Другие статьи

Цель нашей работы - изучение аминокислотного и минерального состава травы чертополоха поникшего
2010

Слово «этика» произошло от греческого «ethos», что в переводе означает обычай, нрав. Нравы и обычаи наших предков и составляли их нравственность, общепринятые нормы поведения.
2010

Артериальная гипертензия (АГ) является важнейшей медико-социальной проблемой. У 30% взрослого населения развитых стран мира определяется повышенный уровень артериального давления (АД) и у 12-15 % - наблюдается стойкая артериальная гипертензия
2010

Целью нашего исследования явилось определение эффективности применения препарата «Гинолакт» для лечения ВД у беременных.
2010

Целью нашего исследования явилось изучение эффективности и безопасности препарата лазолван 30мг у амбулаторных больных с ХОБЛ.
2010

Деформирующий остеоартроз (ДОА) в настоящее время является наиболее распространенным дегенеративно-дистрофическим заболеванием суставов, которым страдают не менее 20% населения земного шара.
2010

Целью работы явилась оценка анальгетической эффективности препарата Кетанов (кеторолак трометамин), у хирургических больных в послеоперационном периоде и возможности уменьшения использования наркотических анальгетиков.
2010

Для более объективного подтверждения мембранно-стабилизирующего влияния карбамезапина и ламиктала нами оценивались перекисная и механическая стойкости эритроцитов у больных эпилепсией
2010

Нами было проведено клинико-нейропсихологическое обследование 250 больных с ХИСФ (работающих в фосфорном производстве Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции)
2010


C использованием разработанных алгоритмов и моделей был произведен анализ ситуации в системе здравоохранения биогеохимической провинции. Рассчитаны интегрированные показатели здоровья
2010

Специфические особенности Каратау-Жамбылской биогеохимической провинции связаны с производством фосфорных минеральных удобрений.
2010

Изучение влияния концентрации тяжелых металлов на рост микроводорослей

Изучено влияние различных концентраций тяжелых металлов (кадмия, меди, цинка, свинца, железа) на рост культур микроводорослей. Выявлено, что наиболее устойчивыми к высоким концентрациям (более 25 мг/л) оказались культуры Chlorella vulgaris ZH-1 и Chlorella vulgaris ZH-2. Обосновано, что добавление ионов тяжелых металлов в среду оказывает заметное влияние на изменение численности клеток в культуре: чем выше концентрация ионов металлов, тем заметнее его отрицательное влияние на рост клеток микроводорослей. Определено, что лучшие показатели роста клеток отмечены у культур микроводорослей Chlorella vulgaris ZH-1 и Chlorella vulgaris ZH-2. 

В настоящее время в биотехнологии развиваются исследования, направленные на использование микроорганизмов в качестве инструментов для удаления или концентрирования тяжелых металлов из загрязненных ими стоков промышленных предприятий, а также природных водоемов. В основе такой технологии лежит способность клеток некоторых микроорганизмов аккумулировать тяжелые метал­лы в больших количествах из водной среды, а также из почвы и ила [1].

Среди множества токсикантов, попадающих в природные воды, особое значение имеют тяжелые металлы. В том или ином количестве они всегда содержались в природных водах [2]. Поступая в био­сферу, тяжелые металлы активно включаются в миграционные циклы, аккумулируются в различных компонентах экосистем, в том числе в гидробионтах. Особая опасность накопления тяжелых метал­лов в том, что в отличие от токсикантов, имеющих органическую природу и в большей или меньшей степени разлагающихся в природных водах, ионы тяжелых металлов сохраняются постоянно при лю­бых условиях [2-5]. Накопление металлов водорослями происходит, прежде всего, путем его адсорб­ции на клеточной стенке, что отмечено, например, для Сhlorella vulgaris [6, 7].

Как правило, в загрязненных водоемах содержится не один, а несколько тяжелых металлов, каж­дый из которых влияет на аккумуляцию других, что объясняется конкуренцией ионов за участки их связывания на поверхности клеток и в процессах транспорта [8].

Целью наших экспериментов являлось изучение влияния различных концентраций тяжелых ме­таллов на рост клеток наиболее активных культур микроводорослей Chlorella vulgaris ZH-1, Chlorella vulgaris ZH-2 и Chlorella sp. SV-3.

