908.
24. Khanna V.K. Nanomaterials and their Properties // Integrated Nanoelectronics. New Delhi: Springer, 2016. P. 25-41.
25. Tripathi A., Liu S., Kumar S.P., Kumar N., Chandra P.A., Tripathi D.K., Chauhan K. D., Sahi Sh. Differential phytotoxic responses of silver nitrate (AgNO3) and silver nanoparticle (AgNps) in Cucumis sativus L. // Plant Gene. 2017. Vol. 11. P. 255-264.
26. Cvjetko P., Milosic A., Domijan A.-M., Vinkovic Vrcek I., Tolic S., Peharec Stefanie P., Letofsky-Papst I., Tkalec M., Balen B. Toxicity of silver ions and differently coated silver nanoparticles in Allium cepa roots // Eco-toxicology and Environmental Safety. 2017. Vol. 137. P. 8-28.
27. Kolesnikov S.I., Kazeev K.Sh., Val'kov V.F. Effects of Heavy Metal Pollution on the Ecological and Biological Characteristics of Common Chernozem // Russian J. of Ecology. 2000. Vol. 31, № 3. P. 174-181.
28. Казеев К.Ш., Колесников С.И., Акименко Ю.В., Даденко Е.В. Методы биодиагностики наземных экосистем. Ростов н/Д.: Изд-во ЮФУ, 2016. 356 с.
References
1. Xing G., Zhu J., Xiong Z. Ag, Ta, Ru, and Ir enrichment in surface soil: Evidence for land pollution of heavy metal from atmospheric deposition. Global Biogeochem. Cycles. 2004;18:1-5.
2. Künniger T., Gerecke A.C., Ulrich A., Huch A., Vonbank R., Heeb M., Wichser A., Haag R., Kunz P., Faller M. Release and environmental impact of silver nanoparticles and conventional organic biocides from coated woodenfagades. Environmental Pollution. 2014;184:464-471.
3. Michels C., Perazzoli S., Soares M. Inhibition of the enriched culture of ammonium-oxidizing bacteria by two different nanoparticles: silver and magnetite. Common Environment Science. 2017;586:995-1002.
4. Yildirim D., Sasmaz A. Phytoremediation of As, Ag, and Pb in contaminated soils using terrestrial plants grown on Gumuskoy mining area (Kutahya Turkey). Journal of Geochemical Exploration. 2017;182:228-234.
5. Tsepina N.I., Minnikova T.V., Kolesnikov S.I., Kazeev K.Sh. Assessment of phytotoxicity of silver on soils of different stability: brown forest, chernozems, gray sand. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Estestv. nauki = Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2020;(3):107-112. (In Russ.).
6. Yin L., Colman B.P., McGill B.M., Wright J.P., Bernhardt E.S. The effect of silver nanoparticles on the germination and early growth of eleven wetland plants. PLоS ONE. 2012;7:e47674.
7. Yan C., Huang J., Cao C., Li R., Ma Y., Wang Y. Effects of PVP-coated silver nanoparticles on enzyme activity, bacterial and archaeal community structure and function in a yellow-brown loam soil. Environmental Science and Pollution Research. 2020;27:8058-8070.
8. Song U., Jun H., Waldman B., Roh J., KimY., Yi J., Lee E.J. Functional analyses of nanoparticle toxicity: a comparative study of the effects of TiO2 and Ag on tomatoes (Lycopersicon esculentum). Ecotoxicology and Environmental Safety. 2013;93:60-67.
9. Kuamri M., Ernest V., Mukherjee A., Chandrasekaran N. In Vivo Nanotoxicity Assays in Plant Models. Nanotoxicity. 2012;926:399-410.
10. Tsepina N.I., Kolesnikov S.I., Minnikova T.V., Timoshenko A.N., Kazeev K.Sh. Assessment of ecotoxicity of chemical compounds of silver by indicators of phytotoxicity of chernozem. AgroEcoInfo. 2022;(5). Available from: http://agroecoinfo.ru/STATYI/2022/5/st_535.pdf [Accessed 8th July 2022]. (In Russ.).
11. Grün A., Straskraba S., Schulz S., Schloter M., Emmerling C. Long-term effects of environmentally relevant concentrations of silver nanoparticles on microbial biomass, enzyme activity, and functional genes involved in the nitrogen cycle of loamy soil. Journal of Environmental Science. 2018;69:12-22.
12. Montes de Oca-Väsquez G., Solano-Campos F., Vega-Baudrit J.R, Lopez-Mondejar R., Vera A., Morenof J. L., Bastidaf F. Organic amendments exacerbate the effects of silver nanoparticles on microbial biomass and community composition of a semiarid soil. Science of the Total Environment. 2020;744:140919.
13. Eivazi F., Afrasiabi Z., Jose E. Pedosphere Effects of Silver Nanoparticles on the Activities of Soil Enzymes Involved in Carbon and Nutrient Cycling. Pedosphere. 2018;28:209-214.
14. Samarajeewa A.D., Velicogna J.R., Princz J.I., Subasinghe R.M., Scroggins R.P., Beaudette L.A. Effect of silver nanoparticles on soil microbial growth, activity and community diversity in a sandy loam soil. Environmental Pollution. 2017;220:504-513.
