CC BY
227
Актуально в номер
шттттттттт
ВОЗДЕЙСТВИЕ НАНОЧАСТИЦ МЕДИ НА РАСТЕНИЯ И ПОЧВЕННЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
© 2017 г. В.С. Цицуашвили, Т.М. Минкина, Д.Г. Невидомская, В.Д. Раджпут, С.С. Манджиева,
С.Н. Сушкова, Т.В. Бауэр, М.В. Бурачевская
В связи с прогрессирующим производством и применением наноматериалов в различных сферах деятельности описаны возможные риски ухудшения состояния окружающей среды и как следствие, угроза здоровью и состоянию экосистем. Существует основание полагать, что в скором времени почва может стать основным поглотителем производственных наночастиц, поступающих в окружающую среду в результате производственной деятельности, и, что их концентрации в почвах со временем будут выше по сравнению с другими компонентами природной среды. Вопросы безопасности применения наноматериалов на основе меди изучать особенно важно, потому что существует их широкомасштабное использование в производстве биоцидов в сельском хозяйстве. В статье раскрывается информация об актуальности изучения наночастиц металлов (на примере меди) на экосистему, приводятся обзор литературных источников и анализ результатов исследований взаимодействия наночастиц меди с растениями и почвенно-микробным сообществом. Установлены различия во влиянии наночастиц на процессы жизнедеятельности растений в зависимости от их концентрации и степени дисперсности. Рассмотрено особо влияние свойств почв на состояние наночастиц и проявление их токсичности. Выявлены воздействие наночастиц меди на микробиологические показатели отдельных видов почв, активность почвенных ферментов, а также изменения физических, химических и агрохимических свойств почв и в целом на плодородие и процессы самоочищения от загрязняющих веществ. В статье обосновывается необходимость изучения поведения наночастиц меди в системе «почва - растение - микробиота» для возможности использования нанотехноло-гий в агропромышленности и обеспечения безопасности сельскохозяйственной продукции.
Ключевые слова: наночастицы металлов, оксид меди, почвенно-микробное сообщество, растения, токсичность.
Possible risks of environmental deterioration which are likely to threat both human health and ecosystems are described taking into account the increasing production and application of nanomaterials. It is believed that soil compared to other components of the natural environment may soon accumulate greater concentrations of engineered nanoparticles entering the environment because of industrial and manufacturing activities. In this view, it is especially important to be concerned by the safety issues related to copper-based nanomaterials being widely applied in the production of biocides in agriculture. The paper provides up-to-date information about the relevance of studying the effects of metal nanoparticles (e.g., copper) on the ecosystem. The literature review and analysis of the research results on the interaction of copper nanoparticles with plants and the soil-microbial community are presented. Different effects of concentrations and dispersity degree of the nanoparticles on the life processes of plants have been determined. Special attention is given to how soil properties affect entering nanoparticles and trigger their toxicity. The article reveals the impact of copper nanoparticles on microbiological indicators of some soil types, activity of soil enzymes and changes in physical, chemical and agrochemical properties of soils, which in turn affects soil fertility and the processes of self-cleaning from pollutants. The paper substantiates the necessity of studying the behavior of copper nano-particles in the «soil-plant-microbiota» system for the possibility of harmless applications of nanotechnology in agro-industry and safety of agricultural products.
Keywords: metal nanoparticles, copper oxide, soil microbial community, plants, toxicity.
Введение. На сегодняшний день нано-технология - это относительно новая, одна из самых быстрорастущих и наиболее перспективных технологий в нашем обществе. Эта область фундаментальной и прикладной науки и техники имеет дело с материалами, устройствами и структурами, размеры которых составляют от
1 до 100 нм [11]. Недавний рост в этом секторе обещает ряд преимуществ для общества за счет использования новых свойств наночастиц. Нанотехнология предлагает широкий спектр потенциальных применений и становится ключевой технологией для будущего поколения.
В последние годы возрастает информационный поток и интерес к исследованию влияния наночастиц на окружающую среду и здоровье человека. В окружающей среде наночасти-цы могут оставаться длительное время, также могут поглощаться и перемещаться между организмами различного трофического уровня, подвергаясь биодеградации и биоаккумуляции по пищевой цепи [5]. Однако из-за отсутствия информации об их токсичности, о поведении и деятельности даже в лабораторных условиях не так легко оценить степень воздействия наномате-риалов на экосистему и здоровье человека. Именно поэтому невидимое загрязнение, вызванное наночастицами (нанозагрязнение), считается самым сложным видом загрязнения для управления и контроля. Требуется своевременное обобщение имеющейся информации.
