Предисловие / foreword - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
Похожие работы
Предисловие / foreword - страница №6/7

УДК 621.391+317.532.783+535



ОЦЕНКА ТЕСТ-СИСТЕМОЙ «ЭКОЛЮМ» ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НИЗКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ НА СТОЧНЫЕ ВОДЫ.
А.П.Зарубина1, М.Г. Гапочка2, Л.А.Новоселова1, Л.Д.Гапочка1

Ecolum test system evaluation of the influence of electromagnetic fields of low intensity on wastewate (sewage water).
A.P. Zarubina, M.G. Gapochka, L.A. Novoselova,

L.D. Gapochka
1 Биологический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова,

2физический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова,

al-zar1@ayndex.ru

Проведено биотестирование качества очистки сточной воды (трех образцов разной степени очистки) на Курьяновской станции аэрации экспресс-методом на основе люминесцентной бактериальной тест-системы «Эколюм-08». Подтверждено качество очистки исследуемых образцов воды: вода, прошедшая три ступени очистки имеет наименьший индекс токсичности (Т около 30); наибольшая токсичность у сточной воды, прошедшей только механическую очистку и первичный отстойник (Т более 95).

Облучение ЭМИ низкой интенсивности сточной воды разной степени очистки увеличивает ее токсичность. Обнаружено, что чем выше степень очистки, тем меньше выражено влияние ЭМИ на показатель интегральной токсичности исследуемых образцов воды.

Бактериальный люминесцентный биосенсор тест-системы «Эколюм» может быть рекомендован для экспрессного выявления биологического действия ЭМИ.



МОНИТОРИНГ РИСКОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО GSM 905 МГЦ ИЗЛУЧЕНИЯ.

А.П.Зарубина1, Л.И.Деев2, И.М.Пархоменко2, А.А.Байжуманов2, Л.А.Новоселова1

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, кафедра микробиологии, кафедра биофизики

al-zar1@yandex.ru
Исследовали возможность оценки биологического действия электромагнитного излучения (ЭМИ) стандарта GSM 900 с помощью бактериального биолюминесцентного сенсора «Эколюм-08», применяемого для первичного мониторинга окружающей среды. Показано, что, однократное воздействие ЭМИ GSM 905 МГц вызывает выраженные нарушения в биолюминесценции бактериальных клеток. Предполагается, что тест-система «Эколюм 08» может быть использована при разработке методик санитарно-гигиенической оценки ЭМИ стандарта GSM.

RISKS’ MONITORING OF THE ELECTROMAGNETIC RADIATION GSM 905 MGz

A.P.Zarubina1, L.I.Deyev2, I.M.Parkhomenko2, A.A.Bayzhumanov2, L.A.Novoselova1

Lomonosov’ Moscow State University, Faculty of Biology, Departmenf of Microbiology 1, Department of Biophysics 2

al-zar1@yandex.ru
The possibility to detect biological effects of the radio frequency electromagnetic radiation (ER-EMR) GSM 900 standard using bacterial bioluminescent sensor “Ecolum-08” was studied. This sensor is widely used for primary monitoring in the environmental studies. It was shown that single irradiation of GSM 905 MHz caused pronounced alteration in bioluminescence of bacterial cells. It was proposed that “Ecolum-08” test-system could be used in the elaboration of the sanitary-hygienic assessment of ER-EMR GSM.
УДК 626/627 (075.8)

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРОВ СЕРИИ "КАТАН" ДЛЯ УДАЛЕНИЯ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЗ ВЫСОКОНАГРУЖЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Коваленко А.А., Хабарова Е.И.

Appliance benefits of the catalysts of "KATAN" series to remove

nutrients from high rate waste water

Kovalenko A.A., Khabarova E.I.

Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

119571, г. Москва, пр-т Вернадского, д. 86

khei-mitht@mail.ru
Переход, к индивидуальному учету потребления воды в РФ ведет к уменьшению объема сточных вод и увеличению концентраций новых препаратов бытовой химии, органических соединений и биогенных элементов. Схема биологической очистки вновь строящихся очистных сооружений должна учитывать возможное изменение состава сточных вод.

Биологический метод глубокого удаления азота и фосфора из сточных вод, основанный на естественных процессах жизнедеятельности гетеротрофных микроорганизмов, предполагает различное комбинирование анаэробных, аноксидных и аэробных стадий очистки, что позволяет удалять как все формы азота, так и фосфор.

Способность микроорганизмов в процессе биологической очистки разрушать органические загрязнения воды определяется наличием и активностью их ферментов. Ферменты ускоряют химические реакции, понижая свободную энергию активации, чем схожи по действию с катализаторами. С учетом природы катализируемых ими реакций ферменты подразделяется на оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы. Значительная роль в процессах очистки воды принадлежит оксидоредуктазам.

Процесс удаления азота напрямую связан с биореакциями нитрификации и денитрификации.

Удаление фосфора осуществляется в 2 стадии: анаэробная ферментация с последующей аэробной обработкой. При этом микроорганизмы активного ила (Acinetobacter, Acetobacter, Nocardia) ассимилируют фосфор и вместе с избыточным илом фосфор выводится из системы.

Однако, при чередовании аэробных, анаэробных и аноксидных зон в аэротенке необходимо увеличение продолжительности обработки стоков на стадии биологической очистки до 15-20 часов, что требует больших площадей под сооружения, при этом резко возрастает энергопотребление и количество утилизируемого активного ила.

Процесс ацидофикации (анаэробного сбраживания осадка), осуществляемый для насыщения сточной жидкости легко окисляемой органикой - летучими жирными кислотами (масляная, пропионовая, уксусная, лимонная и др.), позволяет улучшить характеристики активного ила, повысить эффективность дефосфотации.

Для интенсификации процессов окисления органических соединений и удаления биогенных элементов эффективно применять гетерогенные металлокомплексные катализаторы серии КАТАН-III.

Активная основа катализатора – комплексы металлов переходного ряда, в качестве носителя используется полиэтилен высокого давления. Катализаторы серии «КАТАН» размещаются в аэротенках в виде сетчатых объемных блоков.

Применение гетерогенного катализатора, как активатора межфазного переноса, позволяет повысить массоперенос кислорода воздуха из газовой в водную фазу за счет сорбции его на активных центрах и последующего образования активных форм кислорода, которые обеспечивают более высокие скорости и глубокое протекание окислительно-восстановительных процессов в аэротенке.

Проведение экспериментальных работ на реальных смешанных нефтесодержащих и хозяйственно-бытовых сточных водах на пилотной установке, моделирующей работу аэротенка с анаэробно-аэробным чередованием зон, показало, что использование биокаталитической технологии в аэротенках, ацидофикации в первичных отстойниках позволяет совместить процессы нитри-, денитрификации и дефосфатизации. Эффективность очистки составляет по органическим соединениям до 91%, азотной группе до 97%, фосфатам до 90% при меньшем количестве используемого воздуха в 1,5 раза и концентрации активного ила до 1,0 г/л, сокращении времени обработки сточной воды, что резко уменьшает энергоемкость и площадь очистных сооружений.

Высокая каталитическая активность, механическая прочность и гидролитическая стойкость катализаторов при работе в биологической системе не менее 10 лет без дополнительной химической регенерации, отсутствие реагентного узла минимизируют эксплуатационные расходы.


УДК 551.463.8
«ПРИМЕНЕНИЕ АБСОРБЦИОННОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА МОРСКОЙ ВЗВЕСИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЕЕ КОМПОНЕНТОВ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ»
Б.В. Коновалов, А.Б. Грабовский


Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва
e-mail: bvkonovalov@yandex.ru

"The use of absorption spectral analysis

of marine suspended matter to determine the concentration

of its components in environmental monitoring"
B.V. Konovalov, A.B. Grabovsky

Абсорбционный спектральный анализ является одним из методов исследования компонентов морской взвеси, наиболее подходящих для экологического мониторинга морских водоемов. Его очевидными достоинствами являются минимальная трудоемкость и экспрессность. Например, для оценки суммарных концентраций органической и минеральной составляющих взвеси требуется всего лишь профильтровать пробу воды через мембранный фильтр и затем его фотометрировать. При этом не обязательно регистрировать весь спектр поглощения, достаточно определить оптическую плотность только на двух длинах волн – 440 и 750 нм.


Для расчета концентраций взвешенных минерального (Cвмв) и органического (Свов) веществ можно использовать эмпирические уравнения, полученные в результате сопоставления данных фотометрии и концентраций минеральной и органической взвеси, измеренных прямым (весовым) методом:
Свмв = 0.11 + 71*aвмв(750), (r = 0.97)

или lg(Cвмв) = 1.28 + 0.66*lg[aвмв(750)] (r = 0.88);



Свов = 0.15 + 1.06*aвов(440), (r = 0.92)

или lg[Свов] = 0.088 + 0.65* lg[aвов(440)] (r = 0.84),


где aвмв(750) и aвов(440) показатели поглощения света, которые рассчитываются по оптическим плотностям (см. [Коновалов, 1992]).
Приведённые уравнения можно считать универсальными, применимыми как для прибрежных вод внутренних и окраинных морей, так и для вод открытых океанических, так как они были получены по материалам семи морских экспедиций в Белое, Черное, Карское и Аральское моря, а также в Атлантический и Южный океаны. Изменчивость концентраций компонентов взвеси в исследованных акваториях характеризовалась диапазоном в три порядка для минеральной составляющей и в два порядка – для органической.
Доклад иллюстрирован картами распределения взвешенного органического и взвешенного минерального вещества в поверхностном слое приустьевых районов некоторых рек Черного и Карского морей, на которых отчетливо проявляются размеры и конфигурация зон распространения сточной пресной воды.

На вертикальных разрезах можно видеть, как по мере удаления от устья реки постепенно меняются концентрации компонентов взвеси и их соотношение. На разрезе вдоль побережья Черного моря, который пересекает зоны распреснения морской воды стоками нескольких рек, можно оценить относительное влияние каждой из них на уровни концентраций органической и минеральной составляющих взвеси.



Коновалов Б.В. Океанология.1992. Т.32. №3.С.588-593
ЗНАНИЯ БИОГЕОХИМИИ И ПРОБЛЕМА РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

В.Д.Корж

Институт океанологии им.П.П.Ширшова РАН, Москва; okean41@mail.ru

Идея рационального природопользования до последнего времени развивалась в русле упрощенного понимания «экономической целесообразности». Стремление взять у природы как можно больше благ при минимальных затратах часто приводило к неожиданным и нежелательным последствиям. Современные темпы роста воздействия техносферы на биосферу резко увеличили число экологических проблем и вероятность глобальных экологических катастроф. Поэтому разработка принципиально нового подхода к проблеме рационального природопользования является чрезвычайно актуальной задачей. Основные идеи нового подхода были заложены В.И.Вернадским в трудах по биосфере и ноосфере [1]. Они являются ориентиром в решении стратегических проблем взаимодействия биосферы-техносферы и формирования ноосферы [2].

Знания, полученные с использованием методологии эмпирического обобщения, позволили создать систему распределения средних концентраций химических элементов в гидросфере (рис. 1) [3] и выявить специфику формирования элементного состава биосферы [4].


Типы распределения в океане: 1-консервативный; 2- биогенный; 3- литогенный

Рис. 1. Система распределения химических элементов в гидросфере.

