CC BY
26
VI Международная биогеохимическая школа «Биогеохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы биосферных технологий» (Астрахань, 22-25 сентября 2008 г.)
VI International biogeochemical school "Biogeochemistry in industry: the fundamental principles of biosphere technologies" (Astrakhan', 22-25, September, 2008)
С 22 по 25 сентября 2008 г. на базе Астраханского государственного технического университета (АГТУ) состоялась VI международная биогеохимическая школа «Биогеохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы биосферных технологий», организованная АГТУ совместно с ГЕОХИ РАН при поддержке ОНЗ РАН, Федерального Агентства по рыболовству РФ и Администрации Астраханской области. Ее проведение совпало с 80-летием организации В.И. Вернадским Биогеохимической лаборатории АН СССР и 450-летием основания г. Астрахани. Участниками Школы стали ученые России (из 38 учебных заведений и институтов), Болгарии, Казахстана, Киргизии, Сербии и Украины, было заявлено 154 доклада, из них 95 сообщений заслушано и обсуждено.
Со времени проведения I Биогеохимической школы (17-23 июня 1991 г.) в г. Архангельске интерес к биогеохимическим исследованиям не только не ослаб, несмотря на существенные изменения в обществе, но, напротив, существенно возрос. Школа переросла границы России и стала международной с участием специалистов стран СНГ и дальнего зарубежья.
VI Биогеохимическая школа была посвящена применению знаний биогеохимии в народном хозяйстве и разработке современных биогеохимических технологий. Это прежде всего борьба с микроэлементозами, изменение биогеохимических циклов, разработка биогеохимического мониторинга, получение сбалансированных по макро- и микроэлементам продуктов питания и кормов, создание и реализация программ по коррекции микроэлементозов, включая комплексные гипо- и гипермикроэлементо-зы, эндемические заболевания растений, животных и человека.
Указанные вопросы обсуждались на пленарном заседании и следующих сессиях Школы: история развития и современные аспекты биогеохимии; биогеохимия океана, эволюция вещественного состава живого вещества; техноге-нез таксонов биосферы и его последствия, биогеохимическое районирование; геохимическая экология и новые биогеохимические технологии; биогеохимические критерии и методы экологической оценки территорий; геохимическая экология человека; заключительная сессия и круглый стол.
Работа Школы началась с приветствий ректора АГТУ, проф. Ю.Т. Пименова и представителя администрации Астраханской области, отметивших актуальность проведения VI Международной биогеохимической школы и важный вклад ученых Астраханского технического университета, внесших в развитие гидробиологических, экологических и биогеохимических исследований.
В начале доклада «Современные проблемы биогеохимии» В.В. Ермаков (ГЕОХИ РАН, Москва) отметил важный вклад в развитие биогеохимии ушедших от нас академика А.Л. Яншина, профессоров М.А. Мальгина и Г.Н. Саенко. Он изложил также основные этапы становления биогеохимии в СССР, остановился на активности Биогеохимической лаборатории в период ее руководства профессором В.В. Ковальским и развитии учения о микроэлементах.
Далее Ермаков В.В. отметил, что биогеохимия - одна из интереснейших областей знания об элементном составе живого вещества и биогенной миграции химических элементов и их соединений в биосфере. Ее созданию в 30 годах прошлого века мы обязаны В.И. Вернадскому и его ученикам. Она остается актуальным научным направлением в связи с техногенезом биосферы и поисками эффективных путей взаимодействия человека и природы.
Из достижений биогеохимии докладчик отметил внедрение системного подхода в изучение локальных и глобальных циклов химических элементов, формирование и развитие новых разделов - геохимической экологии, агро-биогеохимии, гидробиогеохимии, биогеохимического метода поисков полезных ископаемых, разработку новых биогеохимических технологий поиска и извлечения редких элементов, районирование и экологическую оценку территорий с использованием биогеохимических критериев.
Тем не менее, В.В. Ермаков подчеркнул, что мы недостаточно знаем о балансе обмена веществом в системе: биосфера - космос. Живое вещество биосферы нуждается в «инвентаризации». Биогеохимия проникает в тайны познания генезиса жизни, но очень далека от ее разгадки. В настоящее время ученые в основном моделируют абиотические процессы до или после появления прокариот. По-видимому, в недалеком будущем усилится связь биогеохимии
с генетикой и другими науками, и это скажется на выяснении проблем происхождения жизни. Одной из важных сторон биогеохимии является выяснение природы биогеохимических эндемий как экстремальных проявлений геохимических факторов среды, а также оценка значения техногенных факторов в биосфере.