Почва поддерживает газовый состав атмосферы, растительную и животную продуктивность, участвует в круговороте веществ и энергии в природе. Химический состав почвы оказывает влияние на состояние здоровья человека через воду, растения и животных. В работах [9, 21] рассматривается положительный эффект наночастиц таких металлов, как медь, железо, цинк, серебро на почву и растения в связи с их бактерицидными свойствами. В то же время
многие из них, например, медь, являются одними из самых распространенных загрязнителей окружающей среды. В связи с быстро возрастающим многообразным использованием нано-частиц меди возникает потребность в оценке их воздействия на окружающую среду, биоту (микроорганизмы, растения, животные) и здоровье человека. Благодаря многообразному применению [9] и высокой возможности проникновения в объекты окружающей среды, такие как почва [2], наночастицы СиО становятся основным направлением в исследованиях биологической роли и токсичности наночастиц.
Цель настоящей работы - систематизировать современные сведения о закономерностях взаимодействия и степени токсичности наночастиц металлов в системе «почва - растение - микробиота» на примере наночастиц меди.
Производство и применение наночастиц. Промышленный синтез наноматериалов организован таким образом, чтобы получить частицы с заданными физико-химическими свойствами. С учетом широкого спектра коммерческой, экологической и медицинской пользы наночастиц их производство достигает значительных промышленных масштабов (таблица 1).
Наночастицы Объемы мирового производства (тонн) Вероятность увеличения объема производства в ближайшие 5-10 лет
Высокие объемы производства наночастиц
ТЮ2 60 000 - 150 000 Высокая
7пО 32 000 - 36 000 Высокая
ЭЮ2 185 000 - 1 400 000 Высокая
А1О 5 000 - 10 100 Умеренно высокая
Углеродные нанотрубки 1 550 - 1 950 Умеренно высокая
СеО 880 - 1 400 Умеренно высокая
Низкие объемы производства наночастиц
Наноцеллюлоза 400 - 1 350 Высокая
СиО 290 - 570 Средняя
Ад 135 - 420 Высокая
7гО2 80 - 300 Умеренно высокая
Графен 60 - 80 Высокая
В12Оз 35 - 55 Умеренно высокая
МдО 15 - 30 Средняя
РеОх 9 - 45 Высокая
МО 2 - 20 Средняя
МпОх 2 - 3.5 Низкая
Таблица 1 - Объемы мирового производства наночастиц в 2014 г. и перспективы к 2025 г. [12]
Нанопорошки металлов используют в качестве микроудобрений и пестицидов в сельском хозяйстве [6]. Использование нанотехно-логий в агропромышленности открывает широкие возможности в области производства и переработки сельскохозяйственной продукции.
Моделирование загрязнения наночасти-цами СиО предполагает, что почва может стать основным поглотителем производственных на-ночастиц, поступающих в окружающую среду в результате производственной деятельности, и, что их концентрации в почвах со временем будут выше, чем в воде или воздухе [17]. Таким образом, появляется риск возникновения ухудшения экологической ситуации в регионах с повышенной концентрацией нано-Си в почвах, что впоследствии может привести к возникновению ряда проблем со здоровьем человека. Вопросы безопасности применения наночастиц металлов, их экологического воздействия на окру-
Наноразмерная медь и её токсичность в системе «почва - растение - микробиота».
Благодаря своему сильному взаимодействию с окружающей средой, высшие растения уязвимы к воздействию имеющихся загрязняющих веществ, включая наночастицы. Поскольку существует тесная связь между растениями и почвенной микрофлорой, любое изменение в состоянии микробио-ты растительной ризосферы может влиять на рост, развитие и продуктивность растений.
В отличие от огромного количества исследований по изучению токсического действия на почву, растения и микробиоту тяжелых металлов в макродисперсной форме, исследование токсичности наноформы металлов недостаточно и относится, главным образом, к изучению их влияния на клетки человека и животных [1].
Отдельные работы посвящены негативному воздействию наночастиц меди на растения и
жающую среду особенно важны для наномате-риалов на основе меди, потому что существует их широкомасштабное использование в производстве биоцидов в сельском хозяйстве, для защиты древесины [20]. Возможное негативное воздействие наночастиц СиО недостаточно изучено.
Из-за ультратонкого размера и благодаря их отличным термофизическим свойствам главной областью применения наночастиц СиО является электроника и техника (полупроводники, электронные чипы) (рисунок 1). К другим областям применения относятся: газовые датчики, каталитические процессы, солнечные и литиевые батареи. Наночастицы СиО замедляют рост микроорганизмов и обладают противовирусными свойствами. Благодаря имеющимся антибактериальным свойствам их используют в производстве масок для лица и перевязочного материала [9].
