Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды

Актуальные публикации по вопросам экологии и природопользования.

NEW ЭКОЛОГИЯ

Все свежие публикации

Меню для авторов

ЭКОЛОГИЯ: экспорт материалов
Скачать бесплатно! Научная работа на тему Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды. Аудитория: ученые, педагоги, деятели науки, работники образования, студенты (18-50). Minsk, Belarus. Research paper. Agreement.

Полезные ссылки

BIBLIOTEKA.BY Беларусь глазами птиц HIT.BY! Звёздная жизнь KAHANNE.COM Мы в Инстаграме
Система Orphus

Автор(ы):
Публикатор:

Опубликовано в библиотеке: 2010-07-08

Ключевые слова:
поверхностно-активные вещества ПАВ , детергенты, роль фильтраторов, функционирование, пресноводные и морские экосистемы, новые аспекты экологической опасности химических загрязняющих веществ, самоочищение воды, качество воды, С.А.Остроумов, загрязнение, поллютанты, гидробионты, сохранение биоразнообразия, охрана окружающей среды, экологическая безопасность источников водоснабжения, устойчивое развитие и использование водных и водно-биологических ресурсов, пеномоющие средства, review, surfactants, water quality, pollution, water treatment, self-purification, detergents, aquatic ecosystems, водоемы, водотоки, биотестирование, инновации

УДК 574.635 : 574.632.017 журнал “Водные ресурсы”
ВЛИЯНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ САМООЧИЩЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ
© 2004 С.А.Остроумов
Московский государственный университет, 119991 Москва, Ленинские горы
Аннотация: Дан обзор многолетних исследований автора по изучению биологических эффектов поверхностно-активных веществ (ПАВ), включая воздействие ПАВ и детергентов на фильтраторов. Проанализирована роль фильтраторов в функционировании пресноводных и морских экосистем. Выявлены новые аспекты оценки экологической опасности химических загрязняющих веществ, включая ПАВ и детергенты.