Внедрение знаний биогеохимии и воспитание системного подхода к освоению и использованию ресурсов биосферы – жизненно важная задача, решение которой связано с формированием человека будущего и ноосферных подходов развития общества.

Литература

1. Вернадский В. И., Живое вещество и биосфера. М.: Наука, 1994. 672 с.

2. Ермаков В.В., Карпова Е.А., Корж В.Д., Остроумов С.А. Инновационные аспекты биогеохимии. М.: “ГЕОХИ”, 2012. 340 с.

3. Корж В.Д. Биогеохимические аспекты формирования элементного состава вод Мирового океана. // Тр. Биогеохимической Лаб. Т. 23. Москва: Наука. 1999. С.6-37.

4.Корж В.Д. Специфика формирования элементного состава биосферы // Докл. РАН, 2003. Т. 392, № 4, С. 517-520.



ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ И САМООЧИЩЕНИЕ ВОДЫ

Криксунов Е.А., Абакумов В.А., Богатырев Л.Г., Горшкова О.М., Ермаков В.В., Зубкова Е.И., Йованович Л., Котелевцев С.В., Крупина М.В., Тодераш И.К., Тропин И.В., Шелейковский В.Л., Шестакова Т.В.

AQUATIC ECOSYSTEM FUNCTION AND WATER SELF-PURIFICATION

Kriksunov E.A., Abakumov V.A., Bogatyrev L.G., Gorshkova O.M., Ermakov V.V., Zubkova E.I., Jovanovich L., Kotelevtsev S.V., Krupina M.V., Toderash I.K., Tropin I.V., Sheleĭkovskiĭ V.L., Shestakova T.V.

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Москва, РФ

Институт глобального климата и экологии Росгидромета и РАН, Москва, РФ

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН,

Москва, РФ

Институт зоологии АН Молдовы, Кишинев, Moldova

Университет Альфа, Белград, Сербия, Serbia

Институт проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН, Москва, РФ

Главный ботанический сад РАН, Москва, РФ

Abstract. Review. In this concise review paper, the issues of water quality control by aquatic ecosystem and especially by aquatic organisms are covered. The review is focused on a series of recent publications in which a productive theory of water self-purification in aquatic ecosystems was formulated.

Key words: aquatic ecosystem, water quality, water self-purification, role of biodiversity, environmental safety, water resources

Вопросы структуры и функционирования водных экосистем привлекают заслуженное внимание [1]. Большое значение имеет изучение проблем химического загрязнения воды [2]. Поэтому возрастающую актуальность приобрели исследования природных экологических механизмов, несущих функцию самоочищения вод в природных экосистемах.

Цель этого краткого обзора – суммировать и прокомментировать ряд новых идей и фактов, представленных в серии публикаций по самоочищению воды в научной литературе на русском [3-7] и [8 - 19] английском языках.

В работах [3-19] был проведен анализ большого объема собственных новых экспериментальных результатов автора (который работает в МГУ имени М.В.Ломоносова) о гидробионтах-фильтраторах воды. Эти результаты привели автора к работе над более широкой темой самоочищения воды биоценозом водных организмов. В результате им была создана качественная теория самоочищения воды [3-19]. В одной из статей в самом названии была подчеркнута важная особенность этой теории – была выявлена и проанализирована полифункциональная роль биоты ( т.е. многофункциональная роль практически всего биоразнообразия водных организмов) в этих процессах самоочищения [6].

Существенно, что автор разобрал в своей теории самые разные стороны функционирования биологических механизмов самоочищения. В том числе, разобрал вопросы основных функциональных блоков всей системы самоочищения, энергообеспечения самоочищения, надежности этой системы, ее регуляции [3, 5, 6].

Таблица 1. Публикации, в которых заложены основы теории самоочищения воды (на русском языке)

Table 1. Publications in English on water self-purification in aquatic ecosystems. 

Впервые сформулирована экологическая теория природного механизма поддержания качества воды:

О биотическом самоочищении водных экосистем. Элементы теории. // Доклады академии наук (ДАН), (2004), том 396. № 1, с. 136–141. [3]


http://ru.scribd.com/doc/57774996/; http://sites.google.com/site/scipaperdan2004selfpurificat/;


Впервые доказано, что синтетические поверхностно-активные вещества нарушают гидробиологические механизмы самоочищения вод:


Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды // Водные ресурсы 2004, Т. 31. № 5. С. 546 - 555. [4]


http://www.scribd.com/doc/57648905/4VodnResursy-R;

Впервые сформулирована теория экологического (экосистемного) механизма самоочищения пресных и морских вод;

First paper in Russian: a new theory of water self-purification



Биологический механизм самоочищения в природных водоемах и водотоках: теория и практика // Успехи современной биологии. 2004. Т.124. №5. С. 429-442.

[5]


http://scipeople.ru/publication/67095/; http://www.scribd.com/doc/57695131/

Выявлен полифункциональный (многофункциональный) характер ведущей роли практически всего биоразнообразия водных организмов в самоочищении вод в водных экосистемах

О полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосистем // Экология. 2005. № 6. С. 452-459.

http://5bio5.blogspot.com/2013/01/blog-post_3552.html

[6]


http://5bio5.blogspot.com/2013/01/blog-post_3552.html

Кратко, по пунктам изложена новая теория биологического (экосистемного) формирования качества воды и самоочищения воды. Автор предложил рассматривать биологический фактор формирования качества воды и ее самоочищения как фактор экологической безопасности водоснабжения

Элементы теории биоконтроля качества воды: фактор экологической безопасности источников водоснабжения (=Elements of the theory of biocontrol of water quality: a factor in the ecological safety of the sources of water) // Химическая и биологическая безопасность. 2008. № 5-6. с.36-39. [7]

http://rudocs.exdat.com/docs/index-326746.html

Теория самоочищения была изложена также и в серии публикаций на английском языке [8 - 19] (см. табл. 2).


Таблица 2. Публикации на английском языке по вопросу о самоочищении воды в водных экосистемах.

Table 2. Publications in English on water self-purification in aquatic ecosystems. A series of publications that developed a productive theory of water self-purification in aquatic ecosystems: 



http://5bio5.blogspot.com/2013/07/a-series-of-publications-that-developed.html


This paper gave a revolutionary new insight into the core functions and identity of ecosystem as a bioreactor to maintain water quality;

An aquatic ecosystem: a large-scale diversified bioreactor with a water self-purification function. - Doklady Biological Sciences, 2000. Vol. 374, P. 514-516. scribd.com/doc/49065542; http://www.scribd.com/doc/49069997;

[8]


This paper discovered the multi-faceted role of the entire broad range of aquatic organisms as a unique (both changeable and fragile) part of the mechanism of ecosystem service to improve water quality;

The Concept of Aquatic Biota as a Labile and Vulnerable Component of the Water Self-Purification System. - Doklady Biological Sciences, Vol. 372, 2000, pp. 286–289. http://www.scribd.com/doc/49069991 [9]

New conceptualization of how almost all biodiversity of the aquatic organisms functions together toward up-grading water quality

On the Biotic Self-purification of Aquatic Ecosystems: Elements of the Theory; - Doklady Biological Sciences. 2004, v.396, No.1-6; pp.206-211.

http://www.scribd.com/doc/48099028/ [10]

A more detailed analysis of the discovery and innovation that was made in the paper above (An aquatic ecosystem: a large-scale diversified bioreactor with a water self-purification function. - Doklady Biological Sciences, 2000. 374: 514-516); a

new aspect of the identity of ecosystem was discovered and analyzed: the paper showed that ecosystem has attributes of a bioreactor;



Aquatic ecosystem as a bioreactor: water purification and some other functions. - Rivista Biol. 2004, 97(1):67-78.

http://www.scribd.com/doc/52656760/4Rivista-Biologia97p39Aquatic-Bioreactor-w-Add [11]

It is the first paper in which a synthesis of the authors new experimental data and international literature was made, which led to a new broad picture of the role of biological filtering in self-purification and self-bioremediation of aquatic ecosystems

Biological filtering and ecological machinery for self-purification and bioremediation in aquatic ecosystems: towards a holistic view. - Rivista Biol. 1998; 91(2): 221-232. http://www.scribd.com/doc/42830557; http://www.citeulike.org/user/ATP/article/9750710; [12]


Innovative and multifaceted conceptualization of how almost all aquatic organisms (biological community) work together toward making water clear and clean

Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water purification: current conceptualizations and concluding remarks. - Hydrobiologia. 2002. V. 469 (1-3): 203-204. http://www.scribd.com/doc/52627327/2H469p203-Polyfunctional-role-w-Addendum [13]

new terminology was introduced in the paper: ecological tax; ecological repair of water quality;

Some aspects of water filtering activity of filter-feeders // Hydrobiologia. 2005. Vol. 542, No. 1. P. 275 – 286. www.scribd.com/doc/44105992/; [14]

A detailed, well-structured presentation of the author’s innovative and multifaceted conceptualization of how almost all aquatic organisms work together toward making water clear and clean

On the Multifunctional Role of the Biota in the Self-Purification of Aquatic Ecosystems. - Russian Journal of Ecology, 2005. Vol. 36, No. 6, P. 414-420. http://www.scribd.com/doc/45572968; http://www.scribd.com/doc/49131150; [15]

It is the first opinion paper in which a multi-aspect innovative analysis of the ecological role of organisms that filter water was given. It discovered a set of functions and mechanisms which form and improve water quality.

Suspension-feeders as factors influencing water quality in aquatic ecosystems. In: The Comparative Roles of Suspension-Feeders in Ecosystems, R.F. Dame, S. Olenin (Eds), Springer, Dordrecht, 2004. pp. 147-164.

http://books.google.ru/books/about/The_comparative_roles_of_suspension_feed.html?id=A7k_xTx3VFYC&redir_esc=y;

http://www.springerlink.com/content/q871733861050601/ [16]

A detailed well-structured presentation of the author’s innovative and multifaceted conceptualization of how almost all aquatic organisms work together toward making marine and estuarine water clear and clean.

**

It is the first time, a new concept and the term ‘biomachinery’ is formulated; in these publication, it is the first timethat the new term 'biomachinery' was introduced; It is the first time that the new concept and term ‘biomachinery’ was applied to ecosystem. It is the first time that water self- purification in aquatic ecosystems was considered as an example of functioning of biomachinery. More comment: http://www.scribd.com/doc/61779321/



Biomachinery for maintaining water quality and natural water self-purification in marine and estuarine systems: elements of a qualitative theory // International Journal of Oceans and Oceanography. 2006. Volume 1, No.1. p. 111-118. [ISSN 0973-2667]. www.vliz.be/imisdocs/publications/100141.pdf;

[17]


Long-term studies of the biological effect of surfactants, including the effect surfactants exert on filter feeders, are reviewed. The role of filter feeders in the functioning of freshwater and marine ecosystems is analyzed. New aspects in the assessment of environmental hazard due to the impact of chemical pollutants, including surfactants and detergents, are established.