почву (таблица 2). Однако исследования по воздействию нано-CuO на наземные растения (в том числе сельскохозяйственные культуры) редко охватывают состояние и поведение нано-CuO в системе «почва - растение». По данным рентгенофлуоресцентного анализа [19] наночастицы меди аккумулируются в разветвленных органических волокнах микоризных грибов и на поверхности корня растения Iris pseudoacorus (Ирис ложноаировый).
В работе [4] показано существенное влияние водных дисперсий с ультранизкой концентрацией наночастиц меди (10-17 мг/л) на процессы прорастания семян и роста проростков некоторых зерновых и овощных культур (пшеницы, тритикале, томата). Данная технология может быть перспективна для экономичного и экологически чистого метода предпосевной стимуляци-онной обработки семян.
49%
4 Н5
Условные обозначения:
1 - датчики;
2 - катализ;
3 - поверхностно-активные вещества;
4 - противомикробные препараты;
5 - другие
Рисунок 1 - Области применения наночастиц CuO (Thomson Reuters ISI Web of Science)
Таблица 2 - Исследования токсического воздействия наночастиц СиО
на некоторые виды растений и биологическую активность почв
Размер наночастиц (нм) Концентрация (мг/л) Тип растения/почвы Токсический эффект Авторы
20-40 100 Кукуруза сахарная Торможение роста рассады [24]
30-50 - Редис, огурец, салат Торможение всхожести семян [25]
50 500-1000 Рассада огурца обыкновенного Снижение биомассы [16]
40 100-1000 Почва под рисом Общее снижение микробной биомассы почвы, активности ферментов, состава микробного сообщества и биологического разнообразия [26]
10-17 0-100 Песчаная почва Обнаружение высокой токсичности наночастиц СиО для почвенных бактерий [10]
<50 10, 100, 1000 Подзолистые В высоких концентрациях происходит сильное замедление активности ферментов, сильный негативный эффект для дегидрогена-зы [14]
Поведение и последствия влияния наночастиц меди на растения и их потребителей должны быть тщательно изучены для того, чтобы выяснить пути загрязнения пищевой цепи (рисунок 2). Кроме того, значения потенциаль-
ной химической трансформации и степень воздействия наночастиц СиО на систему «почва -растение» должны быть проанализированы как при проведении исследований в лабораторных условиях, так и в естественной среде обитания.
Рисунок 2 - Схематическая взаимосвязь между производством и применением наночастиц СиО, поступлением в систему «почва - растение» и потенциальными потребителями
В наземной экосистеме система «почва -микробиота» и растения являются одними из основных экорецепторов наночастиц; особенно почвенно-микробная биомасса, которая служит средой обитания питательных веществ и является чувствительным индикатором микробных изменений в почвах [7]. В этой связи защита почвенно-микробной биомассы и разнообразия является одной из основных задач в области
устойчивого использования ресурсов. С учетом присутствия наночастиц в почве возрастает интерес в исследовании их воздействия на почвенные микробы и «растительно-микробное взаимодействие». До сих пор не установлены механизмы, лежащие в основе воздействия на-ночастиц на почвенно-микробную биомассу.
Исследованиями [15] по изучению влияния наночастиц (50 нм) и микрочастиц CuO
(2,5 мм) на микробиологическую активность супесчаной почвы, фитотоксичность и биоаккумуляцию установлен стойкий токсический эффект на культуры Cucumis sativus (Огурец обыкновенный) и Zea mays (Кукуруза сахарная). Показано, что наноформа CuO была более токсична, чем макродисперсная форма оксида к почвенным микроорганизмам и растениям. Исследования [3] показали, что наиболее сильное влияние на микробиологические показатели чернозема обыкновенного, снижая общую численность бактерий и обилие бактерий рода Azoto-bacter, оказывают наноформы оксидов Ni и Fe по сравнению с макродисперсной формой этих металлов. Однако на показатели фитотоксично-сти формы оксидов Ni и Fe оказали примерно одинаковое влияние.
Обнаружено [15], что наночастицы CuO тормозят активность почвенных ферментов и прирост биомассы растений. Накопление нано-частиц зависит от вида растений: в растении Cucumis sativus их концентрация заметно выше, чем в Zea mays.