Исследования автора [21-38] и данные, приведенные в [5, 40, 56, 57], свидетельствуют о негативном воздействии ПАВ и ПАВ-содержащих препаратов на представителей основных функциональных блоков экосистем, включающих в себя как автотрофные [5, 38, 40], так и гетеротрофные организмы [21, 22, 27].
САМООЧИЩЕНИЕ ВОДОЕМОВ И РОЛЬ ГИДРОБИОНТОВ В ПОДДЕРЖАНИИ КАЧЕСТВА ВОДЫ
Существует несколько вариантов определения понятия "самоочищение воды". Согласно одному из них, это “весь комплекс биологических, физических и химических процессов, обусловливающих способность водоемов освобождаться от загрязнений, вносимых сточными водами и образующихся вследствие жизнедеятельности аборигенных организмов” [16], согласно другому, "самоочищение воды водоемов – очищение воды в результате естественных биологических и физико-химических процессов, трансформации органических и отчасти неорганических веществ" [46]. Важную роль в понимании процессов самоочищения играют результаты ряда исследований [7, 13].
После прохождения загрязненных вод через очистные сооружения далеко не всегда достигается полная их очистка. Таким образом, важнейшая функция природных экосистем - окончательная очистка вод.
Процессы самоочищения водных экосистем важны не только с точки зрения поддержания качества воды как ресурса для водопотребления, но и с точки зрения поддержания нормальных местообитаний, необходимых для сохранения биоразнообразия.
Участие гидробионтов в процессах поддержания качества воды и ее очищения
Очищение водной среды включает в себя:
(1) физические и физико-химические процессы [ 27], в том растворение и разбавление; вынос загрязняющих веществ (ЗВ) на берег и в сопредельные водоемы; сорбцию ЗВ взвешенными частицами с последующей седиментацией; сорбцию ЗВ донными осадками; испарение ЗВ;
(2) химические процессы [42], в том числе гидролиз ЗВ; фотохимические превращения; редокс-каталитические превращения; превращения с участием свободных радикалов; связывание ЗВ растворенными органическими веществами (РОВ), ведущее к уменьшению токсичности ЗВ; химическое окисление ЗВ с участием кислорода;
(3) биологические процессы [3, 7, 10, 13, 19, 39, 44, 50]), в том числе сорбцию и накопление гидробионтами ЗВ и биогенов; биотрансформацию (редокс-реакции, разрушение, конъюгация); минерализацию органического вещества; внеклеточную ферментативную трансформацию ЗВ; удаление взвешенных частиц и ЗВ из столба воды в результате фильтрации воды гидробионтами; удаление ЗВ из столба воды в результате сорбции пеллетами, экскретируемыми гидробионтами; поглощение бентосом биогенов, ведущее к предотвращению или замедлению выхода биогенов и ЗВ из донных осадков в воду; биотрансформацию и сорбцию ЗВ в почве - при поливе земель загрязненными водами; регуляторные воздействия на другие компоненты системы самоочищения воды, в том числе на организмы (перечень неполон; явления взаимосвязаны и отдельные процессы могут быть выделены только условно в целях анализа и изучения).
Важная дополнительная информация об упомянутых выше процессах приведена в [ 14, 56].
В процессах, которые формально относятся к физическим или химическим, на самом деле существенную роль играют биологические факторы [22-24, 27].
Автором выдвинута концепция, согласно которой водная экосистема - аналог крупномасштабного диверсифицированного биореактора с функцией очищения воды [25], а также сформулирована концепция полифункциональной роли гидробионтов (и водной биоты в целом) в очищении воды водных экосистем [53].
В самоочищении участвуют практически все группы гидробионтов, включая микроорганизмов. Роль микроорганизмов детально анализировали [56].
Скорости распада ЗВ формируются с участием практически всех компонентов экосистемы и рассматриваются в качестве одной из ее интегральной характеристик (обзор см. в [27]).
В некоторых работах вклад гидробионтов в самоочищение рассматривается как некий постоянный фактор, не зависящий от вредного воздействия на организмы веществ, загрязняющих экосистему [49]. Однако биологические факторы самоочищения в экосистемах в современных условиях находятся под влиянием многих обстоятельств, в том числе загрязнения водной среды.
Опыты по характеристике биологических эффектов анионных ПАВ (АПАВ), неионных ПАВ (НПАВ), катионных ПАВ (КПАВ) и смесевых препаратов (пеномоющих средств, ПМС), выявляемых при их воздействии на гидробионтов [27] были нами проведены с использованием организмов, участвующих в процессах самоочищения водоемов [22-24, 39].
При определенных условиях СПАВ и другие поллютанты оказывают различные воздействия на гидробионтов (ведут к ингибированию роста, изменению поведения и т.д.), что может сказываться на процессах очищения воды. С этой точки зрения важны и планктонные, и бентосные организмы.
Один из важных факторов самоочищения водных экосистем – функциональная активность планктонных организмов. Бактерио-, фито- и зоопланктон участвуют во многих процессах, ведущих к очищению воды (перечислены выше).
Фильтрационная активность планктона исследовалась и оценивалась многими авторами [10, 44]. В частности, было установлено, что коловратки могут профильтровывать тот объем воды, где они находятся, до 7.7 раз в сутки (обзор см. в [27 ]).
Планктон - объект прямого и косвенного воздействия ЗВ. Прямое воздействие поллютантов на фитопланктон было рассмотрено в [5, 55] и во многих других работах. Автором выявлено и исследовано воздействие ПАВ на S. quadricauda (воздействие додецилсульфата натрия, ДСН), M. lutheri (эффект КПАВ этония) [38], морские цианобактерии Synechococcus (эффект НПАВ ТХ-100) [45], на эвглену E. gracilis (воздействие синтетического моющего средства СМС "Био-С", "Кристалл") [6], Dunaliella asymmetrica (воздействие сульфонола), на морских диатомовых Talassiosira pseudonana (эффект НПАВ ТХ100) [27].
Косвенно воздействовать на фитопланктон загрязняющие веществе могут, так как его численность зависит от многих абиотических и биотических факторов, в том числе от скорости выедания беспозвоночными-фильтраторами [8, 10], в частности бентосными фильтраторами [3, 7, 19].
Роль бентосных фильтраторов в формировании качества воды и ее очищении
Бентосные фильтраторы оказывают кондиционирующее воздействие на качество воды, извлекая из нее взвеси различной природы. Усвояемость корма бентосными фильтраторами варьирует в широких пределах, составляя для некоторых пресноводных моллюсков около 40-47% [19]. Остальная часть отфильтрованного органического материала экскретируется и в виде пеллет поступает в донные отложения, что делает фильтраторов участниками значительных беогеохимических потоков, связанных с извлечением взвешенного вещества из воды.
Установлено, что дрейссены в западной части оз. Эри (до 50 тыс экз. на 1 м2) потребляли в сутки в 2-4 раза больше фитопланктона, чем его наблюдаемая биомасса на 1 м2 (см. обзор [ 27]). Моллюски оз. Красного (Unio tumidus, U. pictorum, Anodonta complanata) отфильтровывают летом 123-174 г взвешенного ОВ в слое воды над 1 м2 дна (см. обзор [27]). В оз. Байкал слой воды высотой 12 м профильтровывается губками приблизительно за 1.2 дня (см. обзор [27] ). Моллюски Днепровско-Бугского лимана (Черное море) профильтровывают объем лимана за вегетационный сезон > 16 раз [3]). Суммарная фильтрация воды макробеспозвоночными (моллюски, асцидии, полихеты) составляет обычно 1-10 м3 / (м2 •день) [ 27].
Бентосные фильтраторы могут вносить вклад в регулирование процессов, связанных с эвтрофированием водоемов и массовым цветением токсичных видов планктона [ 27].