Е.М. Коробова (ГЕОХИ РАН, Москва) в сообщении «Постановка В.И. Вернадским биогеохимических исследований и организация "БИОГЕЛ"» продолжила историю формирования биогеохимии.
На пленарной сессии Школы были заслушаны также доклады В.Д. Коржа (ИО РАН, Москва) о проблемах эволюции элементарного состава биосферы, Г.М. Колесова и коллег (ГЕОХИ РАН, Москва) о методических подходах к изучению элементного состава объектов и биосистем, академика Л. Иованович (Белград, Сербия) «Значение НАССР-системы для превентивных микроэлементозов», академика В. Иовича «Тяжелые металлы во взвешенных осадках реки Дунай и Восточной Сербии и их влияние на окружающую среду» и М.В. Ани-симовой (Болгарская АН, София) по геохимической экологии диких животных и особенностям их микроэлементного состава.
Учеными АГТУ и других учреждений Астраханской области было подготовлено 30 сообщений. Они охватывали широкий спектр биогеохимических исследований, включая особенности химического элементного состава почв, растений, водных резервуаров, органов и тканей рыб и наземных животных. Состояние биогеохимических исследований в этом регионе было отражено в обзорном докладе В.Ф. Зайцева и Э.И. Мелякиной «Современные проблемы биогеохимии Астраханской области». Было отмечено, что в Астраханской области на протяжении последних 40 лет проводятся исследования биогеохимической ситуации водных экосистем. Выявлен дефицит меди и кобальта в пищевой цепи гидробионтов, и работы эти нашли практическое применение. В настоящее время основное внимание сосредоточено на выявлении микроэлементозов у представителей растительного и животного царства, в том числе и у человека.
Следует отметить, что на данной Школе, в отличие от прошлых, была выделена специальная сессия, посвященная геохимической экологии человека. В основном, это работы Е.Г. Шварева, И.В. Зайцева, С.В. Котельникова и коллег по изучению микроэлементного состава биологических тканей и жидкостей при рождении детей, диагностике нарушения метаболизма микроэлементов, биологической роли кадмия, патологии мочевыделительной системы). В частности, выявлена зависимость химического состава камней желчного пузыря от микроэлементного состава воды. Частично установ-
лена зависимость онкологических заболеваний от биогеохимических ситуаций в районах области. Начаты исследования по выявлению эндемических заболеваний растений, животных и человека. В перспективе предлагается составить экологический портрет населения Астраханской области, который будет включать в себя характеристику микроэлементного состава органов и тканей человека, воды и объектов его питания.
В докладе В.И. Воробьева (Астраханский госуниверситет) «Итоги многолетних физиоло-го-биогеохимических исследований водных экосистем России» были изложены основные результаты комплексного изучения биогеохимических и эколого-физиологических аспектов влияния микроэлементов на гидробионтов (в основном, на рыб) в течение 1968-2008 гг. Полученные данные позволили разработать рекомендации по оптимальной потребности рыб в микроэлементах и повысить продуктивность осетровых и карповых рыб.
Оценке современного экологического состояния среды было посвящено 20 сообщений. Они касались как глобальных процессов эволюции таксонов биосферы (В.Д. Корж, Е.А. Романкевич и сотрудники; ИО РАН, Москва), так и региональных и локальных проблем. Н.К. Христофорова и сотрудники из ДВГУ (Владивосток) осветили экологическую обстановку в г. Уссурийске на основании химического состава атмосферного воздуха и водотоков, а ученые Дагестана осуществили биогеохимическое районирование территории республики (З.Г. Магомедалиев, А.П. Дибирова и сотрудники, ПИБР ДНЦ РАН, Махачкала). Проблемы техногенеза биосферы отражены в серии сообщений М.С. Панина с коллегами (Семипалатинский госпединститут). Ряд сообщений А.В. Алексеева и сотрудников из Института геохимии биосферы (Новороссийск) был посвящен особенностям распределения ряда металлов в почвах и растениях Приморских курортных центров и их экологической оценке в целом, а Н.О. Рогулевой (Ботанический сад Самарского госуниверситета) - за-грязнениию тяжелыми металлами снега, почв и растительности парковых насаждений г. Самары. Детальный анализ формирования химического элементного состава ландшафтных компонентов лесостепного и степного Поволжья был представлен в презентации Н.В. Прохоровой (Самарский госуниверситет).