Загрязнение почвенного покрова наноча-стицами меди влияет на показатель самоочищения почвы [13], а также баланс питательных веществ, являющийся основой для регулирования процессов питания растений и повышения плодородия почв. Установлено [8], что под влиянием наночастиц CuO происходят значительные изменения в составе бактериального сообщества и трансформация микроскопических свойств двух типов почвы (суглинок и дерново-карбонатные).
Однако исследования [23] описывают незначительное изменение бактериального сообщества почвы, которое наблюдалось после 15 дней воздействия с наночастицами меди, а также в работе [18] показаны аналогичные результаты в арктической почве на 176-й день. Противоречивые сообщения в литературе в отношении последствий загрязнения наночасти-цами меди указывают на то, что микробиологические изменения под воздействием наноча-стиц CuO зависят от времени инкубации, типа почвы, степени окисления и других факторов, определяющих токсичный эффект наночастиц CuO на сообщество микроорганизмов.
Свойства почв, в частности, структурный и агрегатный состав, окислительно-восстановительный потенциал и кислотно-основные свойства, могут влиять на состояние наночастиц и
на проявление их токсичных свойств. Например, при обработке супесчаной почвы наноформой СиО (<50 нм) заметно снизилась микробиологическая активность, изменились состав и структура микробного сообщества по сравнению с глинистой почвой. В условиях модельного эксперимента было установлено [22] активное взаимодействие нано-СиО с глинистой фракцией и органическим веществом почв. Выявлено, что такие процессы, как рост кристалла, растворение, агрегация и старение созданной наноча-стицы меди вызывают различные изменения в микросреде (микрообъеме) почв вокруг наноча-стиц [22].
Поскольку почвенная микрофлора играет важную роль в развитии экосистемы и человечества, крайне важно изучить влияние наноча-стиц на этот компонент биоценоза. В связи с известной модуляторной ролью присутствия и отсутствия растений для физиологического состояния микробной популяции перспективные исследования в области потенциального воздействия нано-Си на микробные сообщества почвы следует проводить как в отсутствие, так и в присутствии растений.
Таким образом, чтобы понять потенциальные воздействия на окружающую среду производимых наночастиц, необходимо изучение их токсичности в системе «почва - микробиота» и растения. Несмотря на то, что нано-СиО нет в списке контроля Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), проводятся исследования его потенциальной токсичности для флоры, фауны и санитарного состояния окружающей среды.
Заключение. Широкомасштабное использование нано-СиО может нарушить биологические процессы в почве, а также привести к изменению физиологического и биохимического состояния растений. Установлено, что загрязнение оксидами металлов в макродисперсной форме и наноформе (нанопорошками) приводит к ухудшению биологического состояния почвы. Снижение биологических показателей, таких как численность бактерий, ферментативная активность, всхожесть и длина корней, зависит от вида загрязняющего элемента и его концентрации в почве. Оценка способности наночастиц агрегировать или взаимодействовать с почвенными частицами может представлять большой интерес при оценке устойчивости почв к нано-загрязнению.
Для того чтобы получить более глубокое представление о механизмах токсичности нано-Cu, должны быть предприняты усилия по разработке стандартных химических, биохимических и генотоксичных маркеров, а также методологии для определения критического уровня содержания наночастиц CuO. Должны быть усилены исследования, направленные на открытие потенциальных механизмов, лежащих в основе различий разновидности растений и особенности генотипа к чувствительности нано-Cu.
Развитие нанотехнологий крайне необходимо в условиях нарастающего экологического кризиса, прогноза последствий деградации почв в результате их хозяйственного использования. Использование методов синхротронной радиации [19] и расширение возможностей этих методов дают основания ожидать получения принципиально новых знаний о почвах, механизмах поглощения ими различных химических веществ, взаимодействии наночастиц CuO с почвенной микробиотой и функционировании в системе «почва - растение».
Должны быть предприняты усилия для выполнения сравнительной оценки экспериментальных исследований влияния наночастиц меди на почвенную биоту, проведенных в лабораторных условиях и с последующими испытаниями в естественных условиях. Такие два метода исследования позволят в полной мере понять влияние нано-Cu на компоненты окружающей среды и впоследствии определить степень воздействия на здоровье человека и животных.
Исследование выполнено при поддержке проектной части госзадания Министерства образования и науки РФ (№ 5.948.2017/ПЧ), Гранта Президента (проект № МК-7285.2016.5).
