МИКРОБНАЯ ДЕГРАДАЦИЯ НЕКОТОРЫХ ТОКСИЧНЫХ ФОРМ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ВОДНОЙ ЭКОСИСТЕМЕ

Авторы
Файлы

Белевич И.О. Гирёва М.В. Филатьева Л.В. Ременников В.Г. Статья в формате PDF 113 KB

В настоящее время особенно остро стоит проблема очистки окружающей среды от тяжелых металлов. Поступление тяжелых металлов имеет как естественное, так и техногенное происхождение. Металлы-токсиканты в различных формах способны загрязнять все три области биосферы - воздух, воду и почву.

Микробная клетка, обладающая небольшими размерами и большой скоростью воспроизводства, является типичной модельной системой для изучения биодеградации некоторых соединений тяжелых металлов. Поскольку важным звеном цепи питания водоемов являются пурпурные бактерии, то они, вероятно, могут быть успешно использованы для решения проблемы утилизации таких токсичных веществ, как соединения теллура, селена и хрома.

Целью нашей работы было изучение влияния различных концентраций анионов теллурита, селенита и бихромата на фототрофный рост несерной пурпурной бактерии Rhodospirillum rubrum.

Пурпурные бактерии встречаются в природных водоемах, богатых органическими веществами и являются активными их потребителями, используя органические кислоты в качестве доноров электронов. По представлениям Мура и Каплан (Moore, Kaplan, 1994), при росте пурпурных бактерий в анаэробных условиях на свету и среде, содержащей сильновосстановленные углеродные соединения, к числу которых относятся, например, соли малата и сукцината, в клетках наблюдается избыточное восстановление компонентов циклической редокс-цепи - хинонов и цитохромов, а также избыточное накопление восстановленного НАДН. Это приводит к энергетическому кризису и, как следствие, подавлению роста культуры пурпурных бактерий.

Окисление этих сильновосстановленных соединений происходит в результате фотоиндуцированного переноса электронов (фотооксидазной реакции) на различные акцепторы, например, исследуемые нами - О₂, Н₂О₂, (Белевич и др., 2001), ТеО₃^2- (Белевич и др., 2002).

Установлено, что пурпурные бактерии, занимающие определенную экологическую нишу, обладают способностью восстанавливать оксианионы теллурита, загрязняющие окружающую среду, до металлического состояния (Те°), что является значимым путем детоксикации данного оксианиона при его микробной биодеградации и утилизации в экосистеме. Показано также, что оксианионы теллурита, в малых концентрациях (до 10^{-4 М), стимулируют рост пурпурных бактерий.}

В ходе дальнейших исследований, мы предположили, что в качестве акцептора электронов в фотооксидазной реакции пурпурных бактерий может выступать бихромат-анион Cr₂O₇^2-.

Бихроматы относятся к веществам I класса опасности. В составе промышленных выбросов Перми они занимают первое место по количеству среди веществ этого класса (Перминова, Корнилова, 2002). Так в 2001 году в атмосферу Перми поступило 1,055 тонн шестивалентного хрома. "Чемпионами" по выбросам бихроматов являются в нашем городе ОАО "Мотовилихинские заводы" (0,354 т. в год) и ОАО "Пермские моторы" (0,301 т. в год) (Перминова, Корнилова, 2002). ПДК для хроматов в пересчете на СrO₄^- составляет 0,01 мг/л (Панкратов, Сумина, 1989).

В результате проведенных нами исследований было установлено, что в диапазоне концентраций бихромата калия от 10^-10М до 10^-7 М, рост культуры R. rubrum соответствует росту при стандартных условиях. Отсутствие изменений в росте культуры при добавлении таких концентраций связано с тем, что в данных условиях клетка не нуждается в дополнительном акцепторе электронов, а к токсическому действию бихромата калия культура R. rubrum проявляет устойчивость. При концентрации бихромата калия в среде культивирования 10^-6 М рост культуры подавляется на 40%, а при концентрациях от 10^-5М до 10^-3М происходит дальнейшее подавление роста. Таким образом, снижение интенсивности роста культуры R. rubrum при увеличении концентраций (10^-6-10^-3М) свидетельствует о слабой устойчивости R. rubrum к большим концентрациям бихромата калия, которую можно объяснить усилением токсического эффекта бихромат ионов.

Следовательно, в меняющихся условиях окружающей среды, в связи с насыщением водоёмов органическими отходами пищевой промышленности, фотоиндуцированный нециклический перенос электронов на такие акцепторы как: О₂, Н₂О₂, Те₂О₃^2-, SeO₃^2- и Cr₂О₇^2- является адаптивным стабилизирующим механизмом, в результате которого, органика подвергается активной деструкции, а оксианионы - способны обезвреживаться клетками пурпурных бактерий.

Данный процесс можно считать экологически важным, поскольку идет восстановление оксианионов до металлов, т.е. происходит их детоксикация и осаждение в клетках бактерий. Эти данные в дальнейшем могут быть использованы для очистки водоемов от токсичных форм тяжелых металлов.

ИТОГИ региональной научно-пpaктической конференции РАЕ, г. Иркутск

Статья в формате PDF 259 KB...