Материалы и методы

В качестве исследуемых металлов были взяты Cd, Fe, Pb, Cu и Zn, как одни из приоритетных за­грязнителей водной среды. Металлы вносили в питательные среды Тамия и 04 в виде солей CdSO4*8Н2О, FeSO4*7Н2О, PMNCbb О^С^ЩО и ZnSO4*7Н2О в концентрациях от 0,01 до 200 мг/л в расчете на ион каждого металла. Указанный разброс концентраций выбран нами для выяс­нения пределов устойчивости клеток микроводорослей к ионам тяжелых металлов. В контрольных вариантах использовалась среда без внесения солей тяжелых металлов. Культивирование проводили в течение 7 суток в конических колбах объемом 250 мл при освещении лампами дневного света (2000-4000 люкс), температуре 25-28 °С и постоянной аэрации.

Результаты и обсуждение

Тяжелые металлы (Hg, Pb, Cd, Zn, As и др.) представляют чрезвычайную опасность как загряз­нители природных вод, так как они в сравнительно малых концентрациях могут оказывать токсиче­ское воздействие на водные организмы. В ряду тяжелых металлов первое место по растворимости в воде и токсичности занимает ртуть: Hg > Cd = N > Zn > Pb > Co > Cr > As > Mn = Fe > Sn.

Кадмий — один из наиболее токсичных элементов как для растительных, так и для теплокров­ных организмов. В окружающую среду он поступает с пылью и осадками в районе предприятий ме­таллургии. Больше кадмия содержится в отходах гальванических и лакокрасочных производств, на сельскохозяйственные земли он попадает с удобрениями в виде шламов сточных вод. Значительным источником загрязнения атмосферы стало сжигание твердого и жидкого топлива [1].

Влияние ионов кадмия на рост культур микроводорослей при различных концентрациях кадмия сернокислого в среде

Как видно из рисунка 1, исследуемые культуры устойчивы к концентрации кадмия в среде 5 мг/л. При добавлении в среду кадмия сернокислого в концентрации 25 мг/л наблюдается сниже­ние числа клеток по сравнению с контролем, т. е. данная концентрация является токсичной для всех изучаемых культур. Полное прекращение роста и отмирание клеток наблюдаются при добавлении 100-200 мг/л кадмия сернокислого. Наилучший рост показали культуры Chlorella vulgaris ZH-1 и Chlorella vulgaris ZH-2.

Основными источниками поступления меди в природные воды являются сточные воды пред­приятий химической, металлургической промышленности, шахтные воды, альдегидные реагенты, а также коррозия медных трубопроводов и других сооружений, используемых в системе водоснаб­жения [9].

Рисунок 2. Влияние ионов меди на рост культур микроводорослей при различных концентрациях меди сернокислой в среде

При изучении влияния ионов меди (рис. 2) на рост микроводорослей выявлено, что культура Chlorella vulgaris ZH-1 устойчива к концентрации меди сернокислой в среде 10 мг/л, токсичной для нее является концентрация 25 мг/л. Культура Chlorella vulgaris ZH-2 устойчива к концентрации 5 мг/л, токсичной для нее является концентрация в среде 10 мг/л меди сернокислой. Концентрация меди 1 мг/л является токсичной для культуры Chlorella sp. SV-3, но она устойчива к концентрации 0,05 мг/л. Отмирание клеток и полное прекращение роста наблюдаются при добавлении в среду 100 мг/л меди сернокислой. Наилучший рост отмечен у культур Chlorella vulgaris ZH-1 и Chlorella vulgaris ZH-2 (рис. 2).

Главными источниками загрязнения окружающей среды цинком являются предприятия металлур­гии, особенно цветной, приборо- и машиностроительной отраслей. Цинк поступает также в окружающую среду при сжигании топлива на ТЭЦ. Много цинка содержится в осадках сточных вод [10].