Литература
1. Структура, свойства и токсичность наночастиц оксидов серебра и меди / И.Н. Андрусишина, И.А. Голуб, Г.Г. Дидикин, С.Е. Литвин, В.Ф. Горчев,
B.А. Мовчан // Бютехнолопя. - 2011. - Т. 4. - № 6. -
C. 51-59.
2. Гладкова, М.М. Инженерные наноматериалы в почве: Источники поступления и пути миграции / М.М. Гладкова, В.А. Терехова // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. - 2013. - № 3. - С. 34-39.
3. Влияние загрязнения наночастицами оксидов никеля и железа на биологические свойства чернозема обыкновенного североприазовского / С.И. Колесников, А.Н. Тимошенко, К.Ш. Казеев, Ю.В. Акименко // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. -2016. - T. 1. - C. 71-75.
4. Влияние водных дисперсных систем с наночастицами серебра и меди на прорастание семян / С.Н. Маслоброд, Ю.А. Миргород, В.Г. Бородина, Н.А. Борщ // Электронная обработка материалов. - 2014.
- Т. 50. - № 4. - С. 103-112.
5. Биотестирование наноматериалов: о возможности транслокации наночастиц в пищевые сети / Ю.Н. Мор-галёв, Н.С. Хоч, Т.Г. Моргалёва, Е.С. Гулик, Г.А. Борило, У.А. Булатова, С.Ю. Моргалёв, Е.В. Понявина // Российские нанотехнологии. - 2010. - Т. 5. - № 11-12. -С. 131-135.
6. Сушилина, М.М. Нанотехнологии в растениеводстве и сельском хозяйстве / М.М. Сушилина, А.И. Монькина // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. -2011. - Т. 3. - С. 42-44.
7. Atlas R.M. Use of Microbial Diversity Measurements to Assess Environmental Stress. Current Perspectives in Microbial Ecology // American Society for Microbiology. -1984. - P. 540-545.
8. Ben-Moshe T., Frenk S., Dror I., Minz D., Berkowitz B. Effects of metal oxide nanoparticles on soil properties // Chemosphere. - 2013. - Vol. 90. - P. 640-646.
9. Bondarenko O., Juganson K., Ivask A., Kasemets K., Mortimer M., Kahru A. Toxicity of Ag, CuO and ZnO nanopar-ticles to selected environmentally relevant test organisms and mammalian cells in vitro: a critical review // Arch. Toxicol. -2013. - Vol. 87. - P. 1181-1200.
10. Concha-Guerrero S.I., Souza Brito E.M., Piñón-Castillo H.A., Tarango-Rivero S.H., Caretta C.A., Luna-Velasco A., Duran R., Orrantia-Borunda E. Effect of CuO Nanoparticles over Isolated Bacterial Strains from Agricultural Soil // Journal of Nanomaterials. - 2014. - Vol. 2014. Article ID 148743, 13 p.
11. Forster S.P., Olveira S., Seeger S. Nanotechnolo-gy in the market: promises and realities // Int. J. Nanotechnol.
- 2011. - Vol. 8. - P. 592-613.
12. Future Markets. Nanomaterials. 2015. The Global Market for Copper Oxide Nanoparticles, 2010-2025. Future Markets: Tomorrow's technology, Today (available at http://www.futuremarketsinc.com/global-market-copper-oxide-nanoparticles-2010-2025).
13. Janvier C., Villeneuve F., Alabouvette C., Edel-Hermann V., Mateille T., Steinberg C. Soil health through soil disease suppression: which strategy from descriptors to indicators? // Soil Biol. Biochem. - 2007. - Vol. 39. - P. 1-23.
14. Joskoa I., Oleszczukb P., Futa B. The effect of inorganic nanoparticles (ZnO, Cr2O3, CuO and Ni) and their bulk counterparts on enzyme activities in different soils // Geoderma. - 2014. - Vol. 232-234. - P. 528-537.
15. Kim S., Sin H., Lee S., Lee I. Influence of Metal Oxide Particles on Soil Enzyme Activity and Bioaccumulation of Two Plants // J. Microbiol. Biotechnol. - 2013. - Vol. 23. -№ 9. - P. 1279-1286.
16. Kim S., Lee S., Lee I. Alteration of phytotoxicity and oxidant stress potential by metal oxide nanoparticles in Cucumis sativus // Water Air. Soil Pollut. - 2012. - Vol. 223.
- P. 2799-2806.
17. Klaine S.J., Alvarez P.J., Batley G.E., Fernan-des T.F., Handy R.D., Lyon D.Y., Mahendra S., McLaughlin M.J., Lead J.R. Nanomaterials in the environment: beha-
vior, fate, bioavailability, and effects // Environ. Toxicol. Chem. - 2008. - Vol. 27. - № 9. - P. 1825-1851.