The effect of synthetic surfactants on the hydrobiological mechanisms of water self-purification. - Water Resources. 2004. Volume 31, Number 5, p. 502-510. http://www.scribd.com/doc/41169530/WR502; DOI 10.1023/B:WARE.0000041919.77628.8d. In Russian: http://www.scribd.com/doc/57648905/4VodnResursy-R;

[18]


Generalizations presented in this paper represent, in systematized form, the basic elements of the qualitative theory of water self-purification in freshwater and marine ecosystems. Recommendations are given for maintaining water quality and sustainable development of water resources. Results of experimental studies of the effect exerted by the surfactant Triton X-100 and the OMO synthetic detergent on mollusks Unio tumidus.

On some issues of maintaining water quality and self-purification.- Water Resources, 2005. Volume 32, Number 3, p. 305-313. ISSN 0097-8078 (Print) 1608-344X (Online).

http://www.scribd.com/doc/57511892/0305

[19]

Выводы вышеупомянутых работ поддержаны специалистами России [20 – 25] и других стран.

Эти работы и другие близкие по теме публикации того же автора цитируются в мировой литературе, в т.ч. учеными США, Канады, Англии, Германии, Италии, Испании, Китая, Австралии, Польши, Индии и других стран [26-37].

Использование новых фактов и концепций, приложение теории самоочищения воды на практике при оценке и прогнозирования состояния водных экосистем, а также при планировании мер по сохранению качества воды представляется полезным для целей устойчивого использования водных и водно-биологических ресурсов.
Acknowledgement. Работа одного из авторов (Л.Г.Б.) поддержана грантом РФФИ № 13-05-00542. РФФИ.

Литература.
1. Alimov A.F. Toward a theory of the functioning of aquatic ecosystems. Backhuys Publishers. Leiden. 2003. 130 p.

2. Моисеенко Т.И. Водная экотоксикология: фундаментальные и прикладные аспекты. М.: Наука, 2009, 400 c.

3. Остроумов С.А. О биотическом самоочищении водных экосистем. Элементы теории. // Доклады академии наук (ДАН), (2004), том 396. № 1, с. 136–141.

4. Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды // Водные ресурсы 2004, Т. 31. № 5. С. 546 - 555.

5. Биологический механизм самоочищения в природных водоемах и водотоках: теория и практика // Успехи современной биологии. 2004. Т.124. №5. С. 429-442.

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

7. Элементы теории биоконтроля качества воды: фактор экологической безопасности источников водоснабжения (=Elements of the theory of biocontrol of water quality: a factor in the ecological safety of the sources of water) // Химическая и биологическая безопасность. 2008. № 5-6. с.36-39.

8. Ostroumov S. A. An aquatic ecosystem: a large-scale diversified bioreactor with a water self-purification function. - Doklady Biological Sciences, 2000. Vol. 374, P. 514-516. scribd.com/doc/49065542; http://www.scribd.com/doc/49069997;

9. The Concept of Aquatic Biota as a Labile and Vulnerable Component of the Water Self-Purification System. - Doklady Biological Sciences, Vol. 372, 2000, pp. 286–289. http://www.scribd.com/doc/49069991

10. Ostroumov S.A. On the Biotic Self-purification of Aquatic Ecosystems: Elements of the Theory -Doklady Biological Sciences, 2004. v.396, No.1-6; pp. 206-211.

http://www.scribd.com/doc/48099028/

11. Aquatic ecosystem as a bioreactor: water purification and some other functions. - Rivista Biologia. 2004, 97(1):67-78.

http://www.scribd.com/doc/52656760/4Rivista-Biologia97p39Aquatic-Bioreactor-w-Add

12. Biological filtering and ecological machinery for self-purification and bioremediation in aquatic ecosystems: towards a holistic view. - Rivista Biol. 1998; 91(2): 221-232. http://www.scribd.com/doc/42830557; http://www.citeulike.org/user/ATP/article/9750710;

13. Ostroumov S.A. Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water purification: current conceptualizations and concluding remarks. - Hydrobiologia. 2002. V. 469 (1-3): 203-204. http://www.scribd.com/doc/52627327/2H469p203-Polyfunctional-role-w-Addendum

14. Some aspects of water filtering activity of filter-feeders // Hydrobiologia. 2005. Vol. 542, No. 1. P. 275 – 286. www.scribd.com/doc/44105992/;

15. On the Multifunctional Role of the Biota in the Self-Purification of Aquatic Ecosystems. - Russian Journal of Ecology, 2005. Vol. 36, No. 6, P. 414-420. http://www.scribd.com/doc/45572968; http://www.scribd.com/doc/49131150;

16. Ostroumov S.A. Suspension-feeders as factors influencing water quality in aquatic ecosystems. In: The Comparative Roles of Suspension-Feeders in Ecosystems, R.F. Dame, S. Olenin (Eds), Springer, Dordrecht, 2004. pp. 147-164.

http://books.google.ru/books/about/The_comparative_roles_of_suspension_feed.html?id=A7k_xTx3VFYC&redir_esc=y;

http://www.springerlink.com/content/q871733861050601/

17. Ostroumov S.A. Biomachinery for maintaining water quality and natural water self-purification in marine and estuarine systems: elements of a qualitative theory // International Journal of Oceans and Oceanography. 2006. Volume 1, No.1. p.111-118. [ISSN 0973-2667]. www.vliz.be/imisdocs/publications/100141.pdf;

18. The effect of synthetic surfactants on the hydrobiological mechanisms of water self-purification. - Water Resources. 2004. Volume 31, Number 5, p. 502-510. http://www.scribd.com/doc/41169530/WR502; DOI 10.1023/B:WARE.0000041919.77628.8d. In Russian: http://www.scribd.com/doc/57648905/4VodnResursy-R;

19. On some issues of maintaining water quality and self-purification.- Water Resources, 2005. Volume 32, Number 3, p. 305-313. ISSN 0097-8078 (Print) 1608-344X (Online).

http://www.scribd.com/doc/57511892/0305

20. Abakumov V.A. New achievements in the studies of aquatic ecosystems and organisms: the concept of ecological repair. - Water: Technology and Ecology. 2007. No. 2. p.70-71.

21. Abakumov V.A. New advances in remediation and restoration of polluted aquatic systems. – Problems of Biogeochemistry and Geochemical Ecology. 2007, No. 2 (4), 98-100.

22. Abakumov V.A. New concept in the development of the theory of water self-purification: ecological repair. – Problems of Biogeochemistry and Geochemical Ecology. 2007, No. 2 (4), 45-46.

23. Danilov-Danil’yan V. I., M. V. Bolgov, V. G. Dubinina, V. S. Kovalevskii, A. G. Kocharyan and N. M. Novikova. Assessment of admissible runoff withdrawals in small river basins: Methodological principles // Water Resources (MAIK Nauka/ Interperiodica, distributed by Springer). 2006, Vol. 33, No. 2. P.205-218. (Original Russian Text: V.I. Danilov-Danil’yan, M.V. Bolgov, V.G. Dubinina, V.S. Kovalevskii, A.G. Kocharyan, N.M. Novikova, 2006, published in ‘Vodnye Resursy’ 2006, Vol. 33, No. 2, p. 224–238).

24. Dolgonosov B.M., Gubernatorova, T.N. A nonlinear model of contaminant transformations in an aquatic environment, 2005, Water Resources, 32 (3), pp. 291-304 [MAIK Nauka/ Interperiodica distributed by Springer. ISSN 0097-8078 (Print) 1608-344X (Online)]; Translated from ‘Vodnye Resursy’, Vol. 32, No. 3, 2005, pp. 322–336.

25. Dolgonosov B.M., Gubernatorova, T.N. Kinetics of the enzymatic decomposition of macromolecules with a fractal structure. - Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2007, 41 (6), pp. 868-877.

26. Fauvet, G., Claret, C., Marmonier, P. Influence of benthic and interstitial processes on nutrient changes along a regulated reach of a large river (Rhône River, France). -Hydrobiologia 2001, 445, pp. 121-131.

27. Fisenko A. I. A new long-term on site clean-up approach applied to non-point sources of pollution // Water, Air, & Soil Pollution. 2004, Vol. 156, No. 1-4, p. 1-27.

28. Hernandez, I., Fernandez-Engo, M.A., Perez-Llorens, J.L., Vergara, J.J. Integrated outdoor culture of two estuarine macroalgae as biofilters for dissolved nutrients from Sparus aurata waste waters. – 2005, Journal of Applied Phycology, 17 (6), pp. 557-567.

29. Hernandez, I., Perez-Pastor, A., Vergara, J.J., Martinez-Aragon, J.F., Fernandez-Engo, M.A., Perez-Llorens, J.L. Studies on the biofiltration capacity of Gracilariopsis longissima: From microscale to macroscale. 2006. Aquaculture, 252 (1), p. 43-53.

30. Licciano, M., Terlizzi, A., Giangrande, A., Cavallo, R.A., Stabili, L. Filter-feeder macroinvertebrates as key players in culturable bacteria biodiversity control: A case of study with Sabella spallanzanii (Polychaeta: Sabellidae). 2007. Marine Environmental Research, 64 (4), p. 504-513.

31. Poulard C., Lafont M. , Lenar-Matyas A. , Lapuszek M. Flood mitigation designs with respect to river ecosystem functions - a problem oriented conceptual approach. - Ecological Engineering, 2010, 36 (1), p. 69-77.

32. Ren, R.-L., Liu, M.-S., Zhang, J.-M., Zhang, M., Xu, M. Self-purification ability of a water-carrying lake. 2007. Chinese Journal of Ecology 26 (8), pp. 1222-1227.

33. Samal N. R.; A. Mazumdar; K. D. Jöhnk; F. Peeters. Assessment of ecosystem health of tropical shallow waterbodies in eastern India using turbulence model. -Aquatic Ecosystem Health & Management, 1539-4077, Volume 12, Issue 2, 2009, Pages 215 – 225.

34. Stabili, L., Licciano, M., Giangrande, A., Longo, C., Mercurio, M., Marzano, C.N., Corriero, G. Filtering activity of Spongia officinalis var. adriatica (Schmidt) (Porifera, Demospongiae) on bacterioplankton: Implications for bioremediation of polluted seawater. - 2006, Water Research, v. 40 (16), pp. 3083-3090.

35. Stabili, L., Licciano, M., Longo, C., Corriero, G., Mercurio, M. Evaluation of microbiological accumulation capability of the commercial sponge Spongia officinalis var. adriatica (Schmidt) (Porifera, Demospongiae) Water Research, 2008, vol. 42 (10-11), pp. 2499-2506.

36. Vaughn, C. C., Nichols, S. J., Spooner, D. E. Community and food web ecology of freshwater mussels // Journal of the North American Benthological Society. 2008. Vol. 27, Issue 2, P. 409-423.

37. Wang X., Y. An, J. Zhang, X. Shi, C. Zhu, R. Li , M. Zhu, S. Chen. Contribution of biological processes to self-purification of water with respect to petroleum hydrocarbon associated with No. 0 diesel in Changjiang Estuary and Jiaozhou Bay, China // Hydrobiologia, 2002. Volume 469, Numbers 1-3, P. 179-191.

**

Об авторах:


Абакумов В.А.-д.б.н., проф.; Богатырев Л.Г.-к.б.н., Горшкова О.М., Ермаков В.В. -д.б.н., проф.; Зубкова Е.И.- д.б.н., проф.; Йованович Л.,-проф., академик, президент Экологического об-ва Сербии, Котелевцев С.В. -д.б.н., проф.; Криксунов Е.А. -д.б.н., проф., член-корр.РАН; Крупина М.В.-к.б.н., Тодераш И.К.- д.б.н., проф., академик; Тропин И.В.-к.б.н., Шелейковский В.Л.-ведущий специалист, Шестакова Т.В.- к.х.н.