Влияние ионов цинка на рост культур микроводорослей при различных концентрациях цинка сернокислого в среде

Рисунок 3. Влияние ионов цинка на рост культур микроводорослей при различных концентрациях цинка сернокислого в среде

Из рисунка 3 видно, что культуры Chlorella vulgaris ZH-1 и Chlorella sp. SV-3 устойчивы к концен­трации цинка в среде 10 мг/л, токсичной для них является концентрация 25 мг/л цинка сернокислого. Со­держание в среде 100 мг/л цинка сернокислого не оказывает сильного влияния на рост культуры Chlorella vulgaris ZH-2, где на 7 сутки произошло незначительное снижение числа клеток. Лучшие результаты в динамике роста показали культуры Chlorella vulgaris ZH-2 и Chlorella vulgaris ZH-1.

Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде связано со сжиганием углей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топливе, с выносом в водные объекты со сточными водами рудообогатительных фабрик, некоторых металлургических заводов, химических производств, шахт и т.д. Свинец содержится в выбросах предприятий металлургии, ме­таллообработки, электротехники, нефтехимии и автотранспорта [9].

Влияние ионов свинца на рост культур микроводорослей при различных концентрациях свинца азотнокислого в среде

Как видно из рисунка 4, исследуемые культуры устойчивы к концентрации свинца в среде 50 мг/л. Добавление в среду свинца азотнокислого в концентрации 100 мг/л лимитирует рост клеток, данная концентрация является токсичной для всех изучаемых культур. Полное прекращение роста иотмирание клеток наблюдаются при добавлении 200 мг/л свинца азотнокислого. Наилучший рост по­казала культура Chlorella vulgaris ZH-1.

Главными источниками соединений железа в поверхностных водах являются процессы химиче­ского выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворени­ем. Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предпри­ятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками [9].

Влияние ионов железа на рост культур микроводорослей при различных концентрациях железа сернокислого в среде

Рисунок 5. Влияние ионов железа на рост культур микроводорослей при различных концентрациях железа сернокислого в среде

Из рисунка 5 видно, что культуры Chlorella vulgaris ZH-1 и Chlorella vulgaris ZH-2 устойчивы к концентрации железа в среде 50 мг/л, токсичной для них является концентрация 100 мг/л железа сер­нокислого. Культура Chlorella sp. SV-3 устойчива к добавлению в среду 25 мг/л железа сернокислого, тогда как добавление 50 мг/л ингибирует рост клеток. Полное прекращение роста и отмирание клеток наблюдаются при добавлении 200 мг/л железа сернокислого. Лучший результат по динамике роста показала культура Chlorella vulgaris ZH-1.

Таким образом, при изучении влияния высоких концентраций тяжелых металлов на рост микро­водорослей выявлено, что наиболее устойчивыми оказались культуры Chlorella vulgaris ZH-1 и Chlorella vulgaris ZH-2, которые выдерживали концентрацию кадмия 25 мг/л в среде, железа — 100 мг/л, свинца — 100 мг/л, меди — 25 мг/л и 10 мг/л, цинка — 25 мг/л и 100 мг/л соответственно. Лучшие показатели роста клеток отмечены также у культур микроводорослей Chlorella vulgaris ZH-1 и Chlorella vulgaris ZH-2.

Выявлено, что добавление ионов тяжелых металлов в среду оказывает заметное влияние на из­менение численности клеток в культуре: чем выше концентрация ионов металлов, тем заметнее его отрицательное влияние на рост клеток микроводорослей. 

 

Список литературы

  1. Поведение ртути и других тяжелых металлов в экосистемах. — Новосибирск: Изд-во ГПНТБ, 1989. — Ч. 2. — 154 с.
  2. Филенко О.Ф., Хоботьев В.Г. Загрязнение металлами // Водная токсикология. — М.: Винити, 1976. — Т. 3. — С. 110-150.
  3. СтрогановН.С. Токсическое загрязнение водоемов и деградация водных экосистем. — М.: Винити, 1976. — С. 5-47.
  4. Линник П.Н. Формы миграции тяжелых металлов и их действие на гидробионтов // Экспериментальная водная ток­сикология. — Рига: Зинатне, 1986. — Вып. 11. — С. 144-154.
  5. Брагинский Л.П., Величко И.М., Шербань Э.П. Пресноводный планктон в токсической среде. — Киев: Наук. думка, — 180 с.
  6. Greene B., Hosea M., McPherson R. et al. Interaction of gold (I) and gold (III) complexes with algal biomass // Environ. Sci. and Technol. — 1986. — 20. — N 6. — P.627-632.
  7. Rebhum S., Ben-Amotz A. The distribution of cadmium between the marine alga chlorella and water medium. Effect on algal growth // Water Res. — 1984. — 18. — N 2. — P. 173-178.
  8. Strain selection of Spirulina for mass production // Hydrobiologia. — 1987. — Vol. 151. — P. 75-77.
  9. Мур Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. — М.: Мир, 1987. — 275c.
  10. МинеевВ.Г., Алексеев А.А., Тришина Т.А. Цинк в окружающей среде // Агрохимия. — 1984. — № 3. — С. 94-105.