18. Kumar N., Shah V., Walker V.K.P. Perturbation of an arctic soil microbial community by metal nanoparticles // J. Hazard. Mater. - 2011. - Vol. 190. - P. 816-822.
19. Manceau A., Nagy K.L., Marcus M.A., Lanson M., Geoffroy N., Jacquet T., Kirpichtchikova T. Formation of Metallic Copper Nanoparticles at the Soil-Root Interface // Environ. Sci. Technol. - 2008. - Vol. 42. - P. 1766-1772.
20. Navratilova J., Praetorius A., Gondikas A., Fa-bienke W., von der Kammer F., Hofmann T. Detection of Engineered Copper Nanoparticles in Soil Using Single Particle ICP-MS // Int. J. Environ. Res. Public Health. - 2015. -Vol. 12. - P. 15756-15768.
21. Padmavathy N., Vijayaraghavan R. Enhanced bioactivity of ZnO nanoparticles - an antimicrobial study // Sci. Technol. Adv. Mater. - 2008. - Vol. 9. - № 3. -P. 035004.
22. Qafoku N.P. Terrestrial nanoparticles and their controls on soil-/geo-processes and reactions // Adv. Agron. -2010. - Vol. 107. - P. 33-91.
23. Shah V., Belozerova I. Influence of metal nano-particles on the soil microbial community and germination of lettuce seeds // Water Air Soil Pollut. - 2009. - Vol. 197. -P. 143-148.
24. Wang Z.X.X., Zhao J., Liu X., Feng W., White J.C., Xing B. Xylem- and phloem-based transport of CuO nanoparticles in maize (Zea mays L.) // Environ. Sci. Technol. - 2012. - Vol. 46. - P. 4434-4441.
25. Wu S.G.H.L., Head J., Chen D.R., Kong I.C., Tang Y.J. Phytotoxicity of metal oxide nanoparticles is related to both dissolved metals ions and adsorption of particles on seed surfaces // J. Petrol. Environ. Biotechnol. - 2012. -Vol. 3. - P. 126.
26. Xu C., Peng C., Sun L., Zhang S., Huang H., Chen Y., J. Shi. Distinctive effects of TiO2 and CuO nanopar-ticles on soil microbes and their community structures in flooded paddy soil // Soil Biology and Biochemistry. - 2015. -Vol. 86. - P. 24-33.
References
1. Andrusishina I.N., Golub I.A., Didikin G.G., Lit-vin S.E., Gorchev V.F., Movchan V.A. Struktura, svojstva i toksichnost' nanochastic oksidov serebra i medi [Structure, properties and toxicity of silver and copper oxide nanopar-ticles], Biotehnologja, 2011, Vol. 4, Issue 6, pp. 51-59.
2. Gladkova M.M., Terehova V.A. Inzhenernye nano-materialy v pochve: Istochniki postuplenija i puti migracii [Engineering nanomaterials in soil: income sources of and migration paths] Vestn. Mosk. Un-ta. Ser. 17. Pochvovedenie, 2013, Issue 3, pp. 34-39.
3. Kolesnikov S.I., Timoshenko A.N., Kazeev K.Sh., Akimenko Ju.V. Vlijanie zagrjaznenija nanochasticami oksi-dov nikelja i zheleza na biologicheskie svojstva chernozema obyknovennogo severopriazovskogo [Effects of pollution by nanoparticles of nickel and iron oxides on biological properties of ordinary chernozem] Izvestija vuzov. Severo-Kavkazskij region. Estestvennye nauki, 2016, Vol. 1, pp. 71-75.
4. Maslobrod S.N., Mirgorod Ju.A., Borodina V.G., Borshh N.A. Vlijanie vodnyh dispersnyh sistem s nanochasti-cami serebra i medi na prorastanie semjan [Influence of
aqueous disperse systems with silver and copper nanoparticles on germination of seeds] Jelektronnaja obrabotka mate-rialov, 2014, Vol. 50, Issue 4, pp. 103-112.
5. Morgaljov Ju.N., Hoch N.S., Morgaljova T.G., Gu-lik E.S., Borilo G.A., Bulatova U.A., Morgaljov S.Ju., Ponjavi-na E.V. Biotestirovanie nanomaterialov: o vozmozhnostii translokacii nanochastic v pishhevye seti [Biotesting of nanomaterials: on possibility of translocation of nanoparticles into food chains], Rossijskie nanotehnologii, 2010, Vol. 5, Issue 11-12, pp. 131-135.
