Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,570

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ НОВЫХ МЕТОДОВ БИОИНДИКАЦИИ ТОКСИЧНОСТИ ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ ВОЗДУХА ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕНТРОВ

Шиманская Е.И. 1 Бураева Е.А. 1 Вардуни Т.В. 1 Симонович Е.И. 1 Триболина А.Н. 1 Рыбалко Д.А. 1
1 Научно-исследовательский институт биологии Южного федерального университета
1. Бураева Е.А., Стасов В.В., Малышевский В.С., Кубрин С.П., Толпыгин И.Е., Дубоносов А.Д. Сезонное поведение 7Ве в приземном слое воздуха г. Ростова-на-дону // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 1. – С. 177-180.
2. Гуськов Е.П, Вардуни Т.В., Шкурат Т.П., Милютина Н.П., Мирзоян А.В. Свободно-радикальные процессы и уровень аберраций хромосом в листьях древесных растений как тест-система на генотоксичность городской среды // Экология – 2000. – № 4. – C.270-275.
3. Омельченко Г.В., Шиманская Е.И., Бураева Е.А., Шерстнев А.К., Чохели В.А., Вьюхина А.А., Вардуни Т.В., Середа В.А. Оценка генотоксичности окружающей среды урбанизированных территорий с использованием древесно-моховых консорций (на примере г. Ростова-на-дону) // Экология и промышленность России. – 2012. № 11. – С. 51-55
4. Шиманская Е.И., Бессонов О.А., Горлачев И.А., Омельченко Г.В., Чохели В.А., Вардуни Т.В. Методология оценки генотоксичности факторов окружающей среды с использованием растительных объектов // Валеология. – 2010. № 2. – С. 40-43.
5. Шиманская Е.И., Вардуни Т.В., Вьюхина А.А., Чохели В.А. Разработка метода биотестирования недифференцированных факторов среды для территорий, приуроченных к зонам активных тектонических разломов, на основе анализа распределения морфологических изменений у ценозообразующих видов деревьев // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 6. – С. 1778-1183.

При проверке факторов окружающей среды на генотоксичность растительные тест-системы незаменимы в силу целого ряда преимуществ, среди которых необходимо назвать возможность проведения многолетних мониторинговых исследований в природной среде, оценки генотоксичности недифференцированных факторов, действующих на исследуемых природных и урбанизированных территориях [2, 4].

Одними из перспективных объектов для биоиндикации являются мхи и лишайники. Они высокочувствительны к загрязнению среды обитания, распространены по всему земному шару и могут быть использованы при мониторинге радиоактивности приземного слоя воздуха на всех уровнях: локальном, региональном и глобальном [1, 5].

Многие исследователи отмечают удобство мхов в качестве объекта мониторинговых исследований, так как они успешно произрастают в условиях сильного атмосферного загрязнения, аккумуляция элементов у мхов практически не зависит от климатических условий [3]. Интегральная оценка различных параметров бриофлоры обеспечивает выявление локального загрязнения исследуемой территории. Сфагновые мхи, благодаря экофизиологическим особенностям, являются эффективными сорбентами пылевых частиц из воздуха. Эти мхи, выполняя функции сорбирующей поверхности и живого поглотителя, накапливают из атмосферных выпадений радионуклиды, химические соединения и элементы, к действию которых мхи обладают повышенной сверхчувствительностью (например, оксиды серы и азота, фторо- и хлороводород), а также тяжелые металлы.

В данной работе проведены предварительная оценка возможности мхов и лишайников концентрировать радионуклиды, определение радиоактивного загрязнения приземного воздуха бриоиндикацией, а также разработана новая методика выявления генотоксичности приземного слоя воздуха урбанизированных и природных территорий, основанная на применении растительных биосенсоров.

Образцы мхов и лишайников отбирались с деревьев, зданий, камней и почвы, расположенных вдоль некоторых наиболее оживленных улиц Западного жилого района г. Ростова-на-Дону. Отбор проб проводился в наиболее чувствительный для экосистем период – с июня по июль, когда количество выпавших осадков минимально. Содержание радионуклидов в отобранных образцах определялось инструментальным гамма-спектрометрическим методом радионуклидного анализа с использованием низкофоновой специализированной установки РЭУС-II-15 на основе полупроводникового GeНР детектора (рабочий эталон II разряда). Методики анализа использовались стандартные с применением счетные геометрий Дента 0,02 л и 0,04 л. Время набора гамма-спектров не превышало 24 часов.