11 06 2026 23:20:54

ВЫРАЩИВАНИЕ И ОТКОРМ БЫЧКОВ С РАЗЛИЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ

Статья в формате PDF 138 KB...

10 06 2026 12:38:18

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СПОРТИВНОЙ МОТИВАЦИИ У ДЕТЕЙ К ЗАНЯТИЯМ ВОЛЕЙБОЛОМ

Статья в формате PDF 312 KB...

09 06 2026 23:15:46

Исследование бактерицидной активности водных диализованных растворов наночастиц меди на Staphylococcus aureus

Статья в формате PDF 307 KB...

08 06 2026 21:16:12

О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ МЕЖДУНАРОДНОЙ ИНТЕГРАЦИИ РОССИЙСКОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 127 KB...

07 06 2026 17:40:37

НОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ В ПЕРМСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ: КРЕАТИВНЫЙ ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ГЕОЛОГИИ

Статья в формате PDF 153 KB...

06 06 2026 15:39:23

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИНВАЗИВНЫХ МАНИПУЛЯЦИЙ ПРИ ЭКСТРЕННЫХ СИТУАЦИЯХ НА МЕСТЕ КАТАСТРОФЫ

Статья в формате PDF 270 KB...

05 06 2026 3:23:37

ПРОБЛЕМЫ МЕЖКУЛЬТУРНОЙ КОММУНИАЦИИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Статья в формате PDF 261 KB...

04 06 2026 5:56:38

ПРАВОВОЙ НИГИЛИЗМ ВРАЧА КАК ПРОБЛЕМА ЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ НЕКОМПЕТЕНТНОСТИ

Статья в формате PDF 251 KB...

03 06 2026 9:42:50

ТЕЧЕНИЕ РЕПАРАТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ В ИНФИЦИРОВАННОЙ КОЖНОЙ РАНЕ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Статья в формате PDF 99 KB...

02 06 2026 17:48:21

ОККЛЮЗИОННАЯ ПРОБА У БОЛЬНЫХ СТАБИЛЬНОЙ СТЕНОКАРДИЕЙ НАПРЯЖЕНИЯ III ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КЛАССА В ПРОЦЕССЕ СТАЦИОНАРНОГО ЛЕЧЕНИЯ ПРИ ЛДФ-ТЕСТИРОВАНИИ

Статья в формате PDF 176 KB...

01 06 2026 8:34:46

СЕМАНТИКА ИНФОРМАЦИОННЫХ ЕДИНИЦ

Статья в формате PDF 103 KB...

31 05 2026 16:40:14

ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ СПИРАЛЬНО-ВИНТОВЫМИ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ

Статья в формате PDF 112 KB...

30 05 2026 8:46:53

КВАЛИМЕТРИЧЕСКИЙ ПОДХОД К МОДЕЛИРОВАНИЮ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА АКАДЕМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ

Статья в формате PDF 194 KB...

29 05 2026 2:22:10

СОСТОЯНИЕ ПЕЧЕНИ И ПОЧЕК В УСЛОВИЯХ ДЕКОМПЕНСИРОВАННОГО СТЕНОЗА ЛЕГОЧНОГО СТВОЛА

Статья в формате PDF 99 KB...

28 05 2026 3:28:17

СТРУКТУРА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА МОНИТОРИНГА ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕРРИТОРИАЛЬНО-РАЗНЕСЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Статья в формате PDF 132 KB...

27 05 2026 3:26:16

РАССМОТРЕНИЕ ПРОБЛЕМ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОННОГО БРОНИРОВАНИЯ

Статья в формате PDF 297 KB...

26 05 2026 7:22:57

ИННОВАЦИОННЫЙ ПУТЬ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ ФАКТОР ДИНАМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ГОСУДАРСТВА

Статья в формате PDF 137 KB...

25 05 2026 11:56:48

Развитие Севера и Арктики: проблемы и перспективы

Формулируется базовая проблема социально-экономического развития и регулирования процессов на российском Севере – на фоне возрастания геополитического и экономического значения эта специфическая зона хаpaктеризуется нарастанием системных проблем и появлением новых вызовов современности. Значительный опыт исследования перспектив оптимизации управленческих социально-экономических отношений в Институте экономических проблем Кольского НЦ РАН позволил выявить и обосновать два важнейших научных направления: 1) необходимость введения особого направления – «Североведения» – в систему макроэкономических и региональных исследований; 2) необходимость формирования целостной теории прострaнcтвенного развития Севера и Арктики в современном мире. Плодотворному обсуждению этих научных направлений в рамках современных и перспективных проблем была посвящена межрегиональная научно-пpaктическая конференция «Развитие Севера и Арктики: проблемы и перспективы», состоявшаяся 14–16 ноября 2012 года в г. Апатиты Мурманской области. Результаты обсуждения приведены в настоящей статье. Делается вывод, что фундаментальная задача современности – необходимость формирования новой парадигмы развития Севера и Арктики с учетом существенных изменений в глобальной расстановке сил последнего двадцатилетия, национальных интересов арктических стран, и. прежде всего, России, глобальных изменений природной среды, роста значения ресурсов севера и Арктики, экологических требований и культурно-цивилизационных задач развития. ...