Доклад В.П. Осиповой и сотрудников (ЮНЦ РАН, Ростов-на-Дону) касался оценки экотоксикологического состояния водной экосистемы Северного Каспия, а сообщение О.П. Мелеховой (Московский госуниверситет) -комплексной биогеохимической оценки экологического состояния акваторий.
Серия докладов была посвящена изучению последствий загрязнения экосистем нефтью и продуктами ее переработки (Е.К. Батовская и сотрудники, Прикаспийский НИИ аридного земледелия; И.А. Каниева, АГТУ; И.Ю. Ма-каренкова, ГНП Центр рыбного хозяйства, г. Тюмень), а также дифференциации микробиоценозов при загрязнении почв и водоемов токсическими веществами (И.Ю. Киреева, Национальный аграрный университет Украины, Киев; А.Р. Гальперина, О.Б. Сопрунова, АГТУ).
В области радиобиогеохимии информация отражала распределение фоновых концентраций U238, Th232 в почвенно-растительном покрове Большого Кавказа (Т.А. Асварова, А.С.-М. Абдуллаева, ПИБР ДнЦ РАН, Махачкала), радиобиогеохимическую ситуацию в урановых биогеохимических провинциях Кыргызстана (Б.М. Дженбаев и сотрудники, Биолого-почвенный институт НАН КР, Бишкек), фоновое содержание цезия-137 в компонентах экосистем Азово-Донского бассейна в 2002-2007 гг. (И.Д. Мхитарьян, А.В. Мирзоян, Азовский НИИ рыбного хозяйства, Ростов-на-Дону), особенности миграции 90Sr и 137Cs в системе почва-вода-растения в Ростовской и Астраханской областях (Л.Р. Кузьмина, Н.А. Каниева, АГТУ) и использование методов биодозиметрии для реконструкции доз облучения у населения, проживающего в местах естественного повышенного радиоактивного фона (И.Н. Ильинских и сотрудники, Сибирский государственный медицинский университет, Томск).
Серия докладов на сессиях Школы освещала биологическую роль микроэлемента селена: Т.И. Берцева с коллегами (Оренбургский госуниверситет, НИИ питания РАМН, Москва) «Оценка селенового статуса Оренбургского региона»; Н.А. Голубкина и сотрудники (НИИ питания РАМН, Москва) «Биологическая роль растворимых и нерастворимых форм селена в растениях»; Л.А. Минина и сотрудники (Читинская госмедакадемия) «Особенности содержания селена в организме животных и человека»; И. Джудич (Белградский госуниверситет) «Сравнительное влияние органических и неорганических соединений селена на его распределение и характеристики яиц и тушек домашних птиц». В докладе группы ученых ГЕОХИ РАН (Москва) основное внимание акцентировалось на селеновом статусе России и его коррекция, а также на формировании государственных программ по борьбе с микроэлементозами.
Из представленных на Школу докладов 42 сообщения содержали элементы технологий. Последние в основном отражали способы и методы биогеохимической индикации экологического состояния различных таксонов биосферы. Прежде всего, это доклады В.С. Безеля и соавторов (Ботанический сад УрО РАН, Ека-
теринбург) по оценке загрязнений экосистем по элементному составу органов и тканей мелких млекопитающих, а также М. Анисимовой и М. Габрашанска (Институт экспериментальной патологии и паразитологии Болгарской АН, г. София). Этот же принцип положен в основу технологий индикации, предложенных С.И. Усенко с соторами (ВНИИЭФБ, Саров) и Д.В. Швецовой и Н.В. Барановской (Томский ПТУ) с использованием элементного состава волос для оценки техногенной трансформации среды и диагностики микроэлементозов, С.Ф. Тютиковым (ГЕОХИ РАН, Москва) с использованием диких копытных, С.А. Остроумовым и сотрудниками (Московский госуниверситет и ГЕОХИ РАН, Москва) с применением водных беспозвоночных,
Следует отметить оригинальность подхода Г.А. Леоновой и В.А. Боброва (ИГМ СО РАН, Новосибирск) при разработке методика оценки аккумулирования микроэлементов планктоном и его роли в формировании донных осадков. В основу способа биогеохимической индикации О.Н. Бичарева и сотрудники (АГТУ) положили отрицательную связь между содержанием микроэлементов в плазме крови рыб и содержанием белковых компонентов, а О.П. Мелехова (Московский госуниверситет) предложила новый способ тестирования токсичности водной среды на эмбриональных биотестах с помощью метаболического критерия (изменение уровня свободнорадикальных реакций). Представляют практический интерес использование кристаллизационных проб в качестве индикаторов среды обитания наземных животных (Каниева Н.А., Л.Р. Кузьмина; АГТУ), определение порога устойчивости эрит-роцитарных мембран к действию тяжелых металлов (С.В. Котельникова с коллегами; АГ-ТУ).