УДК 556.411



ВЛИЯНИЕ РАСТВОРЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА МОРСКОЙ ВОДЫ НА УСТОЙЧИВОСТЬ СУСПЕНЗИЙ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ

Лазарева Е.В., Парфенова А.М.

МГУ им. М.В. Ломоносова, химический факультет

The influence of marine DOM on the stability of clay suspensions

Lasareva E.V., Parfenova A.M. elasareva@ya.ru

Для оценки поступления взвешенного вещества речного стока и связанных с ним загрязняющих веществ в морскую среду, подбора оптимальных условий водоподготовки важно изучение устойчивости глинистых суспензий в присутствии солей и органических веществ.

Целью нашей работы явилось изучение влияния растворенного органического вещества (РОВ) и солености морской воды на устойчивость суспензий глинистых минералов в природных и модельных системах.

Исследовались суспензии каолинита и монтмориллонита, приготовленные на морской (шельф Черного моря, 21,2‰) и дистиллированной воде. Требуемую соленость модельных суспензий создавали добавлением NaCl (хч). Морскую воду для получения сопоставимой солености разбавляли дистиллированной водой. В качестве модельных РОВ использовали гуминовые кислоты (ГК) и хитозан. Устойчивость суспензий оценивали по оптической плотности (D) на спектрофотометре (Agilent, USA) при λ 535 нм. Отбор проб для измерения D проводили с фиксированной глубины, через определенное время.

Сравнение модельных глинистых суспензий с природными показало большую устойчивость последних, что связано со стабилизацией глинистых частиц растворенным в морской воде органическим веществом. Увеличение стабильности глинистых суспензий в присутствии ГК при изменяющийся солености обнаружено и для модельных систем. Модельные и природные суспензии каолинита показали большую устойчивость к действию солености по сравнению с суспензиями монтмориллонита. Добавление хитозана, известного флокулянта, не привело к потере устойчивости модельных систем глин, модифицированных ГК и суспензий каолинита в морской воде в условиях эксперимента. Тогда как суспензии монтмориллонита в морской воде в присутствии хитозана теряют устойчивость. Показано нелинейное увеличение рН и оптической плотности исследуемых систем при увеличении солености.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ФУНКЦИИ ОЛЕНЬИХ ПАСТБИЩ МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Макарова Е.Е.

Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, telle84@mail.ru

Сurrent state and functions of cervine pastures of murmansk region, Е. Мakarova

Развитие экономики любого района основано на использовании агроклиматического потенциала, местных минерально-сырьевых, биологических, водных и земельных ресурсов, а также обеспечивается средообразующими экологическими услугами геосистем, нейтрализующими вредные выбросы в природную среду и поддерживающими сбалансированное развитие зональных геосистем. Северное оленеводство является не только одной из древнейших отраслей животноводства, но и важнейшей отраслью сельского хозяйства Крайнего Севера. Оно считается природо- и ресурсосберегающим видом природопользования, т.е. щадящим, при котором происходит постоянное возобновление природного капитала. На территории Мурманской области для ведения северного оленеводства пригодны и используются под оленьи пастбища около 5556,2 тыс. га сельскохозяйственных угодий, расположенных в тундре, лесотундре и северной тайге на землях различных категорий (в том числе на землях лесного фонда). Из них наибольшее количество земель, используемых под оленьи пастбища, располагается в Ловозерском районе (около 4844,67 тыс. га). На территории Мурманской области северное оленеводство полностью базируется на естественной кормовой базе. Оленьи пастбища включают в себя участки, располагающие необходимым запасом кормов для северных оленей. Они составляют основу пастбищных ресурсов и подразделяются на: летние, весенне-осенние и зимние. Так же оленьи пастбища можно подразделить по устойчивости к пастбищной нагрузке на: устойчивые, слабоустойчивые и неустойчивые. Наилучшими пастбищными угодьями для ведения оленеводства являются территории, на которых преобладают ягельники (тундровые, таежные и лесотундровые виды лишайника Cladonia sp.), а также участки лишайниково-моховой, лишайниково-кустарничковой, кустарниковой и кустарничковой тундры. Анализ геоэкологической ситуации позволил сделать заключение о том, что значительная часть пастбищных земель находится в удовлетворительном, ненарушенном и слабонарушенном состоянии. При этом следует упомянуть, что обычно считается, что это деградация пастбищ в результате перевыпаса, хотя последняя инвентаризация кормовых ресурсов и анализ общего состояния растительного покрова Мурманской области проводились с помощью ПАБСИ в 1979 году, по результатам которых была составлена соответствующая карта на территорию Мурманской области. Поэтому для определения нынешнего состояния пастбищных ресурсов Мурманской области и для оптимизации их дальнейшего использования необходимы более детальные исследования состояния растительного покрова данной территории.



ОБРАЗОВАНИЕ В ИНТЕРЕСАХ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

Л.П. Машкова

МГУ им. М.В. Ломоносова, химический факультет

Начиная с 70-х гг. ХХ века во всех странах развернулись исследования по проблемам взаимоотношений общества и природы направленные на их гармонизацию. Это было вызвано симптомами глобального экологического кризиса. Исследования представляли собой своеобразную инвентаризацию различных видов воздействия человека на природу и системы её ответных реакций, выражающихся в нарушении естественного развития.

Для разработки общей стратегии и тактики гармонизации отношений человека и природы предстояло сформулировать концепцию, позволяющую наиболее полно и целостно взглянуть на природу как единую систему, и объединить усилия разных наук на единой основе.

Истоки целостного взгляда на человека и природу прослеживаются к концу ХIХ – началу ХХ в. Современные биосферные представления восходят к работам русских философов, писателей, естествоиспытателей, объединённых общими умонастроениями. В «Заветных мыслях» Д.И. Менделеев писал: «Да ты не царь природы, – скажут нам, – а если царствуешь, то только потому, что получил и пользуешься наследием предков твоих… Ты не единица в природе, а часть целого, клетка в крупном организме».

Развивая философские идеи Д.И. Менделеева, В.И. Вернадский указывал, что «Прогрессирующие развитие науки подвело человечество к новому историческому рубежу в его отношении с природой, здесь начинается новая стадия не только в истории человечества, но и в истории самой Земли». Разработанная им в 20 – 40-е гг. ХХ в. биосферно-ноосферная концепция очень актуальна в настоящее время.

Представления о модели экоустойчивого развития мирового сообщества были обсуждены и одобрены на международной конференции в 1992 г. в Рио-де-Жанейро (Бразилия), где был принят программный документ – «Хартия Земли, или Повестка дня на ХХI в.». Текущее десятилетие до 2014 года объявлено ООН – десятилетием образования в интересах устойчивого развития, где проблемам формирования основ экологической культуры отводится исключительно большое внимание.

Междисциплинарная концепция, выполняющая интегративную функцию в решении проблем взаимодействия человека и среды его обитания реализована в учебном фильме «Карбонатные породы и проблемы окружающей среды» в трех экологических аспектах: а) влияние среды на организм, эволюция биосферы; б) влияние хозяйственной деятельности человека на окружающую среду; в) влияние изменений в биосфере на все живое, необходимость охраны окружающей среды. Фильм рекомендован в качестве учебного пособия.

ТРАДИЦИОННОЕ И ИННОВАЦИОННОЕ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ

Л.П. Машкова

МГУ им. М.В. Ломоносова, химический факультет

Tradition and innovation in the educational process

L.P. Mashkova

Современные тенденции в высшем образовании связывают проблемы улучшения естественнонаучного образования с углублением гуманитарной подготовки специалистов. Это необходимо, т.к. причины многочисленных экологических кризисов – технократическое мышление и дисгармония сознания специалистов, когда информационно-логическая составляющая мышления огромна, а эмоционально-ценностная не развита.

Культура знания выступает и как способ миропонимания, и как стиль мышления, и как система ценностей. Естественнонаучная культура ориентирована на действие: новизна, эффективность, устремленность в будущее. Особое значение здесь придается цели как средству, путем инноваций и генерации все новых научных знаний с последующим внедрение их в жизнь.

Гуманитарная культура обращена к прошлому. Она ориентирована на познание уже существующего, с целью его сохранения. Неизменность, уникальность, недопустимость превращения цели в средство – главные ценности гуманитарной культуры как культуры знания.

Во многом сосуществование двух культур знания определяется их встречей в образовательном пространстве университета.

Сохранение единства знания и системы ценностей является сегодня одной из основных функций университета на ряду с образовательной и исследовательской. «Понимать прошлое, и может быть, провидеть будущее. История науки является в такие моменты орудием достижения нового» (В.И. Вернадский, 1927 г.)

Выявить параллели между природой и культурой позволяет классификация заповедных природных и культурных объектов, куда может входить и памятник природы федерального значения озеро Светлояр, о котором академик Д.С. Лихачев писал: «… Чем пристальнее начинаем смотреть (…когда мы восприняли Европу как свою, оказавшуюся для нас «окном в древнюю Русь»…) тем яснее для нас, что в Древней Руси существовала своеобразная и великая культура – культура глубокого озера Светлый Яр… … В Древнерусском идеале воплощались и высокие идеалы святости и нравственная чистота…».
УДК 599.325.1+591.434
Специализация зайцев (Lepus europaeus и L. timidus) к дендрофагии: структурное и функциональное обеспечение
Е.И.Наумова, Г.К.Жарова, Т.Ю.Чистова

Specialization of Lepus europaeus и L. timidus to dendrophagy: structural and functional provisions
E.I. Naumova, G.K. Zharova, T.Yu. Chistova

Институт проблем экологии и эволюции

им. А.Н. Северцова РАН,

119071 Москва, Ленинский просп., 33
E-mail: einaumova@gmail.com

Зайцы (Lepus europaeus и L. timidus) – широко распространенные промысловые млекопитающие, потребляющие корма с высоким содержанием структурных углеводов, микробная ферментация которых происходит в толстом отделе кишечника. Эволюционное преобразование желудочно-кишечного тракта зайцеобразных сопряжено со спецификой формирования пищевой специализации, заключающейся не только в адаптации к потреблению травянистых и веточных кормов, но и к повторному прохождению корма по пищеварительному тракту – копрофагии. Копрофагия у зайцеобразных принимает особую форму – так называемой цекотрофии (поедание эвакуата из слепой кишки), и становится неизбежно и необходимо вовлеченной в процесс усвоения травянистых и веточных кормов. Задача настоящей работы – выяснить механизмы усвоения зайцами целлюлозосодержащих кормов и обогащения этих кормов бактериальным белком. Детально рассмотрены рельеф поверхности слизистой кишечника и динамика выведения из дистального отдела кишечника твердых и мягких экскрементов у 4 зайцев-беляков и 12 зайцев-русаков.