Фильтрация воды в экосистеме важна для самоочищения водоема и регулировании процессов, участвующих в нем, что проявляется в следующем:
1) Вместе со взвесями седиментируются адсорбированные и поглощенные ими поллютанты.
2) Уменьшается мутность воды, улучшаются условия для проникновения видимого света и ультрафиолета (УФ) и вызываемых ими воздействий на гидробионтов и ОВ.
3) Уменьшается содержание тонкодисперсных взвесей в воде, что благоприятно для повышения рыбохозяйственной ценности водоемов. В противном случае, при повышении содержания взвесей в воде снижается скорость фильтрации всех изученных биофильтраторов [3 , 44].
4) Усиливается перемешивание воды, которое сказывается на аэрации воды, на фито- и зоопланктоне; в постоянно перемешиваемом резервуаре наблюдаются более высокие концентрации фитопланктона, снижение концентрации биогенов и зоопланктона.
5) Улучшается аэрация воды и условия для потребления кислорода, что способствует окислению ОВ.
6) Регулируется видовой состав и обилие конкретных видов альгобактериального сообщества, от которого в свою очередь зависит скорость генерации и разрушения перекиси водорода и скорость свободнорадикального самоочищения.
7) Экскретируются компоненты РОВ.
8) Благодаря усвоению бентосными биофильтраторами фито- и бактериопланктона, экскреции биофильтраторами пеллет фекалий и псевдофекалий ускоряется седиментация ОВ.
9) Активный рост и функциональная активность моллюсков-биофильтраторов способствует развитию и функционированию гетеротрофных бактерий в нижерасположенной зоне экосистемы [22-24, 27].
Вышесказанное имеет экологическое значение. Так, формирование определенной прозрачности воды важно для проникновения УФ-радиации и реализации биологических эффектов УФ-радиации в водоемах. Уменьшение количества взвесей необходимо, поскольку взвеси негативно действуют на многих гидробионтов [3, 9, 17, 44, 57]. Избыток взвеси в воде может увеличивать токсичность ЗВ.
Воздействие загрязняющих веществ на фильтраторов
Результаты опытов автора показали ингибирование фильтрационной активности гидробионтов при воздействии АПАВ , НПАВ, КПАВ, СМС, ПМС и жидких моющих средств (ЖМС) [ 27].
Поллютанты (в частности АПАВ, НПАВ и КПАВ) воздействуют на скорость фильтрации воды и тем самым на скорость изъятия клеток фитопланктона из экосистемы. СПАВ способны ингибировать фильтрацию воды M. edulis, M. galloprovincialis, C. gigas, U. tumidus и U. pictorum [ 27, 28, 37, 50-54]. Показана статистическая значимость эффектов СПАВ [24, 27].
Результаты данных опытов согласуются с полученными при изучении воздействия иных ЗВ на другие виды моллюсков [17]. Различные ЗВ вызывают увеличение пребывания моллюсков с сомкнутыми створками - (см. обзор [47] ). В опытах автора также наблюдалось смыкание створок M. edulis при концентрации ПАВ ДСН 20 мг/л. Эта концентрация
значительно выше, чем те концентрации (1-2 мг/л), которых было достаточно для ингибирования скорость фильтрации.
Подавление биофильтрации воды двустворчатыми моллюсками под воздействием ЗВ показано и другими авторами [17].
Загрязнение среды приводит к тому, что организмы-фильтраторы выпадают из состава макрозообентоса на загрязненных участках рек и водохранилищ [27], что в конечном счете снижает фильтрационную активность бентического сообщества.
В водных экосистемах верхней Волги с неудовлетворительным экологическим состоянием (сильное токсическое загрязнение или высокая нагрузка ОВ на водоем) в составе зооперифитона практически отсутствуют фильтраторы (моллюски, мшанки, губки) [41]. Биомасса фильтраторов резко снижалась в водоемах Фенноскандии при повышении концентрации фосфора (Робщ ) в воде, снижении рН, и токсификации (вблизи источников загрязнения тяжелыми металлами) [48].
Есть сведения о воздействии ЗВ на фильтрационную активность планктона [15, 27, 48]. Скорости фильтрации воды и питания пресноводного ракообразного Daphnia magna клетками Chlamydomonas reinhardii были чувствительны к пиретроиду фенвалерату (см. обзор [27). Изменение скорости питания дафний (Daphnia magna) клетками хлореллы при воздействии гербицида сатурна (0.001 - 0.1 мг/л), инсектицидов ДДТ (0.1 - 1 мг/л) и метафоса (2 мг/л), а также при действии сульфата меди показано с использованием метода замедленной флуоресценции [15].
СПАВ ТДТМА ингибировал фильтрационную активность коловраток двух видов, Brachionus angularis и Brachionus plicatilis [11].
На фильтрационную активность гидробионтов может оказать воздействие поступление в водную среду биогенных веществ, содержащих N и P. Последние стимулируют развитие и увеличение биомассы фитопланктона. Для нескольких групп организмов-фильтраторов установлено, что увеличение концентрации пищевых частиц (например, концентрации клеток фито- и бактериопланктона) вызывает снижение скорости фильтрации [3, 44].
Механизмы самоочищения воды, как отмечалось, включают в себя процессы, которые проходят при участии гетеротрофных бактерий, цианобактерий, водорослей, жгутиковых, планктонных и бентических биофильтраторов. Изменения численности, скоростей роста и питания гидробионтов [19] и скоростей выделения ими пеллет фекалий и псевдофекалий [27], а также изменение соотношения видов в составе водных биоценозов при воздействии СПАВ не могут оставаться без последствий для процессов самоочищения. Для последних важны трофическая активность [19] и двустворчатых, и легочных моллюсков, которые образуют значительное количество пеллет, под действием гравитации быстро оседающих на дно, благодаря чему вносится вклад в изъятие из пелагиали органического вещества потребляемых в качестве пищи организмов. Доказано увеличение скорости оседания пеллет по сравнению со скоростью седиментации отдельных клеток фитопланктона и их фрагментов [14].
Факт дифференциальной биологической активности антропогенных веществ по отношению к организмам различных экологических групп особенно существен при комплексном загрязнении водной среды [46], в том числе при загрязнении СМС, когда в воду вместе со СПАВами поступает и фосфор. В определенных условиях СМС (содержащие ПАВ и соединения P) могут стимулировать рост водорослей. Например, СМС Tide-Lemon в концентрации 1-100 мг/л стимулировал рост Synechocystis sp. PCC 6803 [12]. Аналогичные данные независимо получены для некоторых морских микроводорослей [1]. Потенциально опасна ситуация, когда рост фитопланктонных организмов стимулируется (благодаря поступлению P), а фильтрационная активность, ведущая к изъятию фитопланктона из водного столба, ингибируется (под действием ПАВ). Стабильная численность водорослей возможна лишь при балансе факторов, ведущих к увеличению численности, и факторов, вызывающих снижение последней (к числу таких факторов относится выедание водорослей консументами, включая бентосные фильтраторы). поэтому при одновременном поступлении в воду и ПАВ, и P возникает опасность дисбаланса между процессами, определяющими состояние фитопланктона в загрязняемом водоеме [29], что будет благоприятствовать цветению водорослей.
Учитывая разнообразие биологических эффектов, оказываемых СПАВ при их воздействии на представителей всех основных групп гидробионтов, приходим к пониманию того, что водная биота (включая и микро-, и макроорганизмы) является лабильным и уязвимым компонентом в системе самоочищения воды, причем одним из уязвимых звеньев оказываются двустворчатые моллюски, фильтрующие воду [34-37, 50-54].