Предложены также способы контроля качества воды по обеспеченности ее микроэлементами - Cu, Zn, Mn и Co (В.В. Андреев, АГТУ; В.И. Воробьев, Астраханский госвуниверситет) и технология использования дрейссены (Dreis-sena polymorpha) для получения кормовой минеральной добавки (Н.А. Небесихина, Н.И. Ка-талевский, Азовский НИИ рыбного хозяйства, Ростов-на-Дону). С.А. Гусев и сотрудники (Московский госуниверситет, ИО РАН, Москва) предложили методику детектирования поверхностно-активных загрязнений для мониторинга природных вод, основанную на измерении поверхностного натяжения воды. Е.А. Соломонова и С.А. Остроумов (Московский госуниверситет) разработали основы фитотехно-логии очищения воды с помощью макрофитов.
Биогеохимическая индикация на молекулярном уровне разработана в ГЕОХИ РАН (С.Ф. Тютиков, В.В. Ермаков, С.Д. Хушвах-това, В.Н. Данилова). В этом случае примене-
ны новые биогеохимические и экологические маркеры - металлотионеины, уровень которых резко возрастает в организме при увеличении концентраций металлов в среде. H.H. Ильинских с сотрудниками (Сибирский ГМУ, Томск) сообщили о методике оценки резистентности к апоптозу лимфоцитов как диагностическому средству выявления предраковых состояний -персистенция вируса Эпштейна-Барра при апоптозе лимфоцитов крови у шахтеров.
H.C. Петрунина и сотрудники (ГЕОХИ РАН, Москва) разработали метод экологической оценки горных экосистем по элементному составу водорослей и дифференциации живого вещества в условиях природных катастроф и техногенных факторов. Кроме того, важное практическое значение имеют биогеохимические методы поисков. Так, Л.В. Борисова и сотрудники (ГЕОХИ РАН, Москва) разработали тест-методы для определения рения в растениях в полевых условиях и установили явление резкого аккумулирования рения растениями в рудных биогеоценозах, а A.H. Соболеева (ГЕОХИ РАН, Москва) обосновала элементы биогеохимического поиска медно-
молибденовых аномалий в условиях таежной зоны Восточного Забайкалья. Л.А. Осипова и сотрудники (АГТУ) предложили способ рекультивации карьеров, а Т.Ю. Пуховская,
A.В. Пуховский (ВНИИ агрохимии, Москва) предложили блокирование усвоения кадмия растениями за счет известкования почв и внесения микроудобрений цинка.
По геоинформационным технологиям необходимо отметить структуру ГИС «Брянск-йод» для эколого-геохимической оценки йодного статуса Брянской области, представленную
B.Ю. Березкиным с соавторами (ГЕОХИ РАН, Москва), а также методологию биогеохимического районирования и картографирования, основанную на взаимодействии геохимических полей (Е.М. Коробова, ГЕОХИ РАН, Москва).
Интерес участников вызвали доклады, посвященные новым методам анализа вещества. Это методы элементного анализа биоматериала из эстуарных зон (Г.М. Колесов, ГЕОХИ РАН, Москва; В.В. Аникиев, МИЭП, Москва), системный подход к анализу биогеохимических объектов (Г.М. Колесов, ГЕОХИ РАН, Москва), метод прямого рентгеноспектрального анализа растений (И.А. Рощина, Т.Г. Кузьмина, ГЕОХИ РАН, Москва). Определенный научный интерес представлял доклад Т.Н. Луценко (ТИГ ДВО РАН, Владивосток). «Сезонная динамика и состав растворенного органического вещества в основных реках Приморского края»; автором была изложена методика анализа растворенного органического вещества посредством ВЭЖХ.