Слепая и ободочная кишки у зайцев – основной локус функционирования жизненно важных для них микроорганизмов, расщепляющих структурные углеводы. Два хорошо развитых лимфоидных образования, расположенных на вершине слепой кишки (аппeндикс) и в устье подвздошной кишки, выполняют функцию регулятора состава микробиоты слепой кишки и создают среду, наиболее благоприятную для развития специализированного бактериального сообщества. Выходное отверстие из полости лимфоидного мешочка, расположенного в основании слепой кишки, открывается в ее полость рядом с устьем подвздошной кишки, так что поступающий сюда химус сразу подвергается воздействию секрета лимфоидного образования. Спиральная складка, разделяющая слепую кишку на отдельные ячейки, предохраняет микрофлору от сильного вымывания и увеличивает всасывающую поверхность, обеспечивающую отток метаболитов, накапливание которых тормозит ферментацию. Уникальное для млекопитающих строение ободочной кишки также приспособлено для стабилизации химического и бактериального состава цекотрофов. Ворсинчатая слизистая выстилает полости кармашков и полость собственно ободочной кишки. В слепую кишку посредством ритмичной цекотрофии частично возвращаются непереваренные волокна, где они подвергаются повторной ферментации. У зайцев, добытых в первую половину дня, дистальные отделы толстого кишечника были заполнены жидким мелкодисперсным содержимым, возвращаемым в желудок. У зайцев, добытых вечером, с началом кормовой активности, в дистальных отделах кишечника находились твердые шарики выводимых экскрементов.

Выявленные структурные особенности кишечника зайцев обеспечивают формирование специфического бактериального сообщества и создание питательного, богатого бактериальном белком химуса на базе потребляемого бедного растительного корма. Повторное прохождение корма через пищеварительный тракт обеспечивает также необходимую длительность ферментации грубых кормов.



ЧЕЛОВЕК – ЭТО ВОДНЫЙ ОБЪЕКТ

О.Г. Никитина, докторант каф. общей экологии биофака МГУ
Как специалист по анализу и восстановлению различных водных объектов я обратила внимание, что выявленные закономерности, которые помогают мне налаживать самоочищение воды, справедливы и для восстановления нормального функционирования человеческого организма. В частности, I – динамическое обеспечение (надлежащая подвижность всех видов физиологических жидкостей); II – оптимальная нагрузка (физическая, интеллектуальная, эмоциональная); III – минимизация вредных, зачастую токсичных воздействий (чаще всего, техногенных).

И это не удивительно: по весу тело человека состоит из воды почти на 80%. Однако далеко не все это осознают. Рекомендованные 40 мл воды, которые мы должны выпивать на каждый кг нашего веса, многим кажутся чрезмерными. Между тем физиологическое обезвоживание клеток человеческого тела, приводящее к различным тяжелым заболеваниям, преждевременному старению и смерти может наблюдаться даже у людей отекших, у которых ноги не помещаются ни в одну обувь и под глазами мешки. Доктор медицины Ф. Батмангхелидж после тщательных исследований установил причины этого: человеку нужна именно вода, а не напитки. Например, чай, кофе, кола, содержащие кофеин, препятствующий проникновению воды сквозь клеточную мембрану. Особенно в плачевном состоянии оказываются пожилые люди, у которых с возрастом пропадает чувство жажды. На это чувство нельзя полагаться: если человек весит 80 кг, он должен заставить себя выпивать не менее трех литров чистой воды в день. Для этого бутылки с водой должны стоять и на всех столах, и лежать в сумке. Фармацевтическая индустрия предложит множество препаратов для устранения симптомов хронического непреднамеренного обезвоживания клеток нашего организма, но организму нужна всего лишь вода. То, что любая жидкость может удовлетворить потребности человеческого организма в воде – серьезная ошибка.

Вода – не инертная субстанция: она не только растворитель и транспортёр питательных и иных веществ, но и производитель гидроэлектрической энергии на клеточных мембранах, она укрепляет клеточные мембраны, являясь защитником внутриклеточных процессов, она является и тонизирующим средством, так как стимулирует симпатическую нервную систему, а также серотонинергические системы головного и спинного мозга, вода является природным средством, снимающим боль, она помогает избавиться от никотиновой, алкогольной и наркотической зависимости. Избыточный вес – следствие того, что человеку кажется, что организм требует пищи, а на самом деле – он требует воды.

Не следует забывать и о следующем: даже в водопроводной воде недостаточно солей и микроэлементов, необходимых человеку, а в воде, прошедшей очистительные устройства с картриджами – повальное увлечение народа в последнее время – их почти нет. Бутилированная питьевая вода также бедна этими веществами. Поэтому следует выпивать ежедневно не менее 50 мл такой воды, как «Есентуки 17».

Для предупреждения загустения и ускорения движения всех физиологических жидкостей в организме человека рекомендуется выполнять самомассаж акупунктурных точек и оздоровительные гимнастические упражнения, плавание, пешие прогулки по лесу, а также на лыжах, роликах, коньках, посильный физический труд на свежем воздухе.

ЧЕТВЕРТЫЙ И ПЯТЫЙ БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ

THE FOURTH AND FIFTH BIOGEOCHEMICAL PRINCIPLES

С.А.Остроумов / S.A.Ostroumov

Московский гос.университет имени М.В. Ломоносова,

Москва 119991, РФ

M.V.Lomonosov Moscow State University,

Moscow 119991, Russian Federation

Key words: biosphere, geochemistry, biogeochemistry, migration of chemical elements, V.I.Vernadsky, role of organisms, biota, ecology, regulation, immobilization, types of matter;

Abstract. V.I.Vernadsky formulated three biogeochemical principles. These principles were set out, for example in the book "The chemical structure of the biosphere of the Earth and its environment" (1st biogeochemical principle - Paragraph 195 of this book, the second biogeochemical principle - Paragraph 198, and the third biogeochemical principle - Paragraph 208). The author of this brief communication proposed two new principles as an addition to those Vernadsky’s principles. The new principles make various aspects of the vital role of living organisms in conditioning the geochemical environment more visible.

В.И.Вернадский сформулировал три биогеохимических принципа [1]. Эти принципы были изложены, например в книге «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения» ( 1-й биогеохимический принцип - пункт 195; второй биогеохимический принцип - пункт 198; третий -пункт 208) [1]. Первые два принципа были посвящены биогенной миграции элементов, третий принцип был посвящен констатации максимально возможного заселения планеты для всего существующего в данный момент живого вещества.

Настало время в дополнение к этим трем принципам, с учетом работ [2-9], сформулировать еще два принципа.

Принцип 4. В биосфере имеет место не только биогенная миграция элементов, но и биологическая регуляция абиогенной миграции элементов.

Комментарий к принципу 4: в результате формулирования это принципа еще больше выявляется могущественное влияние живых организмов на геохимическую среду. Выявляется существование нескольких типов это влияния – через осуществление биогенной миграции и через регуляцию абиогенной миграции.

Принцип 5. В биосфере имеет место не только биогенная миграция элементов, но и биогенная иммобилизация элементов. Она осуществляется и живым веществом, и тем биогенным веществом, которое не имеет статуса жизни, не проявляет себя как живое и не входит в состав биомассы живых организмов.

Комментарий к принципу 5. Этот принцип еще более подчеркивает многообразие типов влияния живых организмов на геохимическую среду. В формулировке этого принципа внимание обращается на особую, опосредованную форму влияния живых организмов. Это влияние осуществляется через посредника. Посредником служит биогенное вещество, которое не проявляет себя как живое в традиционном понимании. Это биогенное живое, ставшее или являющееся, образно говоря, бездыханным. Его влияние может выражаться в форме торможения или остановки миграции элементов. В результате миграция элементов останавливается. Происходит остановка (иммобилизация) или, образно говоря, арест ранее мигрировавших элементов. Существенно, что все это происходит зачастую в интересах живых организмов. Таким образом может происходить обезвреживание, детоксикация вредных химических элементов и веществ, а также осуществляться ряд других функций, благоприятных для живых организмов и их жизнедеятельности. Подробнее о этом см. в публикациях [2 - 8], в которых выявлена функциональная роль биогенного вещества, которое обозначено с помощью нового термина ‘ex-living matter’ (ELM).

Предлагаемые представления дополняют ведущуюся дискуссию о роли живого вещества в биосфере [9].

Вышеизложенные представления о функциональной роли основных типов вещества в биосфере, миграции химических элементов и их иммобилизации, сформулированные кратко в виде двух биогеохимических принципов этой публикации, были поддержаны учеными Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН [10] и слушателями ряда научных учреждении Москвы и других городов Российской Федерации, которые присутствовали на докладах автора, сделанных по этой тематике в РАН, МГУ, университетах Самары и Тольятти.

Литература /References

1. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М. Наука. 1965. 374 с. 2. Остроумов С.А. New typology of matter and the role of ex-living matter (ELM) [Новая типология вещества и роль ex-living matter (ELM) в биосфере ] // Ecological Studies, Hazards, Solutions. 2010. Vol.16. P. 62-65.

3. Ostroumov S.A. Obezvrezhivanie toksichnykh ėlementov v biosfere i sovershenstvovanie ėkologicheskogo monitoringa // Ėkologiia promyshlennogo proizvodstva. 2012. № 1. S. 26-33.[Остроумов С.А. Обезвреживание токсичных элементов в биосфере и совершенствование экологического мониторинга // Экология промышленного производства. 2012. № 1. С. 26-33].

4. Ostroumov S.A. Chapter 3 (Glava 3). Zhivoe veshchestvo i rol′ detrita v biogennoĭ migratsii mikroėlementov. In book: Ermakov V.V., Karpova E.A., Korzh V.D., Ostroumov S.A. Innovatsionnye aspekty biogeokhimii – (M.: GEOKhI RAN, 2012). p. 103-133. [Глава 3. Живое вещество и роль детрита в биогенной миграции микроэлементов. В книге: Ермаков В.В., Карпова Е.А., Корж В.Д., Остроумов С.А. Инновационные аспекты биогеохимии – (М.: ГЕОХИ РАН, 2012). с. 103-133].

5. Ostroumov S.A. O tipologii osnovnykh vidov veshchestva v biosfere // Ėkologicheskaia khimiia 2011, 20(3): 179–188.[Остроумов С.А. О типологии основных видов вещества в биосфере // Экологическая химия 2011, 20(3): 179–188].

6. Ostroumov S.A. Toxic elements in biosphere, ecological problems of detoxication and advance of ecological monitoring.- Prikladnaia toksikologiia. 2012. № 2(8). S.28-41 [Остроумов С. А. Токсичные элементы в биосфере,экологические вопросы детоксикациии совершенствование экологического мониторинга // Прикладная токсикология. 2012. № 2(8). С.28-41].

7. Ostroumov S.A. Novye rezul′taty ėksperimental′noĭ raboty po izucheniiu khimiko-bioticheskikh vzaimodeĭstviĭ i tri problemy, postavlennye V.I.Vernadskim // Biopolitika. Otkrytyĭ mezhdistsiplinarnyĭ seminar na biologicheskom fakul′tete Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta im. M.V. Lomonosova. Izbrannye soobshcheniia. M. MGU. 2012. s.41-44.[Остроумов С.А. Новые результаты экспериментальной работы по изучению химико-биотических взаимодействий и три проблемы, поставленные В.И.Вернадским // Биополитика. Открытый междисциплинарный семинар на биологическом факультете Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Избранные сообщения. М. МГУ. 2012. с.41-44].

