Введение к работе
Актуальность темы. Рост численности городов сопровождается развитием промышленности, увеличением количества транспорта, развитием сферы бытовых нужд и приводит к увеличению количества техногенных выбросов в биосферу. В последние годы значительно расширился ассортимент химического состава поверхностно-активных веществ (ПАВ) наряду с увеличением масштабов их производства и объемов использования. ПАВ применяют в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства и со сточными водами сбрасывают в окружающую среду. Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) обладают целым рядом специфических свойств, к числу которых относятся способность к образованию высокократной пены, эмульгированию, усилению явлений смачивания и пр. Благодаря этому указанные соединения находят широкое применение в быту и в самых различных сферах народного хозяйства.
Попадая в водтгую среду, СПАВ образует пленку на границе раздела фаз, что приводит к изменению качества потоков абиотических факторов. Снижается светопропускная способность на границе раздела фаз, затрудняется обмен газами. Попадая в водоёмы, СПАВ активно участвуют в процессах перераспределения и трансформации других загрязняющих веществ (таких как цинк, канцерогенные вещества, тяжёлые металлы и др.), активизируя их токсическое действие. Даже незначительные концентрации СПАВ (0,05-0,10 мг/дм^) в воде активизируют токсичные вещества, адсорбированные на донных отложениях.
Большинство СПАВ и продукты их распада токсичны для различных групп гидробионтов: микроорганизмов (0,8-4,0 мг/дм3), водорослей (0,5-6,0 мг/дм3), беспозвоночных (0,01-0,9 мг/дм ) даже в малых концентрациях, особенно при хроническом воздействии. СПАВ способны накапливаться в организме и вызывать необратимые патологические изменения. Очистка вод от СПАВ, на данный момент, остается трудной и, порой, невыполнимой задачей.
На сегодняшний день, большинство СПАВ остается трудно биоразрушаемым антропогенным фактором, и способны оказывать воздействие на организмы достаточно длительное время и формировать к себе адаптивный ответ.
Цель исследования: Анализировать влияние синтетических ПАВ на эколого-биохимические характеристики высшего водного (погруженного) растения Egeria densa.
Задачи исследовании:
-
Оценить динамику активности ферментов из группы антиоксидантної! защиты в тканях высшего водного растения Egeria densa в различных фазах стрессовой реакции в ответ на действие СПАВ разных классов, входящих в состав синтетических моющих средств, а также в период их последействия (реабилитации).
-
Определить содержание белков разных фракций в тканях высшего водного растения Egeria densa в фазах стрессовой реакции и в период реабилитации в ответ на действие СПАВ различных классов.
-
Выявить особенности содержания фотосинтетических пигментов в тканях высшего водного растения Egeria densa в ответ на действие/последействие СПАВ разных классов.
-
Установить различия в характере влияния СПАВ разных классов на эколого-биохимическое состояние высшего водного растения Egeria densa.
Научная новизна. Впервые проведено сравнительное исследование комплекса биохимических показателей Egeria densa в условиях воздействия СПАВ разных классов, а также реакция растений на них в постстрессовый период. Выявлены реакции ферментов антиоксидантной защиты в тканях Egeria densa в ответ на действие различных СПАВ. Обнаружены специфические реакции организма Egeria densa, выраженные в содержании водорастворимых и мембраносвязанных белков, содержании фотосинтетических пигментов на действие СПАВ разных классов.
Теоретическая значимость работы. Результаты диссертационной работы расширяют представления о механизмах влияния СПАВ различных классов на выспше водные растеїшя, а также позволяют оценить границы устойчивости Egeria densa к действию такого антропогенного фактора, как СПАВ.
Практическая значимость работы. Материалы диссертации, сформулированные в ней научные положения и выводы могут найти применение для биошщикации состояния воды пресных водоёмов посредством некоторых биохимических показателей тканей высшего водного растеїшя Egeria densa. Данные диссертационной работы могут быть использованы в учебном процессе при чтении курсов лекций по физиологии и экологии растений для студентов бакалавров, специалистов и магистров биологических факультетов ВУЗов.
Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Тема диссертации связана с плановыми исследованиями кафедры биохимии СамГУ по теме: «Деятельность биологических систем и механизмы их регуляции» («Влияние физических и химических факторов на живые системы») и с плановыми исследованиями кафедры экологии и охраны окружающей среды СГОА(Н): «Мониторинг природных экосистем, подвергшихся антропогенному воздействию».
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на международной научно-практической конференции «Теоретические и прикладные проблемы социально-правовых, медико-биологических и технико-экономических сфер жизни общества» (Курск, 2009), V международной научной конференции «Наука. Творчество» (Самара, 2009), международной конференции «Медико-социальная и биологическая адаптация» (Сухум, 2009), международной научно-практической конференции «Физиологические механизмы становления и поддержания функций организма» (Сухум, 2010), VJ международной научной конференции «Наука. Творчество» (Самара, 2010), международной научно-практической конференции «Физиологические механизмы живых систем» (Сухум, 2010).
Декларация личного участия автора. Настоящая диссертационная работа является результатом комплексных исследований, выполненных лично автором в 2008-2011 гг. Автором диссертации проведены закладка опытов, сбор, обработка и анализ лабораторных материалов, разработаны основные теоретические положения диссертационной работы, выводы и практические рекомендации. Все опубликованные работы написаны автором или при непосредственном его участии. Доля личного участия автора в написании публикаций составляет 60-90%.
Положения, выносимые на защиту:
-
Динамика активности ферментов антиоксидантной защиты и содержания фотосинтетических пигментов высшего водного растения Egeria densa, зависит от класса СПАВ, их концентрации и продолжительности воздействия.
-
СПАВ разных классов вызывают разнонаправленное изменение содержания водорастворимых и мембраносвязанных белков высшего водного растения Egeria densa.
-
Характер изменений эколого-биохимического состояния высшего водного растения Egeria densa, в значительной степени зависит от класса воздействующего СПАВ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 3 статьи в центральных научных журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы. Библиографический указатель включает 154 источника. Работа изложена на 129 страницах и содержит 80 рисунков.
Благодарности. Автор благодарит за помощь в сборе и обработке материалов: аспиранта ГОУ ВПО СГОА(Н) А.А. Косииыну. Особую признательность автор выражает
научному руководителю поддержку в работе.
профессору, д.б.н. О.Н. Макуршюй за огромную помощь и