ОЧИЩЕНИЕ ВОДЫ И НЕКОТОРЫЕ ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ
Известны многие способы использования организмов в схемах биотехнологической очистки загрязненных вод [ 43] и экосистем или их компонентов.
Важна информация о пределах толерантности гидробионтов ко всем основным ЗВ, включая СПАВ. Существуют нормативы максимального содержания СПАВ в водах, поступающих на очистные сооружения (20 - 50 мг/л) [43]. Эти нормативы относятся к СПАВ вообще, без дифференциации на отдельные компоненты или классы СПАВ.
В опытах автора использовались различные тест-объекты для тестирования биологической активности СПАВ. С использованием в качестве биотеста покрытосеменных растений выявлен порядок представителей различных классов СПАВ в ряду повышения проявляемой ими биологической активности. Так, по нарастанию степени ингибирующего действия на F. esculentum, различные СПАВ располагаются в такой последовательности: полимерный ПАВ СГМА (сополимер гексена и малеинового альдегида) < АПАВ ДСН; пеномоющее средство (ПМС “Вильва”) < НПАВ ТХ-100 < КПАВ ТДТМА.
Следовательно, необходимо учитывать гетерогенность СПАВ в дальнейшей работе по нормировке химического состава вод, поступающих на биологическую очистку. На практике ситуация еще более обостряется тем, что содержание СПАВ в сточных водах часто превышает указанные выше допустимые нормативы и может достигать 30 г/л. Роль СПАВ усиливается также тем, что эффективность очистки от них в среднем составляет 48-80%, а зимой - лишь 20% [4]; отдельные виды СПАВ (например, НПАВ из класса производных алкилфенолов) относятся к трудноразлагаемым ксенобиотикам и процент очистки вод от них еще ниже.
В условиях значительного дефицита водных ресурсов в ряде регионов проводится или планируется полив загрязненными водами участков почвы. При поливе водами, содержащими СПАВ, происходит накопление их и в почвах, и в растениях (см. обзор [ 27]). Автор провел эксперименты по воздействию СПАВ на несколько видов растений, в том числе: Sinapis alba L., Fagopyrum esculentum Moench, Lepidium sativum L., Oryza sativa L., Camelina sativa (L.) Crantz, Triticum aestivum L. и др. Результаты этих опытов свидетельствуют о том, что СПАВ в концентрациях, значительно меньших, чем максимальные в сточных водах, ингибируют скорость удлинения проростков растений [21, 27]. При концентрациях ниже тех, которые вызывали заметное ингибирование удлинения проростков, СПАВ нарушали образование корневых волосков ризодермой растений [24, 27]. Это не может не сказываться на экологических взаимодействиях в системе растение-почва. В этой связи интересны результаты опытов, свидетельствующие о снижении численности цианобактерий (включая азотфиксирующие) в почве при воздействии водных растворов СПАВ [27]. Таким образом, результаты проведенных исследований воздействия СПАВ на растения и почвенные цианобактерии существенно дополняют опубликованные данные и указывают на возможность нарушения структурно-функциональных параметров экосистем, что не может не сказываться на их водоочистительном потенциале и на экологической емкости сельскохозяйственных земель в плане их способности служить для утилизации загрязненных вод.
Для практического решения проблем очистки, восстановления и оздоровления уже загрязненных природных водных экосистем большое значение приобретают подходы, связанные с био- и фиторемедиацией.
Существуют многочисленные биотехнологические схемы очистки загрязненных вод с использованием тех или иных организмов, в частности иммобилизованных микроорганизмов [27, 43], плавающих или частично погруженных макрофитов. Разрушать ЗВ с помощью искусственных экосистем и фиторемедиации значительно дешевле (operating cost - дешевле не менее, чем на 30-36%), чем другими методами устранения (деструкции) ксенобиотиков [ 27].
Полученная новая информация о чувствительности и толерантности ряда видов растений к СПАВ может быть полезной для работы по фиторемедиации загрязненных вод и экосистем.
ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОБИОНТОВ
Многообразие и экологическая важность биологических эффектов СПАВ, в том числе сублетальных, позволяет выявить недостаточную адекватность некоторых из существующих систем критериев для оценки экологической опасности химических веществ.
Объективная оценка экологической опасности веществ обязательно должна включать оценку сублетальных эффектов [47] и воздействия веществ на способность экосистем к самоочищению [22-35, 46], причем последнее должно пониматься шире, чем процессы, осуществляемые микроорганизмами.
Необходима более широкая система критериев, учитывающая многообразные [18, 20-22, 45-48, 55, 57], в том числе сублетальные эффекты загрязняющих веществ. С учетом полученных результатов, автор полагает целесообразным предложить для рассмотрения и возможного использования четырехзвенную концепцию системного уровне-блочного анализа потенциальной экологической опасности антропогенных воздействий на биоту, которая включает необходимость анализа антропогенных нарушений: (1) на уровне индивидуальных и популяционных изменений, (2) на уровне агрегированных параметров (например, таких, как совокупные характеристики суммарной продуктивности и биомассы групп организмов), (3) на уровне целостности и устойчивости экосистемы, (4) на уровне вклада экосистемы в биосферные процессы. Обоснование и разработка положений, важных для этой концепции, содержатся в [22-39, 50-54]. Использование этой концепции как основы для классификационной схемы позволяет внести дополнительную систематизацию и упорядоченность в анализ многообразия фактических сведений об антропогенных воздействиях на организмы.
Данная концепция может быть использована при решении задач, связанных с определением конкретных численных значений критических (экологически допустимых) нагрузок на экосистемы – т.е. при количественном определении "поступления в среду обитания одного или нескольких загрязняющих веществ, которые не оказывают вредного воздействия на наиболее чувствительные компоненты экосистем (на современном уровне знаний)" [18] . В рамках последней группы задач концепция уровне-блочного анализа может быть применена на этапе, обозначенном как "диагностика состояния экосистем и обоснование наиболее информативных критериев состояния организмов, популяций и сообществ", и при окончательном определении "критических (допустимых) нагрузок, т.е. объемов поступления загрязнений в водные объекты" [18]. Полученные результаты и разработанные положения могут быть использованы при совершенствовании системы оценки потенциальной опасности химических веществ [46], при экологическом мониторинге и прогнозировании, для целей экологической экспертизы. Обнаруженная в нашей работе сравнительно высокая толерантность покрытосеменных растений к СПАВ может быть использована при фиторемедиации [24].
НА ПУТИ К НОВЫМ МЕТОДИЧЕСКИМ ПОДХОДАМ, КОНЦЕПЦИЯМ И ОБОБЩЕНИЯМ