8. Ostroumov S.A. Chemico-Biotic Interactions and the New in the Science on the Biosphere Founded by V.I.Vernadsky. Moscow, 2013, MAX-Press. – 92 p. in Russ.

9. Ostroumov S.A. The functions of living substances in the biosphere // Herald of the Russian Academy of Sciences. 2003. Vol.73 (2). P. 164-169.

10. Online resource. Achievements in discovering some new facts in the interdisciplinary areas of life sciences and geosciences (2013). http://5bio5.blogspot.com/2013/07/achievements-in-discovering-some-new.html. Viewed 3.07.2013.

ИММОБИЛИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ (Ce, Bi, Gd, Ge; НАНОЧАСТИЦЫ, СОДЕРЖАЩИЕ Ti И Zn) БИОГЕННЫМ МАТЕРИАЛОМ (Ludwigia palustris, Myriophyllum aquaticum, Egeria densa, Gingko biloba И ДРУГИЕ ВИДЫ)

Остроумов С.А., Джонсон Моника, Тайсон Дж., Шин Б.

Immobilization of chemical elements (Ce, Bi, Gd, Ge; nanoparticles containing Ti and Zn) by biogenic material (Ludwigia palustris, Myriophyllum aquaticum, Egeria densa, Gingko biloba and others)

S.A. Ostroumov, Monique Johnson, J. Tyson, B. Xing.

Moscow State University, Faculty of Biology, RF; University of Massachusetts, Amherst, MA, USA;

Key words: rare earth elements, metals, biogenic material, nanoparticles, ICP-MS, ICP-OES,

Эта статья продолжает предыдущие публикации, в которых показано и исследовалось явление иммобилизации ряда химических элементов биогенным материалом [1-5]. Авторы изучали это явление на примере ряда химических элементов, которые добавляли в водную среду в виде раствора или в форме наночастиц (nanoparticles, NP). В данном сообщении приводятся дополнительные цифры. Новые результаты показали иммобилизацию биогенным материалом следующих элементов: Zn (добавлен в водную среду как NP, oxide), Ti (NP, oxide), Ce (cerium), Bi (bismuth), Gd (gadolinium), Ge (germanium) и др.

Методика опыта описана ранее [6, 7]. Дополнительная информация о методических деталях приводится ниже. Использовали следующие стандартные растворы химических элементов:

Zn: Zinc Reference Solution, certified, 1000 ppm ± 1% ; Zinc Oxide in 5% Nitric Acid, Lot 964071-24; (Fisher Chemical, Fair Lawn, NJ 07410).

Ti: Perkin Elmer Pure Atomic Spectroscopy Standard. Lot # 8-130TI-PE (Perkin Elmer Instruments).

Ce: Cerium SPEX Plasma Standard Lot 4-41CE, 1000 microg/ml; matrix 2% nitric acid in water (Industries Inc., Edison, NJ).

Bi (bismuth), ICP Standard Solution, Specpure, 1000 mg/L; in 5% HNO3; Alfa® AESAR® , Ward Hill, MA 01835;

Gd (gadolinium), Atomic Absorption Standard, Spectrum , 1000 mg/L in 2% nitric acid, standardized, verified against NIST Standard Reference Material # 3118, Lot HH309, Spectrum Chemical Mfg Corp., Gardena, CA 90248;

Ge (Germanium): Spex Certified Prep, 1000 mg/ L in H2O (Metucken, NJ 08840);

Ho (holmium) ICP Standard 1000 mg/ L; Ho2O3 in 5% HNO3; Lot 361394J; Johnson Matthey Catalog Company 30 Bond Street, Ward Hill, MA 01835;

Analysis of the concentration of the chemical elements. Samples and media were analyzed by ICP-OES (instrument: Optima 3000 DV, Perkin-Elmer) for the following elements: Ce, Cu, Eu, In, Pd, Ru, Sc, Se, Ti, U, Zn, and Zr;

Samples and media were analyzed by ICP-MS (instrument: SCIEX model ELAN 6100, Perkin Elmer) for the following elements: Bi, Ga, Gd, Ge, Ho, Ir, Nb, Rb, Rh, Ta, Tb, Te, Th, Tm, and V.

The results are presented in the tables that follow.

Table 1. Effect of the incubation on the concentration of chemical elements in the biogenic material. Incubation of the samples of biogenic materials took place in the aquatic system with the chemical elements added to aquatic medium.

B – the average concentration of the chemical element in the sample of the biogenic material after the incubation; A – the average concentration of the same element in the control sample.



Chemical elements

Plant species

Types of the material

(B/A) ∙100%

Conclusion

Zn (NP, oxide)

Ludwigia palustris

biomass

152.8%

Increase in concentration

Zn (NP, oxide)

Myriophyllum aquaticum

mortmass

137.6

Increase

Zn (NP, oxide)

Ludwigia palustris

mortmass

241.0

Increase

Zn (NP, oxide)

Egeria densa

biomass

162.0

Increase

Zn (NP, oxide)

Gingko biloba

mortmass

248.3

Increase

Ti (NP, oxide)

Myriophyllum aquaticum

biomass

4023.1

Increase

Ti (NP, oxide)

Ludwigia palustris

biomass

602.6

Increase

Ti (NP, oxide)

Ludwigia palustris

mortmass

242.2

Increase

Ti (NP, oxide)

Egeria densa

biomass

852.7

Increase

Ti (NP, oxide)

Typha latifolia

mortmass

174.5

Increase

Ti (NP, oxide)

Gingko biloba

mortmass

411.6

Increase

Table 2. Ce and Bi in biogenic material. More detail see Table 1.



Ce (cerium)

Myriophyllum aquaticum

biomass

53 700.0

Large increase

Ce

Egeria densa

biomass

25 385.9

Large increase

Ce

Ludwigia palustris

biomass

11 844.96

Large increase

Ce

Myriophyllum aquaticum

mortmass

>15 000

Large increase

Ce

Ludwigia palustris

mortmass

14 075.0

Large increase

Ce

Typha latifolia

mortmass

8042.1

Large increase

Ce

Gingko biloba

mortmass

1582.0

Increase

Bi (bismuth)

Egeria densa

biomass

759.8

Increase

Bi

Ludwigia palustris

biomass

129.48

Possible increase

Table 3. Gd and Ge in biogenic material. More detail see Table 1.



Gd (gadolinium)

Myriophyllum aquaticum

biomass

691.54

Increase

Gd

Myriophyllum aquaticum

mortmass

367.88

Increase

Ge

(germanium)



Myriophyllum aquaticum

biomass

484.50

Increase

Ge

Egeria densa

biomass

15855.56

Large increase

Ge

Ludwigia palustris

biomass

1206.19

Large increase

Ge

Myriophyllum aquaticum

mortmass

738.69

Increase

Ge

Ludwigia palustris

mortmass

1126.01

Large increase

Ge

Typha latifolia

mortmass

457.10

Increase

Ge

Gingko biloba

mortmass

683.33

Increase

Table 4. Ho in biogenic material. More detail see Table 1.



Ho (holmium)

Myriophyllum aquaticum

biomass

2558.3

Large increase

Ho

Myriophyllum aquaticum

mortmass

2100.0

Large increase

Ho

Egeria densa

biomass

449.8

Increase

Ho

Ludwigia palustris

biomass

217.9

Increase

Ho

Ludwigia palustris

mortmass

367.5

Increase

Ho

Typha latifolia

mortmass

225.1

Increase

The data obtained and reported in this communication are in agreement with the previous publications that reported the immobilization of a number of chemical elements by biomass and mortmass of plants [1-8].



ADDENDUM. Some comments on use and / or toxicity of some of the elements (source: sites available at Internet, including Wikipedia and others):

Cerium is a strong reducing agent and ignites spontaneously in air at 65 to 80 °C. Fumes from cerium fires are toxic. Water should not be used to stop cerium fires, as cerium reacts with water to produce hydrogen gas. Workers exposed to cerium have experienced itching, sensitivity to heat, and skin lesions. Cerium is not toxic when consumed orally, but animals injected with large doses of cerium have died due to cardiovascular collapse. Cerium is more dangerous to aquatic organisms, on account of being damaging to cell membranes.

A major technological application for cerium (III) oxide is a catalytic converter for the reduction of CO emissions in the exhaust gases from motor vehicles. In particular, cerium oxide is added into diesel fuels. Another important use of the cerium oxide is a hydrocarbon catalyst in self-cleaning ovens, incorporated into oven walls

Bismuth chemically resembles arsenic and antimony. Bismuth compounds are used in cosmetics, pigments, and a few pharmaceuticals, notably Pepto-Bismol. Bismuth has unusually low toxicity for a heavy metal. 

The gadolinium (III) ion occurring in water-soluble salts is quite toxic to mammals.

As little as 1% gadolinium can significantly improve the workability and resistance to high temperature oxidation of iron, chromium, and related alloys. Gadolinium as a metal or salt has exceptionally high absorption of neutrons and therefore is used for shielding in neutron radiography and in nuclear reactors.

Germanium: chemically similar to its group neighbors tin and silicon. Organic germanium compounds are lethal to certain bacteria. Synthetic soluble germanium salts are nephrotoxic, and synthetic chemically reactive germanium compounds with halogens and hydrogen are irritants and toxins. 

Germanium's major end uses are in fibre-optic systems, infrared optics and in solar cell applications.

The broad use of these chemical elements means that they may enter the environment as industrial pollutants, which makes necessary detailed studies of their behavior as prospective environmental pollutants.

ACKNOWLEDGEMENT. Support of Fulbright Program to S.A.O.

REFERENCES:

1. Ostroumov S. A., Kolesov G. M. The aquatic macrophyte Ceratophyllum demersum immobilizes Au nanoparticles after their addition to water // Doklady Biological Sciences. 2010. Vol. 431. P. 124–127. http://www.scribd.com/doc/41165833

2. Ostroumov. S.A. On typology of the main kinds of matter in the biosphere. – Ecological Chemistry (Ekologicheskaya Khimiya, St.-Petersburg, Russia), 2011, vol. 20(3), p. 179-188.

3. Zhbanov A. E., Ostroumov S. A. Vzaimodejstvie tjazhelyh metallov (medi i kadmija) s biomassoj briofito-tsianobakterial'nogo soobshhestva: na puti k fitotehnologii ochishchenija vody. - Vodnoe Hozjajstvo Rossii. - 2012. - # 1. - S. 103-108. [Жбанов А. Е., Остроумов С. А. Взаимодействие тяжелых металлов (меди и кадмия) с биомассой бриофито-цианобактериального сообщества: на пути к фитотехнологии очищения воды // Водное хозяйство России. - 2012. - № 1. - С. 103-108].

4. Ostroumov S.A. Obezvrezhivanie toksichnyh jelementov v biosfere i sovershenstvovanie jekologicheskogo monitoringa // Jekologija promyshlennogo proizvodstva. 2012. # 1. S. 26-33. [Остроумов С.А. Обезвреживание токсичных элементов в биосфере и совершенствование экологического мониторинга // Экология промышленного производства. 2012. № 1. С. 26-33].

