Биотестирование и экоанализ в мониторинге территорий, подверженных микроэлементному загрязнению

• Автор: Гарипова, Розалия Фановна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 312 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ИСТОЧНИКИ МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И БИОМОНИТОРИНГ

(обзор литературы);

1.1. Рациональное использование водных ресурсов и проблема загрязнения агроландшафтов. ..............;..----;...;

1.2. Источники микроэлементного загрязнения окружающей среды

и реакции живых систем на избыток и дефицит металлов...;

1.3. Эколого-генетический мониторинг и перспективы использования эпигенетической изменчивости в комплексной оценке опасности поллютантов

Глава 2; МА ТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ;

2.1. Методы определения химического состава сточных вод, содержания микроэлементов в почвах и растениях

2.2. Штаммы микроорганизмов, проведение экспериментов

с использованием бактериального теста Эймса
2.3. Объектырастительного происхождения, выявление повреждений митотических хромосом, нарушений митоза
2.4. Объекты животного происхождения, проведение экспериментов с использованием тестов на соматический мозаицизм и ^ сцепленные с полом рецессивные летальные мутации
2.5. Штаммы микроорганизмов, проведение экспериментов по, выявлению наследуемых клеточно-летальных эффектов
2.6. Объекты растительного происхождения, проведение экспериментов по выявлению морфофизиологических аномалий
2.7. Объекты растительного происхождения, проведение экспериментов по выявлению фитотоксичности почв
2.8. Объекты животного происхождения, проведение экспериментов
по выявлению отдаленных эффектов воздействия вещества

Глава 3. ЭКОАНАЛИЗ МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД, ПОЧВ, РАСТЕНИЙ ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ОРОШЕНИЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГАЗОХИМИЧЕСКОГО
КОМПЛЕКСА
Глава 4. БИОТЕСТИРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ЭКОГЕНЕТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СТОЧНЫХ ВОД, ВОДНЫХ ВЫТЯЖЕК ПОЧВ ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКИХ ПОЛЕЙ ОРОШЕНИЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГАЗОХИМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА И ИХ

КОМПОНЕНТОВ
4.1. Оценка генотоксичности в бактериальном тесте Эймса
SalmonellalMnKpocoMU
4 2. Цитогенетический анализ на корневой меристеме лука Allium
сера и пшеницы Triticum aestyvum
4.3. Оценка мутагенности сточных вод ОГХК в тестах на соматический мозаицизм и сцепленные с полом рецессивные летальные мутации на дрозофиле Drosophila melanogaster
Глава 5. БИОТЕСТИРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ЭПИГЕНЕТИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ СТОЧНЫХ ВОД, ВОДНЫХ ВЫТЯЖЕК ПОЧВ ЗПО ОГХК И ИХ КОМПОНЕНТОВ
5.1. Исследование наследуемой клеточной летальности гаплоидных
и диплоидных форм дрожжей-сахаромицетов Saccharomyces cerevisiae
5.2. Исследование морфозов и морфометрических реакций, индуцируемых сточными водами и почвами ЗПО на растениях фасоли Phaseolus -vulgaris, редиса Raphanus sativus и пшеницы Triticum durum, Triticum aestyvum
5.3. Исследование отдаленных последствий воздействия сточных
вод на организм китайских хомячков Cricetus griseous
Заключение
Список литературы
Приложения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Окружающая среда постоянно пополняется вредными факторами физической, химической, биологической природы. Объективная оценка и прогнозирование опасности загрязняющих веществ возможны только при совершенствовании экоанализа, включающего учет данных химического состояния объектов окружающей среды, постановки модельных экспериментов; с использованием биотестов, экстраполяции реакций тест-объектов на природные популяции организмов. Экологическая оценка территорий с использованием; биотестирования предусматривает выявление токсических реакций чувствительных тест-систем по летальности, модификационной, мутационной изменчивости,: стрессовому ответу. Среди токсикантов мутагены отличаются способностью вызывать все перечисленные формы токсикации. При скрининге мутагенов используются микробные, растительные, животные тест-ббъекты. В связи с прогрессирующим техногенным загрязнением биоресурсов слабыми мутагенами все большую актуальность приобретает проблема отдаленных последствий подобного воздействия. Распространение малых концентраций мутагенов увеличивает число онкозаболеваний среди населения, число неопухолевых форм отдаленной патологии (развитие катаракты, пневмо- и нефросклероза, ослабление эластичности кожи, различные нейродистро-фические расстройства), в том числе и нарушений нейроэндокринной регуляции, снижающих, адаптивные возможности организма. На уровне эмбриональных клеток даже одиночный клеточный дефект может привести к нарушениям развития, тератогенезу. Данная проблема связана и с ускоренным старением, бесплодием, смертью в первом поколении (Бочков
Н.П., Чеботарев, 1989; Дубинин Н.П., 1990; Москалев Ю.И., 1991; Бычков-ская И.Б. и др., 2003, 2007; Турзин П.С., Ушаков И.Б., 2007 и др.). Появление новых экспериментальных данных, развитие теории эпигенетической наследственности и изменчивости признаков (Chandler V.L etal., 2000; Голубовский М.Д., 2000; Чураев Р.Н., 2000; Васильев А.Г., 2000, 2004, 2005,

токсическому действию тяжелых металлов, являясь барьером на пути их проникновения в цитоплазму.
Металлы - кадмий, свинец, цинк, - в отличие от меди, концентрируются в большей степени-в корнях, чем в надземных органах (Leblova S. с сотр.,'1986).' В целом из среды в корни поступает 30-70% металлов, в надземную часть - 5 - 14%. Концентрация металлотионеинов наибольшая-в корнях. Металлотионеины индуцируются активнее при воздействии кадмия и меди, в сравнении с действием свинца и цинка. Кадмий в клетке преимущественно локализован в растворимой части, в то время как ионы меди, цинка, свинца - в осадке. Концентрация кадмия в корнях и надземной части растения значительно снижается под действием меди; избыток меди, никеля и кадмия в отдельности снижает концентрацию цинка и кальция (Burton K.W. с сотр., 1986). С повышением в среде хлорида меди в корнях линейно повышается содержание ионов меди, в то время как его концентрация в побегах остается неизменной; медь снижает содержание калия в корнях и побегах (Lensen P.C. с сотр., 1987 - цит. по: Физиология растительных организмов...). Медь способствует поступлению в организм марганца, цинка, бора. Оптимальное усвоение ее происходит при pH = 4
7,5 (Michnowich C.J., Weaks Т.Е., 1984).
Введение микроэлектродов в клетки эпидермиса корня в исследованиях Kennedi C.D. с сотр. (1987) подтвердило, что внешние мембраны корневых клеток определяют основной вклад в изменение транскорневого потенциала (ТКП). Добавление цинка (5 - 100 мг/л) в раствор, омывающий корни, уменьшало Н1--отток и деполяризовало ТКП. Медь также является деполяризатором и сильно ингибирует IT-отток. Максимальная скорость деполяризации располагается в ряду: Co2+ Pb2+»Co2+ Со структурами клетки свободный никель легко взаимодействует (Никоненко Е.М., 1985). Никель, являясь необходимым микроэлементом