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.

КАЧЕСТВО МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ВУЗА: ПРОБЛЕМЫ, ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

Статья в формате PDF 112 KB...

16 11 2025 3:37:45

Новая технология рационализации химиотерапии туберкулеза легких

Статья в формате PDF 117 KB...

15 11 2025 5:33:58

О ВОЗМОЖНОСТИ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПХО ПУТЁМ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ К ШОВНОМУ МАТЕРИАЛУ

Статья в формате PDF 104 KB...

14 11 2025 11:57:26

ЛИНГВОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОВОРОТ В МЫШЛЕНИИ МАРИЙСКОГО ЭТНОСА

Статья в формате PDF 152 KB...

13 11 2025 17:23:45

ИММУНОЛОГИЯ (учебное пособие)

Статья в формате PDF 137 KB...

12 11 2025 3:14:13

ЭКОЛОГО-ВАЛЕОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ НАЧАЛЬНОГО ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 105 KB...

11 11 2025 4:42:33

УСТАНОВКА ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ LINUX UBUNTU 10.04 LTS НА ВИРТУАЛЬНУЮ МАШИНУ VIRTUALBOX 3.2.12. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Статья в формате PDF 254 KB...

10 11 2025 18:40:54

ФУНКЦИИ СЕТЕВОГО ТРОЛЛИНГА

Статья в формате PDF 257 KB...

09 11 2025 18:51:56

ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ ПАЙЛЕР-СВЕТА НА ЗАЩИТНЫЕ СИЛЫ ОРГАНИЗМА ПРИ ЛЕТАЛЬНОЙ ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Статья в формате PDF 113 KB...

08 11 2025 1:48:58

СОВРЕМЕННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ФАРМОКОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ГИПЕРЛИПИДЕМИИ КАК СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ГОМЕОСТАЗА У БОЛЬНЫХ ИБС

Статья в формате PDF 120 KB...

07 11 2025 23:43:55

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Статья в формате PDF 111 KB...

06 11 2025 21:50:55

ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ У РАБОТНИКОВ АММИАЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Статья в формате PDF 111 KB...

05 11 2025 20:50:27

Некоторые социальные аспекты начального образования

Статья в формате PDF 121 KB...

04 11 2025 16:53:50

ВЛИЯНИЕ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ НА СОСТОЯНИЕ НЕРВНО-МЫШЕЧНОГО АППАРАТА ПРИ СОЧЕТАННОЙ ПАТОЛОГИИ ВЕРТЕБРОГЕННОЙ С ВИБРАЦИОННОЙ БОЛЕЗНЬЮ У ГОРНОРАБОЧИХ

Выявлена дисфункция вегетативной нервной системы с поражением нервно-мышечного аппарата, которая хаpaктеризуется электрофизиологическим полиморфизмом, с поражением нервных стволов у горнорабочих с сочетанной патологией. ...

03 11 2025 22:14:17

СОСТАВЛЕНИЕ И РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ ЛАГРАНЖА I РОДА

Статья в формате PDF 834 KB...

02 11 2025 11:50:17

МЕТОДИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТАРИЙ ДИАГНОСТИКИ РЕСУРСНОГО ПОТЕНЦИАЛА АГРАРНОЙ СФЕРЫ РЕГИОНА

В статье предлагается тpaктовка ресурсного потенциала сельского хозяйства региона. Представлена авторская методика построения интегрального индикатора, позволяющего судить об уровне развития ресурсного потенциала аграрной сферы региона. Дана оценка ресурсного потенциала аграрной сферы регионов Юга России. ...

01 11 2025 22:34:45

ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 125 KB...

31 10 2025 0:18:59

ОЛИГОМЕРЫ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ НЕФТЕХИМИИНАПОЛНИТЕЛИ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫХ КАУЧУКОВ

Рассмотрен вопрос получения модифицированного высокотемпературным воздействием в присутствии гидропероксида пинана олигомерного продукта из отходов производства СК. Исследован процесс получения водноолигомерноантиоксидантной дисперсии на его основе. Проведена оценка влияния добавки данной дисперсии на процесс выделения каучука из латекса. ...

30 10 2025 15:42:24

СТЕПЕНЬ ПРЕОБРАЗОВАННОСТИ ЛАНДШАФТОВ ЮЖНОЙ ЯКУТИИ АНТРОПОГЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ

Приведены результаты оценки степени антропогенной преобразованности природных ландшафтов Южной Якутии. В качестве объекта исследований была принята территория Алдано-Тимптонского междуречья. В пределах исследуемой территории охаpaктеризованы пять выделенных физико-географических провинций в зависимости от их степени преобразованности. ...

29 10 2025 14:55:33

Features of definition of tax base till the vat

Статья в формате PDF 113 KB...

28 10 2025 12:23:14

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ГАЗИФИКАЦИИ БРИКЕТИРОВАННОГО УГЛЯ

Статья в формате PDF 132 KB...

27 10 2025 12:11:39

МЕХАНИЗМЫ РЕАЛИЗАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДИК САМОУПРАВЛЕНИЯ С БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Проводился анализ изменений биоэлектрической активности головного мозга и сверхмедленной активности в нервной, дыхательной и сердечно-сосудистой системах в процессе адаптивного биоуправления с биологической обратной связью по параметрам церебральной гемодинамики и медитации. Осуществлялась регистрация сверхмедленной активности нервной и сердечно-сосудистой систем и локализация биоэлектрической активности нервной системы. Выявлено вовлечение различных мозговых структур в реализацию поведенческих стратегий в группах обучившихся различным видам самоуправления, что говорит о различии механизмов достижения конечного результата. Полученные результаты свидетельствуют о вовлечении кардиореспираторной синхронизации в изменение биоэлектрической активности только при релаксации с помощью адаптивного биоуправления. Осуществлена проверка резонансной гипотезы релаксации, согласно которой при совпадении частот изменения дыхания, биоэлектрической активности мозга, сердечного ритма и сосудистого тонуса происходит усиление активности в вовлекаемых в резонансный ответ структурах. ...