5. Ostroumov S.A. Zhivoe veshhestvo i rol' detrita v biogennoj migracii mikrojelementov. V knige: Ermakov V.V., Karpova E.A., Korzh V.D., Ostroumov S.A. Innovacionnye aspekty biogeohimii – (M.: GEOHI RAN, 2012). s. 103-133. [Остроумов С.А. Живое вещество и роль детрита в биогенной миграции микроэлементов. В книге: Ермаков В.В., Карпова Е.А., Корж В.Д., Остроумов С.А. Инновационные аспекты биогеохимии – (М.: ГЕОХИ РАН, 2012). с. 103-133].

6. Ostroumov S.A. , S.V. Kotelevtsev, Monique Johnson, J. Tyson, B. Xing. Experimental research: biogenic substance, ecotoxicants, and nanoparticles. Moscow, MAKS Press. 2013. - 28 p. ISBN 978-5-317-04522-7. (in Russ.).

7. Johnson M. E., Ostroumov S. A., Tyson J. F., Xing B. Study of the interactions between Elodea canadensis and CuO nanoparticles // Russian Journal of General Chemistry. 2011. Volume 81. P. 2688-2693.

8. Johnson M.E., Ostroumov S.A., Tyson J.F., Xing B. Measuring the concentrations of elements including toxic metals in phytomass after incubation of aquatic macrophytes with nanoparticles of metal oxides // Fundamental and Innovative Aspects of Biogeochemistry. Materials VII Biogeochemical School. September 12 - 15, 2011. Moscow: V.I. Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences, 2011. P. 66-69.

БУРЫЕ ВОДОРОСЛИ В МОНИТОРИНГЕ СОСТОЯНИЯ ПРИБРЕЖНЫХ ВОД ЧЕРНОМОРСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ (КРАСНОДАРСКИЙ КРАЙ)

Панькова Е.С. (Pankova E.S)

Географический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова

В Черном море водоросли представлены в основном такими отделами как бурые(Phaeophycophita) ,видами, как падина павлинья ( Padina pavonia), цистозира бородатая (Cystoseira barbata), зеленые (Chlorophyta) - энтероморфа кишечная (Enteromorpha intestinalis), ульва жесткая (Ulva rigida) и красные (Rhodophicophita) - церамиум красный( Ceramium rubrum), каллитамнион щитковидный (Callithamnion corymbosum). [1]

Нижней границей распространения водорослей в изучаемом регионе считается глубина до 50 м.

По отношению к органическому загрязнению вод моря, водоросли делятся на 3 основные группы: полисапробные (виды, встречающиеся в условиях сильного загрязнения), мезосапробные (виды, встречающиеся в условиях среднего загрязнения) , олигосапробные (виды, встречающиеся только в условиях чистых и открытых районов моря). [2]

Наиболее чувствительными к изменению химического состава окружающей среды являются зеленые и бурые водоросли, причем, к загрязнению они относятся по-разному.

Бурые водоросли обычно плохо переносят загрязнение, однако среди них можно выделить виды, отличающиеся исключительной устойчивостью к загрязнению, например, цистозира бородатая (Сystoseira barbata). По мере увеличения степени загрязнения воды наблюдается тенденция возрастания количества видов зеленых водорослей.

Можно отметить, что водоросли (наиболее чувствительные или наиболее устойчивые к загрязнению) могут использоваться в качестве биомаркеров, дающих информацию о воздействии как различных загрязнителей, так и токсического метаболита, образующегося в результате его трансформации в природной среде. Таким образом, водоросли-биомаркеры, , отражают кумулятивный эффект воздействия загрязняющих веществ, вследствие чего их использование особенно перспективно при исследовании прибрежных морских экосистем, которые подвержены антропогенному прессу. При этом особо опасными оказываются загрязнения тяжелыми металлами – поллютантами, различными путями поступающими в гидросферу. Опасность усугубляется тем, что, циркулируя длительное время, они в итоге аккумулируются в гидробионтах преимущественно в начальных звеньях трофических цепей. [2]

По характеру распространения , обилию и видовому разнообразию бурых водорослей, индикаторов загрязнения тяжелыми металлами, проведена оценка состояния прибрежных вод Черноморского побережья Анапы (Краснодарский край).

Список литературы:



  1. Алексеенко В.А. Металлы в окружающей среде. Прибрежные аквальные ландшафты Черноморского побережья России – ФГБНУ «НИИ ПМТ»,2012.

  2. Зайцев Ю.П. Введение в экологию Черного моря. Монография, Одесса «ЭВЕН», 2006.- 224 с.

СРАВНЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТВОРЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ЭСТУАРИЯХ ОБИ И ЕНИСЕЯ

Поняев М.С. Беляев Н.А.

Государственное бюджетное учреждение науки Институт Океанологии им. П.П.Ширшова Российской Академии Наук

E–mail: mishgan007@rambler.ru , ratnick@mail.ru

Из всех морей Арктического бассейна Карское море принимает в себя крупнейший пресноводный речной сток Оби (более 600 км3 в год) и Енисея (более 650 км3 в год) и связанные с этим стоком значительные объемы взвешенного и растворенного терригенного материала, которые оказывают решаюшее влияние на формирование состава взвеси и донных осадков всего моря.

С целью изучения экосистемы Карского моря осенью 2007 и 2011 годов на НИС «Академик Мстислав Келдыш» были проведены две комплексные океанологические экспедиции, в которых были отобраны пробы воды, взвеси и донных осадков для изучения содержания органического вещества (Рис 1). Определения содержания растворенного органического углерода (РОУ) в 102 пробах морской были выполнены на анализаторе TOC-Vcph фирмы Shimadzu.

В данной работе сравниваются закономерности распределения РОУ на двух разрезах — Обском, включающем в себя зону от пресноводной внутренней частит Обской губы до глубоководных районов у Северной оконечности Новой Земли и Енисейском, охватывающем зону от пресных вод реки Енисей в Енисейском заливе до восточного отрога глубоководного желоба Святой Анны. Сравнение распределения растворенного органического углерода на данных разрезах позволяют выявить особенности распределения органического вещества в эстуарной зоне, а также в области континентального склона.

Концентрации РОУ на Обском разрезе изменялись от 0.84 мгС/л в глубоководной части разреза у северной оконечности Новой Земли до 12.2 мгС/л в пресноводной части Обской губы. На Енисейском разрезе концентрации РОУ варьируются от 1.16 мгС/л у восточного отрога глубоководного желоба Святой Анны до 10.95 мгС/л в поверхностных водах пресноводной части Енисейского залива (Рис 2). Расчитанные конецентрации РОУ в пресных водах Оби и Еничея составили 10 мгС/л и 8 мгС/л соответственно, что выше средних значений для Оби и примерно соответствует таковым для Енисея (Рис 3). Проведенные исследования показали, что распределение РОУ носит консервативный характер уи тесно связано с изменением солености, основное изменение его концентраций происходит в процессе рассолонения пресных вод.

Для Обского разреза характерно постепенное снижение содержания РОУ от максимальных 12 мгС/л в пресных водах Оби до 1-1.5 мгС/л в открытой части разреза, причем максимальной — до 3 мгС/л - она остается в речных распресненных водах, которые распространяются в верхней части водной толщи в над подстилающими их морскими водами (соляной клин) вплоть до глубоководной части желоба Святой Анны.

В свою очередь распределение РОУ на Енисейском разрезе и его выпадение во взвешенную форму и донные осадки жестко локализовано в узкой мелководной части и изменяется от 11 мгС/л в пресных водах Енисейского залива до минимальных 1.16 мгС/л в придонных горизонтах открытой части при среднем содержании РОУ 3 мгС/л в толще разреза.


    1. Лисицын А.П. , Шевченко В.П., Виноградов М.Е., Северина О.В., Вавилова В.В., Мицкевич И.Н. Потоки осадочного вещества в Карском море. // Океанология. 1994. Т.34, №5.

    2. Романкевич Е.А., Ветров А.А. Цикл углерода в арктических морях России //М.: Наука, 2001.

    3. Беляев Н.А., Поняев М.С., Пересыпкин В.И. Органический углерод воды, взвеси и верхнего слоя донных осадков Карского моря. // Океанология. 2010. Т. 50, №5

    4. Маккавеев П.Н., Стунжас П.А., Мельникова З.Г., Хлебопашев П.В., Якубов Ш.Х. Гидрохимическая характеристика вод западной части Карского моря. // Океанология. Т.50. №5

    5. Siberian river run-off in the Kara Sea / Ed. R.Stein, K.Fahl, D.K. Futterer , E.M. Galimov and O.V. Stepanets // Elsevier Sciense, 2003.

Рис 1. Карта-схема расположения станций пробоотбора

станции Обского разреза. Экспедиция 2007 года

станции Енисейского разреза. Экспедиция 2011 года

Рис 2. Распределение РОУ, мкгС/л. Ориентировка разрезов: Север — Юг.

Обский разрез: А — глубоководная часть, В — мелководная часть

С - Енисейский разрез


Рис 3. Зависимость содержания растворенного органического углерода от солености (‰)

Рассчетная зависимость РОУ/соленость по данным экспедиций 2007 и 2011 гг.

Рассчетная зависимость РОУ/соленость по данным R.Stein, K.Fahl...[5].



ИНФРАКРАСНЫЙ СПЕКТРОФОТОМЕТР В ЛАБОРАТОРИИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА.

Саранцева И.В.

ХИМРАР, 141400, Россия, Московская область, г. Химки, ул. Рабочая, д. 2а, кор. 1, sarantsevaiv@gmail.com

Infrared Spectrophotometer in Substances Quality Control Laboratory. Sarantseva Irina

Системы ISO и GMP в лаборатории требуют повышения производительности труда при наименьших затратах времени анализа образцов. Метод ИКС (инфракрасной спектроскопии) способствует этому, благодаря следующим факторам: 1)наименьшее количество пробы для анализа по сравнению с другими методами (от 0,1мг); 2)простота измерений ИК спектров; 3)большая чувствительность современных ИК спектрометров; 4)информативность ИКС метода. В связи с этим, в лабораториях контроля качества различных экологических образцов, препаратов и субстанций, содержащих органические вещества, метод ИКС может занимать ведущее место среди других инструментальных методов.



  1. ИКС – как первый шаг в контроле качества. Если при снятии ИК спектра обнаружено соответствие ИК спектра образца с ИК спектром стандарта в области «отпечатков пальцев» и наличие воды в образце (по области 3600-3300 см⁻¹, Рис.А.)¹¯², сначала следует высушить весь образец, убедиться в полном соответствии ИК спектра образца с ИК спектром стандарта по всей области спектра (от 4000 до 400 см⁻¹), а затем проверять образец на подлинность другими более дорогостоящими методами, например, титрования, газовой хроматографии (ГХ) и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Следовательно, использование метода ИК спектроскопии как одного из самых первых (кроме определения цветности и растворимости) инструментальных методов исследования принесет лаборатории большую экономическую выгоду.