6. Sushilina M.M., Mon'kina A.I. Nanotehnologii v ras-tenievodstve i sel'skom hozjajstve [Nanotechnologies in plant growing and agriculture], Vestnik Rjazanskogo gosudarstven-nogo agrotehnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostyche-va, 2011, Vol. 3, pp. 42-44.
7. Atlas R.M. Use of Microbial Diversity Measurements to Assess Environmental Stress. Current Perspectives in Microbial Ecology, American Society for Microbiology, 1984, pp. 540-545.
8. Ben-Moshe T., Frenk S., Dror I., Minz D., Berkowitz B. Effects of metal oxide nanoparticles on soil properties, Che-mosphere, 2013, Vol. 90, pp. 640-646.
9. Bondarenko O., Juganson K., Ivask A., Kasemets K., Mortimer M., Kahru A. Toxicity of Ag, CuO and ZnO nanopar-ticles to selected environmentally relevant test organisms and mammalian cells in vitro: a critical review, Arch. Toxicol, 2013, Vol. 87, pp. 1181-1200.
10. Concha-Guerrero S.I., Souza Brito E.M., Piñón-Castillo H.A., Tarango-Rivero S.H., Caretta C.A., Luna-Velasco A., Duran R., Orrantia-Borunda E. Effect of CuO Nanoparticles over Isolated Bacterial Strains from Agricultural Soil, Journal of Nanomaterials, 2014, Vol. 2014, Article ID 148743, 13 p.
11. Forster S.P., Olveira S., Seeger S. Nanotechnolo-gy in the market: promises and realities, Int. J. Nanotechnol., 2011, Vol. 8, pp. 592-613.
12. Future Markets. Nanomaterials. 2015. The Global Market for Copper Oxide Nanoparticles, 2010-2025. Future Markets: Tomorrow's technology, Today (available at http://www.futuremarketsinc.com/global-market-copper-oxide-nanoparticles-2010-2025).
13. Janvier C., Villeneuve F., Alabouvette C., Edel-Hermann V., Mateille T., Steinberg C. Soil health through soil disease suppression: which strategy from descriptors to indicators? Soil Biol. Biochem, 2007, Vol. 39, pp. 1-23.
14. Joskoa I., Oleszczukb P., Futa B. The effect of inorganic nanoparticles (ZnO, Cr2O3, CuO and Ni) and their bulk counterparts on enzyme activities in different soils, Geo-derma, 2014, Vol. 232-234, pp. 528-537.
15. Kim S., Sin H., Lee S., Lee I. Influence of Metal Oxide Particles on Soil Enzyme Activity and Bioaccumulation of Two Plants, J. Microbiol. Biotechnol, 2013, Vol. 23, No 9, pp. 1279-1286.
16. Kim S., Lee S., Lee I. Alteration of phytotoxicity and oxidant stress potential by metal oxide nanoparticles in Cucumis sativus, Water Air. Soil Pollut, 2012, Vol. 223, pp. 2799-2806.
17. Klaine S.J., Alvarez P.J., Batley G.E., Fernan-des T.F., Handy R.D., Lyon D.Y., Mahendra S., McLaughlin M.J., Lead J.R. Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects, Environ. Toxicol. Chem., 2008, Vol. 27, No 9, pp. 1825-1851.
18. Kumar N., Shah V., Walker V.K.P. Perturbation of an arctic soil microbial community by metal nanoparticles, J. Hazard. Mater, 2011, Vol. 190, pp. 816-822.
19. Manceau A., Nagy K.L., Marcus M.A., Lanson M., Geoffroy N., Jacquet T., Kirpichtchikova T. Formation of Metallic Copper Nanoparticles at the Soil-Root Interface, Environ. Sci. Technol., 2008, Vol. 42, pp. 1766-1772.
20. Navratilova J., Praetorius A., Gondikas A., Fa-bienke W., von der Kammer F., Hofmann T. Detection of Engineered Copper Nanoparticles in Soil Using Single Particle ICP-MS, Int. J. Environ. Res. Public Health, 2015, Vol. 12, pp. 15756-15768.
21. Padmavathy N., Vijayaraghavan R. Enhanced bioactivity of ZnO nanoparticles - an antimicrobial study, Sci. Technol. Adv. Mater, 2008, Vol. 9, No 3, pp. 035004.
22. Qafoku N.P. Terrestrial nanoparticles and their controls on soil-/geo-processes and reactions, Adv. Agron, 2010, Vol. 107, pp. 33-91.
23. Shah V., Belozerova I. Influence of metal nanoparticles on the soil microbial community and germination of lettuce seeds, Water Air Soil Pollut, 2009, Vol. 197, pp. 143-148.