С учетом полученных результатов развивается положение о том, что водная биота как блок экосистемы (включая не только микробиоту, но и макробиоту) является лабильным и уязвимым звеном системы самоочищения воды [23]. Предотвращение антропогенного снижения самоочистительного потенциала водных экосистем является необходимым условием устойчивого неистощительного использования ресурсов водных экосистем.
Некоторые из описанных или количественно охарактеризованных нами выше биологических эффектов относятся к сублетальным, субтоксическим эффектам; некоторые эффекты связаны с изменением поведения. Полученные результаты показывают потенциальную экологическую опасность сублетальных концентраций СПАВ и связанных с ними физиологических и поведенческих реакций организмов на антропогенные воздействия, что согласуется с результатами изучения других ксенобиотиков [46, 47].
Ряд исследованных автором и апробированных на СПАВ методов оценки биологической активности веществ являются альтернативными по отношению к наиболее часто применяемым методам биотестирования токсичных веществ на животных (тестирование на проростках, тестирование на основе характеристики функциональной активности фильтраторов – подробное изложение модифицированной и апробированной нами методики (см. [33]) и некоторые из них ранее практически не использовались (тестирование всех классов ПАВ на проростках, тестирование НПАВ, КПАВ и СМС на моллюсках) для характеристики того круга веществ, для которых мы их применили, а также некоторых других веществ. Усовершенствованы и разработаны новые методические приемы для биотестирования (морфогенетический показатель, характеризующий условную среднюю длину, тестирование с использованием реакции нарушения ризодермы, конкретные модификации измерения воздействий на эффективность фильтрационной активности). Тем самым расширена апробация методического арсенала для оценки биоактивности химических веществ указанных классов.
Необходим такой подход к оценке экологической опасности веществ, который учитывал бы разнообразие вызываемых ими биоэффектов. Наряду с традиционной оценкой на основе смертности за определенный период времени, которая является необходимым компонентом общей экологической опасности веществ [46], полезными являются и подходы, основанные на регистрации других типов воздействий на организмы [22, 26, 27, 33, 47]. На примере неодинакового воздействия ПАВ ТХ100 на представителей смежных звеньев трофической цепи - планктона (Synechococcus sp., Hyphomonas sp.) и бентосных фильтраторов (Mytilus edulis, M. galloprovincialis, Crassostrea gigas, Unio sp.) выявлена потенциальная опасность антропогенного индуцирования экологических дисбалансов [29]. ПАВ оказывали воздействие и на планктонные организмы, и на потребляющие их в качестве пищевого ресурса бентосные фильтраторы. Фильтрационная активность последних оказалась более чувствительной к ПАВ, чем рост планктонных организмов: при относительно малых концентрациях ПАВ эффективность фильтрационной активности моллюсков существенно снижалась. Итоги опытов свидетельствуют о потенциальной опасности ситуации, когда снижение изъятия консументами планктонных организмов из воды не компенсируется адекватным снижением роста последних. Более того, в определенных условиях ПАВ-содержащие вещества (СМС) могут стимулировать рост водорослей [1, 12]. Таким образом, неодинаковое воздействие загрязняющего вещества на организмы соседних трофических уровней может порождать потенциальную опасность дисбаланса в трофических цепях [29-32].
ПРИРОДООХРАННЫЕ ПРИОРИТЕТЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ, РЕШЕНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ
Необходим пересмотр той системы приоритетов, на основе которой решается вопрос о ранжировании веществ по степени экологической опасности, и создания более адекватной системы классификации веществ по степени их опасности. Предлагается использовать подходы, анализирующие потенциальную опасность, создаваемую загрязняющими веществами для процессов самоочищения экосистем, переноса вещества и энергии по трофической сети, динамического баланса между взаимодействующими видами, информационных потоков в экосистеме и между экосистемами. На основе установленных биологических эффектов ксенобиотиков показана приложимость обобщенной четырехзвенной концепции уровне-блочного анализа потенциальной экологической опасности антропогенных воздействий на экосистемы [22-24].
Недооценка сублетальных эффектов и дифференциальной биологической активности ксенобиотиков (на примере СПАВ), связанной с их воздействием на разные виды, может оказаться источником возможных ошибок при прогнозировании последствий действия антропогенного стресса на экосистемы. Отсюда вытекают предложения к планированию работ по изучению гидробиологических аспектов глобальных изменений, а именно экологических механизмов биогеохимических потоков углерода [14, 56], поглощения и удержания водными экосистемами СО2 и Сорг .
Автором отмечалось, что СПАВ в определенных ситуациях являются более опасными загрязнителями окружающей среды, чем полагали ранее [21]. Поступление СПАВ в окружающую среды значительно [27] и продолжает ежегодно нарастать (в зависимости от класса ПАВ), приблизительно на 2-5%. Спектр биологических эффектов, вызываемых ПАВ, широк и охватывает практически все основные блоки и трофические уровни в водных экосистемах [27, 38]. Он включает в себя и нарушения поведения организмов, и нарушения процессов, вносящих вклад в самоочищение воды. Многие СПАВ крайне медленно разрушаются в результате микробиального окисления и биодеградации [43, 55]. Не только сами СПАВ, но и продукты их биодеградации, как установлено на примере НПАВ (такие вещества, как алкилфенолы и их производные), обладают персистентностью, высокими коэффициентами биоаккумуляции и оказывают, наряду с другими негативными воздействиями на биоту, эстрогенный эффект [ 27 ]. Все это указывает, что СПАВ в определенных ситуациях могут быть более опасными загрязнителями среды, чем полагали ранее, что необходимо учитывать при совершенствовании и изменении системы природоохранных приоритетов.
В наших публикациях выявлено существование новых конкретных видов опасности химического загрязнения среды: разобщения пелагиально-бентального (пелагиально-бентического) сопряжения в водных экосистемах [34], нарушения экологической ремедиации (экологической репарации) качества воды в водоемах [35], синэкологического суммирования воздействий на разные трофические уровни экосистемы [30, 31], усиления эвтрофирования в результате снижения регуляторного потенциала консументов [32].
Новые результаты делают необходимым предложение более адекватно интерпретировать некоторые положения в области экологического права. Так, используемое в экологическом праве понятие экологического вреда или ущерба окружающей среде, экосистемам и живым ресурсам не будет интерпретироваться достаточно полно, если не включать в него, наряду с другими видами вреда, нарушение способности организмов и экосистем к самоочищению воды, в том числе нарушение способности к фильтрации воды с нормальной скоростью. Примерами законов, для интерпретации и исполнения которых необходима максимально точная трактовка понятия экологического вреда или ущерба экосистемам и живым ресурсам, являются Федеральные законы “Об экологической экспертизе”, “О животном мире”, “О континентальном шельфе Российской Федерации”.