  1. Влияние условий регистрации ИК спектров на площадь полос поглощения. Точность количественных измерений резко падает, если измеряемое пропускание образца выходит за пределы 10-85% (оптическая плотность 0,07-1,00). Поэтому при большом поглощении необходимо уменьшить либо концентрацию, либо толщину поглощающего слоя.³ Каждый cпектроскопист знает об этих правилах регистрации ИК спектров. И, в начале развития ИК спектроскопии до применения компьютеризации , невозможно было даже зарегистрировать ИК спектр на регистрационном листе бумаги, если зашкаливало поглощение (при большой концентрации раствора или большой толщине поглощающего слоя). Сейчас существует целый ряд программ (например: IR solution, ACDLABS IR Manager и др.), которые позволяют не обращать внимания на это условие регистрации ИК спектров и обрабатывать ИК спектры методом базисной линии, применяя программное обеспечение. Возникает вопрос: правомерно ли это? Цель эксперимента: Проверить существование зависимости между площадями пиков и условиями регистрации ИК спектров при наличии современного программного обеспечения. Исследование было проведено по 5 таблеткам разной толщины (образец один и тот же). Были зарегистрированы спектры с максимальным пропусканием (Т%) образца выше 400%, ~375%, ~200%, ~100% и ~75%.

Общее для всех ИК спектров (Рис.1.1–Рис.5.2): положение всех характеристических полос поглощения (П.П.) для всех ИК спектров (№1-№5) в интервале от 4000 до 400 см⁻¹ остается неизменным. Для большей наглядности полученных результатов представлен график зависимости условий регистрации ИК спектров на площадь полос поглощения (Рис.6.), где хорошо видно слияние графиков для спектров №4 и №5 (100% и 75%) и отличие значений для спектров №1, №2 и №3 (400%, 375% и 200%).


ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Для качественного анализа (положение П.П.) ИК спектров не имеют значения пределы пропускания (поглощения) зарегистрированных ИК спектров. Для количественного анализа (даже при наличии программного обеспечения, имеющего огромные возможности) необходимо так приготовить таблетку (это распространяется и для растворов), чтобы пропускание образца не выходило за пределы ~10 – ~95%.

Литература: ¹К. Наканиси, «Инфракрасные спектры и строение органических соединений», Изд-во «Мир», Москва, 1965. ²Л. Беллами, «Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул», Изд-во «Мир», Москва, 1971. ³Мальцев А.А. Молекулярная спектроскопия. М., Изд-во Моск. Ун-та. 1980, с.98.

УДК 628.2

ВОДА: НАШЕ БОГАТСТВО И ПРОГНОЗЫ

А.В. Синева



Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, кафедра коллоидной химии

Россия, 119991 Москва, Ленинские горы, д. 1, стр.3. e-mail: asineva@mail.ru

По прогнозам ученых к середине XX1 века не останется стран, которые не будут испытывать острого кризиса из-за недостатка воды. С полным правом воду можно считать незаменимым ресурсом. Следующее столетие станет столетием воды, когда питьевая вода будет стоить дороже нефти. Уже сейчас более миллиарда человек испытывают недостаток в доступе к нормальному водоснабжению и одна треть населения Земли уже живет в регионах с недостатком воды. Но вода - это не просто источник жизни на Земле. Это еще и ресурс развития, без которого не возможен ни научно-технический прогресс, ни улучшение качества жизни. Современный мир осознал важность проблемы использования водных ресурсов. С одной стороны, запасы воды не безграничны, а с другой стороны, ее загрязнение доходит до таких пределов, что скоро мы попросту не сможем восстанавливать те ресурсы, которые сейчас кажутся нам неисчерпаемыми. Масштабы загрязнения воды в цифрах известны: примерно 11 млн тонн загрязняющих веществ ежегодно попадают со сточными водами в поверхностные водные объекты России. Качественной водой обеспечены только 38 % всех регионов и поэтому у людей возникают проблемы со здоровьем. Некачественную по санитарно-гигиеническим и микробио-логическим показателям питьевую воду потребляет часть населения в Республиках: Ингушетии, Калмыкии, Карелии и Карачаево-Черкесской; в Архангельской, Курганской, Саратовской, Томской и Ярославской областях; в Ханты-Мансийском автономном округе -Югре и Чукотском автономном округе. Более 28 млн человек в России потребляют воду из поверхностных источников без всякой очистки и обеззараживания [Российская газета, окт. 2010]. Улучшение качества воды в мегаполисах в XXI веке связано с осуществлением проекта в Санкт-Петербурге по первичной очистке воды прямо в реке. По этой технологии, разработанной Россией и Германией, Мосводоканал и Водоканал Санкт-Петербурга запустили новые станции водоочистки. Уникальная двухступенчатая технология обеззараживания питьевой воды на водопроводных станциях Санкт-Петербурга за период с 2004 по 2009 год привела к снижению заболеваемости гепатитом А в 16 раз. Мосводоканал сейчас - крупнейшая водная компания России, которая обеспечивает высококачественной водой и надежной системой водоотведения более 13 млн жителей. Однако, следует отметить ухудшение качества воды поверхностных источников из-за антропогенных загрязнений. Таким примером является благодаря Минобороны полигон твердых отходов в Солнечногорском районе Подмосковья, который грозит заразить ядами Истринское и Клязьминское водохранилища, откуда берется вода для жителей Москвы. Данные "RБK daily" показали, что в воде из реки Радомля, расположенной вблизи свалки, превышено содержание фенола в 300 раз, иона аммония в 238, формальдегида в 11,5, нефтепродуктов в 9,8 раз и др. Таким образом, сделка Минобороны с ООО "ПроектСтрой", которое основало в районе полигон для вывоза мусора из столицы и области, может оставить Москву без воды.

УДК 628. 2

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Waste water treatment and environmental protection

А.В. Синева

Химический факультет МГУ им. Ломоносова, кафедра коллоидной химии, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 3 е-mail: asineva@mail.ru

Одной из важных экологических проблем является эффективная очистка сточных вод. В водные объекты РФ сбрасывается до 52 куб. км в год сточных вод, из которых 19,2 куб. км подлежат очистке. Более 72 % сточных вод, подлежащих очистке, сбрасываются в водные объекты недостаточно очищенными, 17 % - загрязненными без очистки и только 11% - очищенными до установленных нормативов.

В настоящее время впервые в России в Санкт- Петербурге внедряется инновационная система управления водоснабжением, в которой предусмотрено предварительное озонирование воды, а также используется технология обеззараживания двумя методами - химическим (с применением гипохлорита натрия и сульфата аммония) и физическим (обработка воды ультрафиолетом). Использованный на Южной водопроводной станции новый блок водоподготовки значительно снижает негативное воздействие на окружающую среду. В 2010 г в Петербурге очищалось более 92 % всех стоков и до конца 2015г Водоканал планирует выйти на уровень очистки в 98 %. Обеззараживание очищенных сточных вод ультрафиолетом осуществляется также на крупнейшем в мире блоке Люберецких очистных сооружений. Таким образом, очистка сточных вод и охрана окружающей среды происходят за счет перехода воды на замкнутый цикл использования.

В последние годы широкое применение находят также мембранные технологии, при помощи которых реализованы десятки проектов обработки муниципальных и индустриальных вод, а также подготовки питьевой воды.

С помощью мембранной технологии можно также достаточно эффективно удалять соли из морской воды, что открывает перспективы для получения питьевой и индустриальной воды практически из неисчерпаемого источника [Экономика, Российская газета, 237/5316 (2010) A9, A`13].

Городские реки, как источники питьевого водоснабжения и приемники очищенных сточных вод, испытывают повышенную антропогенную нагрузку. Использование методов биотестирования позволяет оперативно оценивать качество воды. На крупнейших в Европе Курьяновских и Люберецких очистных сооружениях внедрена система биотестирования качества воды после ее очистки. Для поверхностных вод наиболее чувствительными являются организмы-фильтраторы - дафнии, цериодафнии, которые используются в качестве тест-объектов. Метод тестирования - важный инструмент в формировании устойчивого функционирования водно-ресурсной системы города [ www.mosvodokanal.ru ].

УДК 504.062

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РЕВИТАЛИЗАЦИЯ

ГОРОДСКИХ МАЛЫХ РЕК

И.О. Тихонова, Д.А. Крамер

Ecological revitalization of urban small rivers

I.O.Tikhonova, D.A. Kramer

Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, г. Москва

iriti-may@yandex.ru
Активная связь города с речным ландшафтом всегда была традицией русского градостроительства. Если Москва-река представляет собой композиционную ось города, то сеть малых рек была планировочным каркасом, на основе которого развивалась система городских, дворцовых и усадебных ансамблей. У малых рек Москвы, как правило, трагическая судьба: речные долины неразумно использовались, уничтожался либо искажался их рельеф, спрямлялись и стеснялись русла, засорялись выходы грунтовых вод, нарушалась гидросеть. На сегодняшний день полностью утрачено 40 малых рек и ручьев, сильно трансформированы - 27, умеренно трансформированы - 28.

Малые реки в первую очередь реагируют на хозяйственную деятельность человека, обладают более низкой способностью к самоочищению, быстрее загрязняются. Состояние водных объектов сегодня является важнейшим показателем экологического благополучия города, т.к. они являются неотъемлемыми элементами всей ландшафтно-архитектурной системы мегаполиса, поддерживают гомеостаз ландшафта, выполняют санитарно-биологическую, климатообразующую, культурно-историческую, рекреационную функции.

Градостроительная политика должна сводиться к минимизации площадей с техногенным ландшафтом в сторону восстановления естественных или культурных ландшафтов в зависимости от состояния долины и ее места в градостроительных планах развития округов. При правильной организации культурный ландшафт как часть системы озеленения прибрежных территорий способствует восстановлению    и оздоровлению среды обитания человека и биосферы в целом.

Сегодня только комплексная реставрация всей водно-зеленой системы Москвы – Проект создания на базе возрождаемых рек сети «экологических коридоров» – поможет решить экологические проблемы столицы. В результате реализации Проекта по реабилитации водных объектов должно быть экологически полноценное восстановление (ренатурирование) рек в природных формах, обеспечивающих функционирование типичных для рек нашей зоны экосистем. Чтобы Проект дал реальные результаты, необходимо уточнение целей и путей практического осуществления. В каком виде мы хотим воссоздать ту или иную малую реку?

Как показывает опыт различных стран, наиболее удовлетворительные результаты дает восстановление водотоков на уровне периода, предшествующего индустриальному освоению данного региона. Такие программы включают не только мероприятия, направленные на улучшение качества вод реки, но также на реконструкцию на ней гидротехнических сооружений, традиционных для этого периода. Охрана и создание природных территорий в городах неразрывно связно с предоставлением этих территорий людям, поэтому повторное использование таких территорий – их ревитализация – должно обеспечивать создание или охрану биоразнообразия с одновременным обеспечением доступности для рекреации; в некоторых случаях проект ревитализации охватывает также восстановление культурного наследия, например, старинных гидротехнических сооружений.

В рамках Проекта предлагается организация различных экологических акций, например, «Чистый берег», «Очистим малые реки нашего округа» (по очистке береговой линии и водной части рек, мостовых переходов, мест выхода родниковых вод)». По их итогам возможно проведение различные конкурсы творческих работ школьников и студентов, окружных конференций.

Полученные данные могут быть использованы старшеклассниками и студентами вузов и колледжей в подготовке учебных научно-исследовательских, курсовых и дипломных работ, а также будут являться основой для проектов по восстановлению/ревитализации малых рек Привлечение интеллектуального потенциала педагогов высшей школы к исследованиям позволяет внести новые элементы в процесс городского экологического образования, а школьникам дает возможность участвовать в практической работе по улучшению экологической ситуации местности.


<< предыдущая страница   следующая страница >>