Использование тополя дельтовидного и пилезии многоцветковой в биомониторинге урбосистем : на примере г. Ростова-на-Дону

• Автор: Омельченко, Галина Валентиновна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 Обзор литературы

1.1. Методы биотестирования, биоиндикации и биомониторинга

1.2. Обзор тест-систем с использованием растительных организмов

1.2.1. Тест-системы с использованием однолетних растений

1.2.2. Древесные растения, как тест-объекты для многолетнего мониторинга генотоксичности окружающей среды
1.2.3. Листостебельные мхи, как тест-объекты мониторинга генотоксичности окружающей среды

1.3. Характеристика экологической обстановки в городе Ростове-на-

1.3.1. Состояние атмосферного воздуха г. Ростова-на-Дону
1.3.2. Состояние водных ресурсов г. Ростова-на-Дону
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 3 МЕТОДИКА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1.Цитогенетическийанали з
3.1.1. Цитогенетический анализ зародышевой меристемы листовых
почек тополя (Populus deltoides March)
3.12.Цитогенетический анализ корневой меристемы гороха посевного
3.1.3. Оценка цитотоксичности экстракта пилезии многоцветковой по показателям митотического индекса клеток корневой меристемы гороха посевного (Pisum sativum)
3.1.4. Приготовление экстракта пилезии многоцветковой для анализа на
гено - и цитотоксичность
3.2. Хемилюминесцентный анализ проб пилезии многоцветковой
{Pylaisia polyantha)
3.2.1. Оценка чувствительности пилезии многоцветковой к воздействию диметилсульфата методом индуцированной хемилюминесценции

3.3. Определение валового содержания тяжелых металлов в пробах пилезии многоцветковой (Pylaisia polyantha)
3.4. Определение радионуклидного состава проб пилезии многоцветковой {Pylaisia polyantha)
3.5. Статистическая обработка данных
ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. Биомониторинг урбанизированной экосистемы (г. Ростова-на-Дону) с использованием тополя дельтовидного {Populus deltoids) и пилезии много-цветковой {Pylaisia polyantha), связанных
консортативными взаимо-действиями
4.1.1. Оценка мутагенной активности недифференцированных факторов окружающей среды урбанизированной экосистемы г. Ростова-на-Дону с помощью цитогенетических показателей зачаточной меристемы тополя дельтовидного
4.1.2. Оценка мутагенной активности атмосферного воздуха г. Ростова-на-Дону с помощью пилезии многоцветковой
4.2. Анализ чувствительность пилезии многоцветковой к стандартному мутагену диметилсульфату (ДМС) в условиях модельного ксперимента и аккумуляционных способности по отношению к тяжелым металлам и радионуклидам в условиях урбанизированной экосистемы
4.2.1. Анализ чувствительности пилезии многоцветковой {Pylaisia polyantha) к стандартному мутагену - диметилсульфату (ДМС)
4.2.2. Анализ содержания тяжелых металлов в пилезии многоцветковой, произрастающей на маркерных растениях тополя в различных точках г. Ростова-на-Дону
4.2.3. Результаты анализа содержания радионуклидов в пробах пилезии многоцветковой {Pylaisia polyantha) из различных точек г. Ростова-на-

ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследований. Урбосистемы испытывают на себе негативные последствия антропогенной активности, включающие загрязнение окружающей среды токсическими веществами. Проблема биомониторинга урбосистем становится все более актуальной, так как постоянное возрастание техногенной нагрузки требует объективной оценки любых изменений в биоте. Эффективность биомониторинга определяется возможностью прогнозирования и моделирования экологической опасности по данным биоиндикации и биотестирования, информативностью используемых показателей.
Мониторинг мутагенов окружающей среды с использованием растительных тест-объектов получил широкое распространение (Гуськов, Шкурат, 1993, 2000; Буторина, Калаев, 2000; Калаев, 2009; Майнулов, Багдасарян, 2004; Неверова, Николаевский, 2002; Неверова, Колмогорова, 2002; Королева, 2006; Белоусов, 2011; Рогова, Рыжакова и др., 2009; Шматова, 2012). Существующие технологии биомониторинга, как правило, основаны на оценке узкого спектра показателей одного растительного тест-объекта. Системный подход к разработке технологий биомониторинга предполагает использование растительных организмов, характеризующихся различной чувствительностью к генотоксикантам и аккумулятивной способностью, и являющихся элементами одного растительного сообщества. В связи с вышесказанным, был осуществлен биомониторинг, основанный на оценке цитогенетических и биохимических показателей растений, связанных консортивными взаимодействиями. В ходе исследования была проведена серия экспериментов по созданию новой комплексной системы биомониторинга с использованием эпифитного мха пилезии многоцветковой {Ру1а1ка ро1уаШка) (НесЬл>.) В. У. 6г, связанного консортивными
взаимодействиями с тополем дельтовидным (Рори1ш deltoid.es Магзк), являющимся видом-консортообразователем.
Цель исследования. Провести биомониторинг урбосистемы (на примере г.Ростова-на-Дону) с использованием тополя дельтовидного (Рори1т оeltoides МагьИ) и пилезии многоцветковой (Ру1ш5'ш ро1уапЛа) (Нес{у1>.) В.Б. С, находящихся в консортивных взаимодействиях.
Задачи исследования:
1. Определить зоны максимальной мутагенной активности г. Ростова-на-Дону в многолетнем биомониторинге с использованием тополя дельтовидного (РориЬш ВекогВез Макк) и пилезии многоцветковой (Ру/аша ро1уатка) (НеВм>.) В. Б. С.
2. Оценить мутагенную активность недифференцированных факторов окружающей среды урбосистемы г. Ростова-на-Дону с помощью

Многие исследователи отмечают удобство мхов в качестве объекта мониторинговых исследований, так как они успешно произрастают в условиях сильного атмосферного загрязнения, аккумуляция элементов у мхов менее зависит от климатических условий, чем у лишайников (Королева, 2006; Дунаева 2012).
Ряд исследований посвящен оценке способности отдельных видов мхов, накапливать тяжелые металлы (ТМ) (Серебрякова, 2009; Шматова, 2012;). При этом авторы указывают на различия в сорбции у различных видов мхов. Известно, что содержание ТМ во мхах определяется рядом факторов: естественным фоном (гомеостаз растений), трансграничным переносом, количества осадков, влиянием локальных источников загрязнения. У мхов лесного ландшафта накопления ТМ связаны как с особенностями антропогенного воздействия, так и с природными факторами (растительностью, типом почв, климатическими характеристиками) (Шматова, 2012; Королева и соавт, 2009). Существуют корреляционные модели, позволяющие осуществлять переход от содержания ТМ в двух видах мха (Ну1осотшт8р1епс1ет и Р1еигог1'и>тскгеЬег1) к абсолютным величинам содержания ТМ в воздухе (Шматова, 2012).
По единичным данным, относительная эффективность накопления 137Сз и 908г живыми мхами в десятки раз превосходит соответствующие показатели продуктов метаболизма (опавшая листва) и плодов древесных растений (белой акации и липы). Наблюдения за ходом концентраций космогенного 7Ве во мхах, выпадения которого в долгосрочном разрезе должны быть стабильными, позволяет получить информацию о динамике процессов концентрирования радионуклидов мхами. Оценка роли терригенной составляющей может быть произведена на основании измерений концентраций 40К. (Королева, 2009). Наземные мхи используются для оценки содержания естественных радионуклидов 226Ка, 232ТЬ и 40К и искусственного ь7Сь в почвах, в том числе их сезонного поведения (СеИка ег а1., 2009; Dragovic, МШаИоую, варе, 2010). В работах (Инсаров, Инсарова,