24. Wang Z.X.X., Zhao J., Liu X., Feng W., White J.C., Xing B. Xylem- and phloem-based transport of CuO nanoparticles in maize (Zea mays L.), Environ. Sci. Technol., 2012, Vol. 46, pp. 4434-4441.
25. Wu S.G.H.L., Head J., Chen D.R., Kong I.C., Tang Y.J. Phytotoxicity of metal oxide nanoparticles is related to both dissolved metals ions and adsorption of particles on seed surfaces, J. Petrol. Environ. Biotechnol, 2012, Vol. 3, pp. 126.
26. Xu C., Peng C., Sun L., Zhang S., Huang H., Chen Y., J. Shi. Distinctive effects of TiO2 and CuO nanopar-ticles on soil microbes and their community structures in flooded paddy soil, Soil Biology and Biochemistry, 2015, Vol. 86, pp. 24-33.
Сведения об авторах
Цицуашвили Виктория Сергеевна - аспирант, младший научный сотрудник, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет» (Ростов-на-Дону, Россия). Тел.: +7-928-769-94-47. E-mail: viktoria447@yandex.ru.
Минкина Татьяна Михайловна - доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой «Почвоведение и оценка земельных ресурсов», ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет» (Ростов-на-Дону, Россия). Тел.: +7-918-553-16-32. E-mail: tminkina@mail.ru.
Невидомская Дина Георгиевна - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет» (Ростов-на-Дону, Россия). Тел.: +7-928-770-85-21. E-mail: dnevidomskaya@mail.ru.
Раджпут Вишну Даял - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет» (Ростов-на-Дону, Россия). Тел.: +7-909-632-82-56. E-mail: rajput.vishnu@gmail.com.
Манджиева Саглара Сергеевна - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет» (Ростов-на-Дону, Россия). Тел.: +7-903-431-62-69. E-mail: msaglara@mail.
Сушкова Светлана Николаевна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет» (Ростов-на-Дону, Россия). Тел.: +7-918-552-91-92. E-mail: terra_rossa@mail.ru.
Бауэр Татьяна Владимировна - младший научный сотрудник, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет» (Ростов-на-Дону, Россия). Тел.: +7-989-502-25-26. E-mail: bauertatyana@mail.ru.
Бурачевская Марина Викторовна - кандидат биологических наук, научный сотрудник, ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет» (Ростов-на-Дону, Россия). Тел.: +7-989-722-52-53. E-mail: marina.0911@mail.ru.
Information about the authors
Tsitsuashvili Viktoriya Sergeevna - postgraduate student, junior researcher, FSAEI HE «Southern Federal University» (Rostov-on-Don, Russia). Phone: +7-928-769-94-47. E-mail: viktoria447@yandex.ru.
Minkina Tatyana Mikhailovna - Doctor of Biological Sciences, professor, head of the Soil science and land assessment department, FSAEI He «Southern Federal University» (Rostov-on-Don, Russia). Phone: +7-918-553-16-32. E-mail: tminkina@mail.ru.
Nevidomskaya Dina Georgievna - Candidate of Biological Sciences, leading researcher, FSAEI HE «Southern Federal University» (Rostov-on-Don, Russia). Phone: +7-928-770-85-21. E-mail: dnevidomskaya@mail.ru.
Rajput Vishnu Dayal - PhD in Biology, leading researcher, FSAEI HE «Southern Federal University» (Rostov-on-Don, Russia). Phone: +7-909-632-82-56. E-mail: rajput.vishnu@gmail.com.
Mandzhieva Saglara Sergeevna - Candidate of Biological Sciences, leading researcher, FSAEI HE «Southern Federal University» (Rostov-on-Don, Russia). Phone: +7-903-431-62-69. E-mail: msaglara@mail.
Sushkova Svetlana Nikolaevna - Candidate of Biological Sciences, senior researcher, FSAEI HE «Southern Federal University» (Rostov-on-Don, Russia). Phone: +7-918-552-91-92. E-mail: terra_rossa@mail.ru.
Bauer Tatyana Vladimirovna - junior researcher, FSAEI HE «Southern Federal University» (Rostov-on-Don, Russia). Phone: +7-989-502-25-26. E-mail: bauertatyana@mail.ru.
Burachevskaya Marina Viktorovna - Candidate of Biological Sciences, researcher, FSAEI HE «Southern Federal University» (Rostov-on-Don, Russia). Phone: +7-989-722-52-53. E-mail: marina.0911@mail.ru.