Большой интерес вызвал доклад Ю.Л. Мельчакова (Уральский госпединститут, Екатеринбург) «Исследование потока газовых форм химических элементов в системе «почва-растительность-атмосфера» (на примере Урала)». Было определено посредством масс-спектрометрии 72 химических элемента в пробах воздуха над массивом растений. Суммарно эвапотранспирационный перенос составил 1,7 т/(км2год). Автор полагает, что атмосферные выпадения, трансформированные растительностью и рассчитанные применительно к тем же 72 элементам, измеряются величиной 6, 3 т/(км2год), что свидетельствует о сопоставимости двух ветвей аэральной миграции, а значит, и о значимости эвапотранспирации. Роль аэротехногенного массопереноса тяжелых металлов (ТМ) рассматривалась также в докладе Е.А. Карповой «Роль удобрений в биогенной миграции тяжелых металлов (ГЕОХИ РАН, Московский госуниверситет). Оказалось, что уровень поступлений ТМ с аэрозольными выпадениями на агроэкосистемы, расположенные в одном регионе (Московской области) вблизи мегаполиса может различаться более, чем на порядок. По мнению автора, при оценке источников поступления ТМ в агроэкосистемы необходимо использовать данные атмосферных поступлений на конкретной территории.
При обсуждении докладов и проблем, представленных на Школе, участники конференции отметили следующее. Несмотря на исключение «биогеохимии» как специальности в списке ВАК, роль биогеохимии в современном обществе постоянно возрастает. Созданная В. И. Вернадским наука, играет принципиальную роль в формировании глобального мировоззрения человечества о происходящих в биосфере процессах. Оценка эволюции химического элементного состава организмов и среды их обитания - непреходящая задача биогеохимии, которая явилась центральной на данной конференции. Биогеохимия непосредственно связана с наблюдаемыми изменениями в биогеохимических циклах и необходимостью совершенствования технологий. Знания биогеохимии крайне необходимы в медицине и сельском хозяйстве при оценке экологического статуса жизненно важных макро- и микроэлементов, разработке методов изучения экологического состояния биогеоценозов, понимании эволюционных процессов, происходящих в природе, нормировании токсических веществ и микроэлементов.
Особую актуальность приобретают проблемы биогеохимической эволюции таксонов биосферы, взаимовлияния макро- и микроэлементов в природно-техногенных циклах, дифференциации природных и техногенных составляющих циклов и зависимости статуса макро-и микроэлементов от техногенного преобразо-
вания природных комплексов. Данные вопросы, рассмотренные на форуме, непосредственно связаны с эффективной коррекцией микроэле-ментозов и оптимальным применением специальных пищевых добавок и микроудобрений в медицине, ветеринарии и растениеводстве.
По материалам Школы опубликован сборник тезисов «Биогеохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий. У1-я Международная биогеохимическая школа, г. Астрахань. 22-25 сентября 2008 года: тезисы / Под ред. В.Ф. Зайцева. -Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008. - 176 с.
В принятой Резолюции участники Школы просят Президиум РАН учредить комплексный постоянно действующий Научный Совет по проблемам биогеохимии в рамках Отделения Наук о Земле РАН, Министерство высшего и
среднего образования РФ ввести преподавание специальности «биогеохимия» в университетах и ВУЗах Российской Федерации с экологической направленностью, ВАК РФ восстановить специальность «биогеохимия» по защите кандидатских и докторских диссертаций. Кроме того, принято решение создать специальный сайт в Интернете для информирования ученых и всех заинтересованных лиц о выпуске новой литературы, научных конференций и симпозиумов по проблемам биогеохимии, геохимической экологии, общим вопросам экологии, химии почв, проблемам микроэлементозов.
Участники школы отметили высокий уровень организации работы конференции и выразили сердечную благодарность руководству и сотрудниками Астраханского государственного технического университета.
В.В. Ермаков
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва В.Ф. Зайцев
Астраханский государственный технический университет, Астрахань