Обращалось внимание на роль химических и биохимических факторов в стабилизации и дестабилизации экологического равновесия [20]. Исследования биологических эффектов СПАВ, в том числе на процессы, важные для самоочищения воды и поддержания стабильности водных экосистем, дают новый материал для анализа антропогенной дестабилизации экологического равновесия.
Область возможного приложения полученных результатов и разработанных на их основе положений включает диагностику состояния экосистем, определение критических (допустимых) нагрузок, экологическую экспертизу, мониторинг и прогнозирование, что необходимо для устойчивого использования биоресурсов и устойчивого развития [ 27, 32]. Материалы этой работы могут использоваться также при научном обеспечении и обосновании профилактики чрезвычайных ситуаций, связанных с массированным загрязнением среды.
Полученные факты и разработанные положения [51] свидетельствуют о необходимости увеличить внимание к потенциальной экологической опасности и ущербу окружающей среде вследствие нерационального использования СПАВ и загрязнения ими водоемов, усилить меры по контролю и снижению этого вида загрязнения, повысить ранг СПАВ в системе природоохранных приоритетов.
Выявленная уязвимость гидробионтов-фильтраторов к сублетальным концентрациям загрязняющих веществ, в том числе СПАВ, подчеркивает важность сохранения нормального уровня функциональной активности этой группы гидробионтов в водных экосистемах, находящихся в условиях антропогенного стресса. Одной из необходимых предпосылок поддержания качества воды [24, 37], сохранения местообитаний гидробионтов, а следовательно, для сохранения биоразнообразия всех обитателей водной среды в целом, является обеспечение условий для нормального, достаточно высокого уровня функциональной активности того блока водной экосистемы, который представлен фильтраторами. Сохранение фильтрационной активности популяций фильтраторов должно быть одной из задач природоохранного режима водоемов и акваторий в заповедниках и заказниках, в том числе в специальных гидробиологических и малакологических заповедниках и заказниках и иных типах охраняемых территорий и акваторий [36].
Итоги и выводы
1. На автотрофных и гетеротрофных гидробионтах и других организмах установлены и охарактеризованы биологические эффекты при воздействии водной среды, содержащей СПАВ: ингибирование роста диатомовых Thalassiosira pseudonana (Hustedt) Hasle et Heimdal, эвгленовых, нарушение роста и развития покрытосеменных растений, в том числе ингибирование удлинения проростков растений (Sinapis alba L., Fagopyrum esculentum Moench, Lepidium sativum L., Oryza sativa L. и др.) и роста водных макрофитов (Pistia stratiotes L.). Обнаружено нарушение морфогенетических процессов в ризодерме, ведущих к образованию корневых волосков; установлено ингибирование роста морских бактерий (простекобактерий Hyphomonas sp.), изменение поведения аннелид Hirudo medicinalis L. и др. эффекты.
Экспериментально установлено неизвестное ранее свойство ионных и неионных СПАВ и СПАВ-содержащих смесевых препаратов снижать фильтрационную активность моллюсков, проявляющееся при воздействии растворенных в воде CПАВ и СПАВ-содержащих препаратов на организм моллюсков, что обусловливает снижение скорости наблюдаемого изъятия моллюсками из воды взвеси одноклеточных организмов в процессе фильтрации ими воды [22-37, 50]. Это свойство доказано автором в серии экспериментов с морскими и пресноводными моллюсками, на которых воздействовали растворенными в воде СПАВ (АПАВ, НПАВ, КПАВ), а именно при изучении действия СПАВ на активность морских и пресноводных моллюсков (Mytilus edulis L.; M. galloprovincialis Lamarck; Crassostrea gigas Thunberg; Unio tumidus Philipsson; U. pictorum L.) [22-37, 50-54].
3. Для оценки потенциальной экологической опасности СПАВ и других веществ для гидробионтов предложен концептуальный подход, основанный на структурированной системе анализа потенциальной опасности веществ, которая включает оценку опасности нарушений водной биоты на четырех уровнях: (1) на уровне индивидуальных и популяционных изменений, (2) на уровне агрегированных параметров, (3) на уровне целостности и устойчивости экосистемы, (4) на уровне вклада экосистемы в биосферные процессы [48].
4. Рекомендуется дополнить систему приоритетных объектов и показателей для биотестирования (предлагается включить фильтрационную активность двустворчатых моллюсков и др.) и усовершенствовать систему приоритетности контаминантов (предлагается повысить ранг приоритетности СПАВ).
5. Рекомендуется использовать для оценки биологической активности химических веществ усовершенствованный вариант методики биотестирования с использованием предложенного и апробированного нового морфогенетического показателя, который интегрирует информацию о прорастании (всхожести) семян и скорости удлинения проростков (интегральный морфогенетический показатель - условная средняя длина проростков, УСД). Разработан новый метод биотестирования на основе впервые обнаруженного эффекта ингибирования образования корневых волосков.
7. Экспериментально обосновано положение о потенциальной экологической значимости эффектов, вызываемых воздействием СПАВ на гидробионтов, и связи этих эффектов с опасностью антропогенных воздействий на процессы самоочищения воды. Поэтому сохранение самоочистительного потенциала водоемов невозможно без дополнительных усилий по снижению ущерба гидробионтам и экосистемам вследствие загрязнения водоемов СПАВ и СПАВ-содержащими смесевыми препаратами. Предлагается учесть это положение при формулировке гидробиологических приоритетов для устойчивого развития, экологической экспертизы, сохранения биоразнообразия и использования биоресурсов. Можно предсказать, что в дальнейшем будут выявлены новые примеры аналогичных описанным воздействий СПАВ, СПАВ-содержащих препаратов и других химических веществ на организмы.
8. Между поддержанием качества воды и сохранением биоразнообразия в водоемах существует двусторонняя причинно-следственная связь. Изучение фильтрационной активности гидробионтов как лабильной функции водных организмов дает новые указания на то, что одной из важнейших предпосылок поддержания качества воды является сохранение биоразнообразия гидробионтов и функциональной активности их популяций [37].
Положения, обобщения и рекомендации, сформулированные в данной статье, в основной своей части приложимы и к пресноводным, и к морским экосистемам.
Автор благодарит Т.И.Моисеенко, Е.В.Веницианова, А.Г.Кочаряна, Б.М.Долгоносова за обсуждение вопросов, связанных с качеством воды, Г.Е.Шульмана, Дж. Виддоуса (J.Widdows), Е.Ф.Жукову за помощь, Open Society Institute, MacArthur foundation, EERO, Plymouth Marine Laboratory, ИнБЮМ НАНУ за содействие и поддержку при выполнении некоторых из этапов этого исследования.