15. Tsepina N.I., Sudyina L.V., Minnikova T.V., Kolesnikov S.I. The effect of silver pollution on the catalase activity of soils in Southern Russia. Uchen. zapiski Krymskogo fed. un-ta im. V.I. Vernadskogo. Biologiya. Khimiya = Scientific Notes of the Crimean Federal University by Vernadsky Biology Chemistry. 2020;6(2):259-266. (In Russ.).
16. Kolesnikov S.I., Tsepina N.I., Sudina L.V., Minnikova T.V., Kazeev K.Sh., Akimenko Yu.V. Silver Ecotoxicity Estimation by the Soil State Biological Indicators. Applied and Environmental Soil Science. 2020;2020:9.
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. NATURAL SCIENCE. 2022. No. 4-2
17. Tsepina N.I., Kolesnikov S.I., Minnikova T.V., Sudyina L.V., Ter-Misakyants T.A., Nevedomaya E.N., Kazeev K.Sh. The effect of silver on the activity of dehydrogenases of different types of soils. AgroEkoInfo. 2020;(3). Available from: http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2020/3/st_320.pdf [Accessed 1st July 2022]. (In Russ.).
18. Kolesnikov S., Tsepina N., Minnikova T., Kazeev K., Mandzhieva S., Sushkova S., Minkina T., Mazarji M., Singh R.K., Rajput V.D. Influence of Silver Nanoparticles on the Biological Indicators of Haplic Chernozem. Plants. 2021;10:1022.
19. Shin Y.J., Kwak J.I., An Y.J. Evidence for the inhibitory effects of silver nanoparticles on the activities of soil exoenzymes. Chemosphere. 2012;88:524-529.
20. Ottoni C.A., Lima N.M.C., Leo P., Ortolan B.D., Barbieri E., De Souza A.O. Environmental impact of biogenic silver nanoparticles in soil and aquatic organisms. Chemosphere. 2020;239:124698.
21. Jones K.C, Davies B.E., Peterson P.J. Silver in Welsh soils: Physical and chemical distribution studies. Geoderma. 1986;37:157-174.
22. Druzhinin A.V., Karelina E.V. The main types of industrial silver deposits. Vestn. RUDN. Seriya: Inzhe-nernye issledovaniya = Bulletin of the RUDN: Engineering Research Series. 2008;(1):35-41. (In Russ.).
23. Kaegi R., Voegelin A., Sinnet B., Zuleeg S., Hagendorfer H., Burkhardt M., Siegrist H. Behavior of metallic silver nanoparticles in a pilot wastewater treatment plant. Environmental Science & Technology. 2011;45:3902-3908.
24. Khanna V. K. Nanomaterials and their Properties. IntegratedNanoelectronics. New Delhi: Springer Publ.; 2016:25-41.
25. Tripathi A., Liu S., Kumar S.P., Kumar N., Chandra P.A., Tripathi D.K., Chauhan K. D., Sahi Sh. Differential phytotoxic responses of silver nitrate (AgNO3) and silver nanoparticle (AgNPs) in Cucumis sativus L. Plant Gene. 2017;11:255-264.
26. Cvjetko P., Milosic A., Domijan A.-M., Vinkovic Vrcek I., Tolic S., Peharec Stefanie P., Letofsky-Papst I., Tkalec M., Balen B. Toxicity of silver ions and differently coated silver nanoparticles in Allium cepa roots. Eco-toxicology and Environmental Safety. 2017;137:8-28.
27. Kolesnikov S.I., Kazeev K.Sh., Val'kov V.F. Effects of Heavy Metal Pollution on the Ecological and Biological Characteristics of Common Chernozem. Russian Journal of Ecology. 2000;31(3):174-181.
28. Kazeev K.Sh., Kolesnikov S.I., Akimenko Yu.V., Dadenko E.V. Methods of biodiagnostics of terrestrial ecosystems. Rostov-on-Don: Southern Federal University Press; 2016. 356 p. (In Russ.).
Информация об авторах
Наталья Игоревна Цепина - кандидат биологических наук, младший научный сотрудник, Академия биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского.
Сергей Ильич Колесников - доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой экологии и природопользования, Академия биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского. Татьяна Владимировна Минникова - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, Академия биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского.
Алена Николаевна Тимошенко - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, Академия биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского.
Камиль Шагидуллович Казеев - доктор географических наук, профессор, директор Академии биологии и биотехнологии им. Д.И. Ивановского.
Information about the authors
Natalia. I. Tsepina - Candidate of Science (Biology), Junior Researcher, Academy of Biology and Biotechnologies. Sergey I. Kolesnikov - Doctor of Science (Agricultural Sciences), Professor, Head of Department of Ecology and Nature Management, Academy of Biology and Biotechnologies.
Tatiana V. Minnikova - Candidate of Science (Biology), Leading Researcher, Academy of Biology and Biotechnologies.
Alena N. Timoshenko - Candidate of Science (Biology), Leading Researcher, Academy ofBiology and Biotechnologies.
Kamil Sh. Kazeev - Doctor of Science (Geography), Professor, Director of the Academy of Biology and Biotechnologies.
Статья поступила в редакцию 12.07.2022; одобрена после рецензирования 07.09.2022; принята к публикации 15.11.2022. The article was submitted 12.07.2022; approved after reviewing 07.09.2022; accepted for publication 15.11.2022.