Для оценки возможности использования брио- и лихенофлоры крупного города в качестве биоиндикаторов дополнительно исследовались: радионуклидный состав более 100 образцов почвы (0-2 см слой), удельная загрязненность и радиоактивность приземного слоя воздуха (более 300 образцов). В качестве фоновых образцов брио(лихено)флоры использовали пробы, отобранные в парковых зонах г. Ростова-на-Дону. Результаты измерений приведены в таблице.

Средние содержания 234Th в мхах (лишайниках), почвах и аэрозольной пыли совпадают в пределах погрешности определения (20 %). Концентрация 210Pb, 226Ra, 224Ra, 232Th, 40K, 7Ве в брио(лихено)флоре г. Ростова-на-Дону в 2-4 раза выше, чем в почвах. Также 226Ra, 224Ra, 40K, 137Cs и 232Th в растительности превышает их содержания в аэрозольной пыли в 2-10 раз, а для 210Pb и 7Ве ситуация обратная – в приземном воздухе их содержание в ~7 и 50 раз больше, чем в мхах (лишайниках). В растительности был также определен 241Am глобального происхождения (продукт распада 241Pu).

Радионуклид

Мхи и лишайники. Удельная активность, Бк/кг сухого веса

Приземный воздух. Удельная активность, Бк/кг пыли

Почвы (0-2 см слой).

Удельная активность, Бк/кг

Пределы вариации

Среднее

Пределы вариации

Среднее

Пределы вариации

Среднее

238U

<1

 

2-20

8

10-60

30

234Th

200-800

250

130-400

220

160-340

230

226Ra

40-150

100

12-53

26

20-45

26

210Pb

300-2000

700

1000-8000

5000

120-260

230

232Th

23-100

55

2-35

12

15-40

25

224Ra

35-200

85

2-35

13

15-40

25

7Be

10-120

95

1000-150000

40000

5-20

10

40K

100-1320

820

15-150

75

100-800

350

137Cs

2-60

35

5-11

2

2-55

28

241Am

1-15

7

<1

 

<1

 

В целом, предварительная оценка возможности мхов концентрировать радионуклиды показала необходимость дальнейшего и подробного изучения радиоактивности лихенофлоры в совокупности с исследованиями радионуклидного состава приземного слоя воздуха, почвы и механизмов ветрового подъема радионуклидов с подстилающей поверхности.

Для выявления генотоксичности использовался ана-телофазный анализ корневой меристемы пшеницы (Triticum sativum) и гороха посевного (Pisum sativum), проращиваемых на субстрате из высушенного и гомогенезированного мха (Hylocomium schreberi). Метод простой, экономичный, не требующий знания кариотипа и идентификации хромосом. Он позволяет выявить лишь определенные типы хромосомных аберраций, но его чувствительность вполне достаточна для заключения о присутствие генотоксикантов.

Метод апробирован и хорошо себя зарекомендовал при комплексном многолетнем мониторинге различных районов г. Ростова-на-Дону, нефтегазовых комплексах Ставропольского края, территориях геомагнитных разломов Главного Кавказского Хребта (Северная Осетия, Дигория, Адыгея), районов, прилегающих к Ростовской АЭС [5].

Разработанный и внедренный в практику метод комплексной оценки генотоксичности приземного слоя воздуха (уровень дыхания) с использованием брио- и лихенофлоры можно считать «датчиком» сигнальной информации о токсичности среды и заменителем сложных химических анализов, позволяющий оперативно констатировать факт токсичности приземного слоя воздуха.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 13-08-01413\13.


Библиографическая ссылка

Шиманская Е.И., Бураева Е.А., Вардуни Т.В., Симонович Е.И., Триболина А.Н., Рыбалко Д.А. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ В ПРАКТИКУ НОВЫХ МЕТОДОВ БИОИНДИКАЦИИ ТОКСИЧНОСТИ ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ ВОЗДУХА ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕНТРОВ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 8-3. – С. 156-157;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=3943 (дата обращения: 19.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074