Литература

1. Айздайчер Н.А., Малынова С.И., Христофорова Н.К. Влияние детергентов на рост микроводорослей // Биология моря. 1999. Т.25. С. 234-238.
2. Алексеенко Т.Л., Александрова Н.Г. Роль двустворчатых моллюсков в минерализации и седиментации органического вещества Днепровско-Бугского лимана // Гидробиол. журн. 1995. Т. 31. № 2. С. 17-22.
3. Алимов А. Ф. Функциональная экология пресноводных двустворчатых моллюсков. Л.: Наука, 1981. 248 с.
4. Бойченко В.К., Григорьев В.Т. К методике расчета поступления СПАВ в Иваньковское водохранилище // Вод. ресурсы. 1991. № 1. C. 78-87.
5. Брагинский Л.П., Величко И.М., Щербань Э.П. Пресноводный планктон в токсической среде. Киев: Наук. думка, 1987. 179 с.
6. Вастернак К., Остроумов С.А. Воздействие загрязнения водной среды СМС Био-С на эвглену//Гидробиологический журнал. 1990. Т. 26. № 6. С. 78-79.
7. Винберг Г.Г. Бентос Учинского водохранилища. М.: Наука, 1980. 252 с.
8. Виноградов М.Е., Шушкина Э.А. Функционирование планктонных сообществ эпипелагиали океана. М.: Наука, 1987. 240 с.
9. Горбунова А.В. 1988. Воздействие взвешенных веществ на планктонных фильтраторов // Сб. научн. тр. Гос. НИИ озерного и речного рыбного х-ва. 1988. № 288. C. 69-70.
10. Гутельмахер Б.Л. Метаболизм планктона как единого целого. Л.: Наука, 1986. 156 с.
11. Карташева Н.В., Остроумов С. А. Изучение способности ПАВ ингибировать фильтрационную активность коловраток // Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия. М.: Московск. гос. технол. академия, 2000. С.245-247.
12. Колотилова Н.Н., Остроумов С.А. Рост при воздействии ПАВ-содержащего препарата // Проблемы экологии и физиологии организмов. М.: Диалог-МГУ. 2000. С. 66.
13. Константинов А.С. Гидробиология. М.: Высшая школа. 1979. 480 с.
14. Лисицын А.П. 2001. Потоки вещества и энергии во внешних и внутренних сферах Земли // Глобальные изменения природной среды –2001 / Ред. Добрецов Н.Л., Коваленко В.И. Новосибирск. Гео. С.163- 248.
15. Маторин Д.Н., Вавилин Д.В., Попов И.В., Венедиктов П.С. Метод биотестирования природных вод с применением регистрации замедленной флуоресценции микроводорослей // Методы биотестирования качества водной среды / Ред. Филенко О.Ф. М.: Изд-во МГУ, 1989. С. 10-20.
16. Метелев В.В., Канаев А.И., Дзасохова Н.Г. Водная токсикология. М.: Колос, 1971 248 с.
17. Митин А.В. Влияние некоторых факторов среды на водоосветляющую активность двустворчатых моллюсков. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М.: МГУ, 1984. 22 с.
18. Моисеенко Т.И. Методология и методы определения критических нагрузок (применительно к поверхностным водам Кольской Субарктики) // Изв. АН. Серия геогр. 1999. № 6. С. 68-78.
19. Монаков А.В. Питание пресноводных беспозвоночных. М.: ИПЭЭ, 1998.322 с.
20. С.A.Oстроумов. Введение в биохимическую экологию. М.: Изд-во МГУ, 1986. 176 с.
21. Остроумов С.А. Биологическая активность вод, содержащих ПАВ // Химия и технология воды. 1991.Т.13. № 3. С. 270-283.
22. Остроумов С.А. Критерии экологической опасности антропогенных воздействий на биоту: поиски системы // Докл. РАН. 2000. Т. 371. № 6. С. 844-846.
23. Остроумов С.А. Концепция водной биоты как лабильного и уязвимого звена системы самоочищения воды // Докл. РАН. 2000. Т. 372. № 2. С. 279-282.
24. Остроумов С.А. Биологические эффекты поверхностно-активных веществ в связи с антропогенными воздействиями на биосферу. М.: МАКС-Пресс. 2000. 116 с.
25. Остроумов С.А. Водная экосистема: крупноразмерный диверсифицированный биореактор с функцией самоочищения воды // Докл. РАН, 2000. Т. 374, №3. С.427-429.
26. Остроумов С.А. Принципы анализа экологической опасности антропогенных воздействий, в том числе химического загрязнения: концепция и новые данные // Вестн. МГУ. Сер.16, Биология. 2000. №4. С. 27-33.
27. Остроумов С.А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. М.: МАКС-Пресс, 2001. 334 с.
28. Остроумов С.А. Амфифильное вещество подавляет способность моллюсков фильтровать воду и удалять из нее клетки фитопланктона // Изв. РАН. Сер. Биол. 2001. № 1. С. 108-116.
29. Остроумов С.А. Дисбаланс факторов, контролирующих численность одноклеточных планктонных организмов, при антропогенных воздействиях // ДАН. 2001. Т. 379. № 1. С. 136-138.
30. Остроумов С.А. Реагирование Unio tumidus при воздействии смесевого химического препарата и опасность синэкологического суммирования антропогенных воздействий // Докл. РАН. 2001. Т. 380. № 5. С. 714-717.
31. Остроумов С.А. Опасность двухуровневого синергизма при синэкологическом суммировании антропогенных воздействий // Докл. РАН. 2001. Т. 380. №6. С. 847-849.
32. Остроумов С.А. Синэкологические основы решения проблемы эвтрофирования // Докл. РАН. 2001. Т. 381. № 5. С.709-712.
33. Остроумов С. А. 2001. Методика биотестирования: Методика оценки потенциальной опасности химических веществ по их способности снижать фильтрационную активность гидробионтов (на примере двустворчатых моллюсков) // Ecol. Studies, Hazards, Solutions, 2001. V. 5. P. 137-138.
34. Остроумов С.А. Новый тип действия потенциально опасных веществ: разобщители пелагиально-бентального сопряжения // Докл. РАН. 2002 . Т.383. № 1. С.138-141.
35. Остроумов С.А. Идентификация нового вида опасности химических веществ: ингибирование процессов экологической ремедиации // Докл. РАН. 2002. Т. 385. № 4. С. 571-573.
36. Остроумов С.А. Система принципов для сохранения биогеоценотической функции и биоразнообразия фильтраторов // Докл. РАН. 2002 . Т. 383. № 5. С.710-713.
37. Остроумов С.А. Сохранение биоразнообразия и качество воды: роль обратных связей в экосистемах. // Докл. РАН. 2002. Т.382. № 1. С. 138-141.
38. Остроумов C.А., Максимов В.Н. Деградация водорослей при загрязнении водной среды ПАВ этонием // Экология.1988 . № 6. С. 165-168.
39. Остроумов С.А., Федоров В.Д. Основные компоненты самоочищения экосистем и возможность его нарушения в результате химического загрязнения // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 16. Биология. 1999. № 1. С. 24-32.
40. Паршикова Т.В., Веселовский В.В., Веселова Т.В., Дмитриева А.Г. Влияние поверхностно-активных веществ на функционирование фотосинтетического аппарата хлореллы // Альгология. 1994. Т.4. № 1. С. 38-46.
41. Скальская И.А., Флеров Б.А. Оценка состояния верхней Волги (территория Ярославской обл.) по зооперифитону // Экология. 1999. № 6. С. 442-448.
42. Скурлатов Ю.И. Основы управления качеством природных вод // Экологическая химия водной среды. М.: 1988. Т.1. С.230-255.
43. Ставская С.С., Удод В.М., Таранова Л.А., Кривец И.А. Микробиологическая очистка воды от поверхностно-активных веществ. Киев: Наук. думка, 1988.184 с.
44. Сущеня Л.М. Количественные закономерности питания ракообразных. Минск: Наука и техника, 1975. 208 с.
45. Уотербери Дж., Остроумов С.А. Действие неионогенного поверхностно-активного вещества на цианобактерии // Микробиология. 1994. Т. 63. Вып. 2. С. 258-262.
46. Филенко О.Ф. Водная токсикология. Черноголовка: Изд-во МГУ, 1988.156 с.
47. Флеров Б.А. Эколого-физиологические аспекты токсикологии пресноводных животных. Л.: Наука, 1989.144 с.
48. Яковлев В.А. Трофическая структура зообентоса – показатель состояния водных экосистем и качества воды // Вод. рес. 2000. Т. 27. № 2. С. 237-244.
49. Lech J., Vodicnik M. Biotransformation // Fundamentals of Aquatic Toxicology / Ed. Rand G., Petrocelli S. New York: Hemisphere Publ. Corporation. 1985. P. 526 - 557.
50. Ostroumov S.A. Biological filtering and ecological machinery for self-purification and bioremediation in aquatic ecosystems: towards a holistic view // Rivista di Biologia / Biology Forum. 1998. V.91. P. 247-258.
51. Ostroumov S.A. Synopsis of new data and concepts in aquatic and general ecology // Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2001. V. 5. P. 130-136
52. Ostroumov S.A. Inhibitory analysis of top-down control: new keys to studying eutrophication, algal blooms, and water self-purification // Hydrobiologia. 2002. V. 469. P.117-129.
53. Ostroumov S.A. Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water purification: current conceptualizations and concluding remarks // Hydrobiologia. 2002. V. 469. P. 203-204.
54. Palaski M., Booth H. Zebra mussel pseudofaeces production, degradation, and their potential for removal of PCBs from freshwater // Abstr. Pap. Present. Ann. Meet. Mich. Acad. Ferris State Univ., Ann Arbor, Mich., 1995. V.27. № 3. P.381.
55. Poremba K., Gunkel W., Lang S., Wagner F. Marine biosurfactants, III. Toxicity testing with marine microorganisms and comparison with synthetic surfactants // Z. Naturforsch. 1991. Vol. 45C. P. 210-216.
56. Wetzel R. G. Limnology: Lake and River Ecosystems. San Diego: Acad. Press, 2001. 1006 p.
57. Yamasu T., Mizofuchi S. Effects of synthetic, neutral detergent and red clay on short-term measurement of O2 production in an Okinawan reef coral // Galaxea. 1989. V. 8. № 1. P.127-142.