Разделы знаний

Архитектура

Научные статьи по Архитектуре

Биология

Научные статьи по биологии 

Военное дело

Научные статьи по военному делу

Востоковедение

Научные статьи по востоковедению

География

Научные статьи по географии

Журналистика

Научные статьи по журналистике

Инженерное дело

Научные статьи по инженерному делу

Информатика

Научные статьи по информатике

История

Научные статьи по истории, историографии, источниковедению, международным отношениям и пр.

Культурология

Научные статьи по культурологии

Литература

Литература. Литературоведение. Анализ произведений русской, казахской и зарубежной литературы. В данном разделе вы можете найти анализ рассказов Мухтара Ауэзова, описание творческой деятельности Уильяма Шекспира, анализ взглядов исследователей детского фольклора.  

Математика

Научные статьи о математике

Медицина

Научные статьи о медицине Казахстана

Международные отношения

Научные статьи посвященные международным отношениям

Педагогика

Научные статьи по педагогике, воспитанию, образованию

Политика

Научные статьи посвященные политике

Политология

Научные статьи по дисциплине Политология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Психология

В разделе "Психология" вы найдете публикации, статьи и доклады по научной и практической психологии, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. В своих работах авторы делают обзоры теорий различных психологических направлений и школ, описывают результаты исследований, приводят примеры методик и техник диагностики, а также дают свои рекомендации в различных вопросах психологии человека. Этот раздел подойдет для тех, кто интересуется последними исследованиями в области научной психологии. Здесь вы найдете материалы по психологии личности, психологии разивития, социальной и возрастной психологии и другим отраслям психологии.  

Религиоведение

Научные статьи по дисциплине Религиоведение опубликованные в Казахстанских научных журналах

Сельское хозяйство

Научные статьи по дисциплине Сельское хозяйство опубликованные в Казахстанских научных журналах

Социология

Научные статьи по дисциплине Социология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Технические науки

Научные статьи по техническим наукам опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физика

Научные статьи по дисциплине Физика опубликованные в Казахстанских научных журналах

Физическая культура

Научные статьи по дисциплине Физическая культура опубликованные в Казахстанских научных журналах

Филология

Научные статьи по дисциплине Филология опубликованные в Казахстанских научных журналах

Философия

Научные статьи по дисциплине Философия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Химия

Научные статьи по дисциплине Химия опубликованные в Казахстанских научных журналах

Экология

Данный раздел посвящен экологии человека. Здесь вы найдете статьи и доклады об экологических проблемах в Казахстане, охране природы и защите окружающей среды, опубликованные в научных журналах и сборниках статей Казахстана. Авторы рассматривают такие вопросы экологии, как последствия испытаний на Чернобыльском и Семипалатинском полигонах, "зеленая экономика", экологическая безопасность продуктов питания, питьевая вода и природные ресурсы Казахстана. Раздел будет полезен тем, кто интересуется современным состоянием экологии Казахстана, а также последними разработками ученых в данном направлении науки.  

Экономика

Научные статьи по экономике, менеджменту, маркетингу, бухгалтерскому учету, аудиту, оценке недвижимости и пр.

Этнология

Научные статьи по Этнологии опубликованные в Казахстане

Юриспруденция

Раздел посвящен государству и праву, юридической науке, современным проблемам международного права, обзору действующих законов Республики Казахстан Здесь опубликованы статьи из научных журналов и сборников по следующим темам: международное право, государственное право, уголовное право, гражданское право, а также основные тенденции развития национальной правовой системы.