EFFECTS OF SYNTHETIC SURFACTANTS ON SOME HYDROBIOLOGICAL MECHANISMS OF SELF-PURIFICATION OF AQUATIC ENVIRONMENT
S.A.Ostroumov
Deaprtment of hydrobiology, Faculty of Biology, Moscow State University, Moscow

Abstract
In the paper, the review of the author's long-term studies on the biological effects of surfactants is given, including the effects of surfactants and detergents on filter-feeders. The role of filter-feeders in the functioning of freshwater and marine ecosystems is analyzed. New aspects of the assessments of the ecological hazards from chemical contaminants including surfactants and detergents are discovered.




Примечание.
После выхода этой статьи автором были опубликованы новые статьи и книги, продолжающие эту линию исследований и подтверждающие основные выводы данной статьи. Некоторые из новых публикаций приведены ниже.

1. Ostroumov S.A. Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p. Bibliogr. on pages 203-243 and 250-253. Subject Index: p.255-279. ISBN 0-8493-2526-9. ISBN 13: 9780849325267. [Electronic book text: ISBN: 6610517002; ISBN 13: 9786610517008; Publication date: 15 December 2005]; Книга отмечена Дипломом Академии проблем водохозяйственных наук (2006). http://www.deastore.com/book/biolo-eff-of-surf-ostroumov-s-a-taylor-e-francis-ltd/9780849325267.html;
http://scipeople.com/publication/67906/; The book summarizes the 20-year research done by the author and over 90 author's research publications in many Russian and international editions as well as hundreds of publications of other scientists. The book contains new detailed information on the results of the author’s studies of the biological effects of synthetic surfactants and detergents on autotrophic and heterotrophic, prokaryotic and eukaryotic organisms. The chemicals included anionic, non-ionic and cationic surfactants, as well as several types of detergents. The freshwater and marine organisms studied included bacteria and cyanobacteria, algae, flagellates, seedlings of higher plants, and invertebrates (mollusks, annelids). The results are discussed and analyzed in connection with new priorities in assessing the ecological hazards of chemical pollution and xenobiotics on the biosphere and hydrosphere, studying water purification in aquatic ecosystems, and setting priorities in the area of environmental protection. The book is of interest to the scientists who conduct research in the relevant areas of ecology, limnology, oceanography, hydrobiology, environmental sciences, water sciences, geosciences, the science of the biosphere and global change, ecotoxicology, as well as to university professors, graduate students and educators. The book is also of interest to those who are involved in environmental management and assessment, environmental law and regulation. The book is also of interest to companies that make dispersants to clean oil spills, shampoos, laundry detergents, detergents for cars, and other detergents. Опубликованные рецензии на эту книгу:
Biological Effects of Surfactants. CRC / Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006, 279 p., ISBN 0-8493-2526-9. - SciTech Book News, 2006 (March), Vol.30, No.1, p.58; [ISSN 0196-6006] http://www.booknews.com/issues/sci-0603.pdf [a mini-review of the book; publisher: Book News, Inc.; 5739 NE Sumner St.; Portland Oregon, 97218, U.S.A. Formal description of the journal: Reviews of new high-level books in all fields of science. Encompasses graduate level texts, serious scholarly treatises, and professional references; http://library.vtc.edu.hk/ejournalsearch/Detail.do?query=SciTech+Book+News];
Review of the book: Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. - Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2007. vol. 12, p.117-119 (in English).
Тодераш И.К. (акад. АН Молдовы). Новое об экологической опасности веществ, загрязняющих водную среду. Рец. на кн.: С. А. Остроумов "Биологические эффекты поверхностно-активных веществ", CRC Press. Taylor & Francis. 2006, 279 с. (Ostroumov S.A. Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p., на англ. языке). – // Известия АН Молдовы. Науки о жизни. 2007, № 2, с.169-172. Библиогр. 10 назв. [Из текста рецензии: "…Книга полезна и интересна для специалистов в области изучения токсикологии окружающей среды и оценки экологической опасности химических веществ. Изложенные в ней новые данные и сформулированные автором обобщения имеют большое теоретическое и практич. значение для выявления нов. сторон опасности химич. загрязнения среды и для разработки методологии оценки экологич. опасности химич. веществ. Книга представляет собой новый крупный шаг в познании воздействий химического загрязнения на биосферу" (с. 172)].
Рец. на кн.: С. А. Остроумов "Биологические эффекты поверхностно-активных веществ", CRC Press. Taylor & Francis. 2006, 279 с. (Ostroumov S.A. Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p., на англ. языке). - Самарская Лука. Бюллетень. - 2007. - Т. 16, № 4(22). - С. 864-867. Библиогр.10 назв.
Рец. на книгу: Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p. // Проблемы биогеохимии и геохимической экологии 2007 № 2 (4) с.108.
Review of the book: S.A.Ostroumov. Biological Effects of Surfactants. - Ecologica, 2008. т.15, No.51, p.71-72. (ISSN 0354-3285; in English);
Рец. на книгу: Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p. // Токсикологический вестник, 2009, № 2, с.40.

2. Ostroumov S.A. , J. Widdows. Inhibition of mussel suspension feeding by surfactants of three classes // Hydrobiologia. 2006. Vol. 556, No. 1. Pages: 381 – 386. 3 Tables. Bibliogr. 37 refs. [For the first time the negative effects of the three surfactants on the filtration rates by marine mussels were presented in one paper. The xenobiotics tested represented anionic, cationic and non-ionic surfactants (tetradecyltrimethylammonium bromide, TDTMA, a representative of a class of cationic surfactants; sodium dodecyl sulphate, SDS, a representative of anionic alkyl sulfates; and Triton X-100, a representative of non-ionic hydroxyethylated alkyl phenols). Negative effects of SDS, TDTMA, and Triton X-100 on the filtration activity of marine mussels M. edulis and M. edulis / M. galloprovincialis were discovered. All three surfactants inhibited the clearance rates. This is the first publication of the negative effects of a cationic surfactant on Atlantic mussels Mytilus. The significance of the results for the ecology of marine ecosystems is discussed]. DOI 10.1007/s10750-005-1200-7; http://sites.google.com/site/ostroumovsergei/publications-1/hydrobiologia2006ostwidd; http://sites.google.com/site/3surfactantsfiltrationmytilus/; http://scipeople.ru/uploads/materials/4389/_Hydrobiologia2006%20vol%20556%20No.1%20pages381-386.pdf; http://www.springerlink.com/content/7166067538534421/

3. Остроумов С.А. О полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосистем // Экология. 2005. № 6. С. 452–459.

4. Остроумов С.А. О некоторых вопросах поддержания качества воды и ее самоочищения // Водные ресурсы. 2005. т. 32. № 3. С. 337-347. Табл. 7, Библиогр. 35 назв. (Представления и обобщения, которые в систематизированном виде составляют основные элементы качественной теории самоочищения воды пресноводных и морских экосистем. На этой основе даны рекомендации для сохранения качества воды и устойчивого использования водных ресурсов. Приведены экспериментальные результаты изучения воздействия Тритона Х-100, 5 мг/л, и синтетического моющего средства ОМО, 50 мг/л, на моллюсков Unio tumidus; в обоих случаях показано ингибирование фильтрации воды). (On some aspects of maintaining water quality and its self-purification // Vodnye Resursy (Water Resources) 2005. V.32. No.3. P. 337-347). Статья отмечена Дипломом Академии проблем водохозяйственных наук (2006).

Все это направление работ продолжает ту линию исследований, которая сформулирована в книге С.А.Остроумова "Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы".
На эту книгу есть рецензия академика Д.С.Павлова:
Рецензия академика Д.С.Павлова на книгу доктора биол. наук С.А.Остроумова "Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы"

Рецензируемая книга создана на основе диссертации на ту же тему, которую автор успешно защитил в декабре 2000 года, и обобщает его исследования, которые он проводил в течение двадцати лет. В основу положены материалы более 60 публикаций С.А.Остроумова на эту тему. Количественно охарактеризованы новые биологические эффекты при воздействии синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ) на автотрофные и гетеротрофные, прокариотные и эукариотные организмы. Были исследованы анионные, неионогенные и катионогенные ПАВ. Среди организмов, реагирование которых исследовано в опытах – бактерии, цианобактерии, водоросли, жгутиковые, высшие растения и беспозвоночные (моллюски, аннелиды). Результаты обсуждаются в связи с проблемами оценки экологической опасности антропогенных воздействий на биосферу и гидросферу, в связи с изучением самоочищения воды и определением природоохранных приоритетов.
Работа апробирована и была подвергнута всестороннему обсуждению в процессе защиты диссертации. Многие специалисты дали положительное заключение о научной ценности результатов исследования. Книга представляет интерес для исследователей, работающих в области экологии, гидробиологии, наук об окружающей среде и биосфере, экотоксикологии, для преподавателей высшей школы, аспирантов, студентов. Имеется решение Ученого совета биологического факультета МГУ о публикации книги. Мое мнение также положительное; работа может быть рекомендована в печать.
Академик Д. С. Павлов, директор Института проблем экологии и эволюции РАН, Председатель Научного совета РАН по гидробиологии и ихтиологии, Председатель Научного совета по Федеральной целевой научно-технической программе «Биологическое разнообразие», региональный советник Комиссии по выживанию видов IUCN, главный редактор журнала «Биология внутренних вод», главный редактор «Красной книги России (животные)»;

У автора есть сайт: http://scipeople.com/users/2943391/.
Комментируем публикацию: Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды


подняться наверх ↑

Новые поступления

Выбор редактора LIBRARY.BY:

Популярные материалы:

подняться наверх ↑

ДАЛЕЕ выбор читателей

Загрузка...
подняться наверх ↑

ОБРАТНО В РУБРИКУ

ЭКОЛОГИЯ НА LIBRARY.BY


Уважаемый читатель! Подписывайтесь на LIBRARY.BY на Ютубе, в VK, в FB, Одноклассниках и Инстаграме чтобы быстро узнавать о лучших публикациях и важнейших событиях дня.