WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

Эколого-генотоксический мониторинг состояния водных экосистем на территории оренбургской области

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Голинская Людмила Владимировна










Эколого-генотоксический мониторинг состояния водных экосистем на территории

Оренбургской области

03.02.08 - Экология

Автореферат диссертации

на соискание ученой степени кандидата биологических наук








Оренбург – 2011


Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации».

Научный руководитель

доктор биологических наук, профессор Соловых Галина Николаевна



Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Красиков Сергей Иванович

доктор биологических наук, профессор Русанов Александр Михайлович


Ведущая организация: Институт экологии и генетики микроорганизмов

Уральского отделения РАН, г. Пермь





Защита состоится « » 2011 года в часов на заседании диссертационного совета Д.208.066.03 при ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации по адресу: г. Оренбург, ул. Советская, д.6, ОрГМА; тел. (3532)40-35-62, e-mail: orgma_ds1@esoo.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации на сайте http://orgma.ru с авторефератом.

Автореферат разослан « » 2011 г.



Учёный секретарь

диссертационного совета,

доктор медицинских наук Немцева Наталия Вячеславовна


Актуальность работы: Одной из глобальной проблем современности является загрязнение окружающей среды, в результате которого происходит деградация биосферы. В число наиболее опасных загрязнителей природной среды входят ТМ, а в последние годы возросли и масштабы поступления редкоземельных металлов. Данные поллютанты не подвергаются процессам разложения и перераспределяются между отдельными компонентами экосистемы, аккумулируются в донных отложениях, представляющих собой сложную многокомпонентную систему (Баканов А.И., 1999; Медянкина М.В., 2007), которая может рассматриваться в качестве информативного показателя состояния экосистемы. Накопление загрязняющих веществ в ДО является одной из причин временного выведения их из круговорота и самоочищения водной среды, но загрязнение экосистемы при этом сохраняется (Линник П.Н., 2006; Овсяный Е.Н., 2003), а при определенных условиях ДО могут выступать в роли источника вторичного загрязнения. В связи с этим, одним из наиболее важных критериев оценки состояния экосистемы является отсутствие накопления химических элементов в ДО реки, особенно вблизи возможных источников техногенного загрязнения (Головина В.В. и др., 1996).

Химические поллютанты могут выступать в качестве мутагенов, либо промутагенов, поэтому при изучении водоёмов важной составляющей является оценка генотоксической ситуации. Генотоксиканты – поллютанты, способные нарушать генетические структуры и процессы, приводящие к увеличению частоты наследственных и онкологических заболеваний, врождённых пороков развития, снижению иммунитета и преждевременному старению организма, что может приводить к серьёзным негативным последствиям, вплоть до вырождения и вымирания видов (Абилев С.К., 2003). В связи с этим для научной разработки природоохранных мероприятий очевидна необходимость оценки генотоксической активности водотоков, и особенно малых рек. Однако в настоящее время особенности динамики генотоксической ситуации в малых реках, подвергающихся антропогенному прессу, в том числе и воздействию генотоксикантов, изучены не достаточно, хотя они являются начальным звеном формирования водных ресурсов страны и определяют состояние средних и крупных рек, водоёмов и ресурсов подземных вод, играют важную хозяйственную и рекреационно-оздоровительную роль, на их берегах проживает большая часть населения (Кондратьева Л.М., 2006).



В Оренбургской области проблема загрязнения водных экосистем освящена в ряде работ, проведенных с использованием гидрохимических показателей, имеются данные по состоянию донного осадка на территории области. В работах Боева В.М., Куксанова В.Ф. и Быстрых В.В. (2002) показано, что распределение концентраций элементов в ДО на территории области в целом отражает содержание их в почве. Рядом авторов (Боев В.М., Красиков С.И., Перепёлкин С.В.и др., 2003) была дана оценка содержанию ряда элементов в ДО открытых водоёмов Западной части Оренбургской области.

В рамках работы Ивановой И.Ю. (2009) были показаны различия в содержании отдельных металлов в цельном грунте и ВВДО городских и сельских территорий разных регионов области. Была дана оценка экологическому состоянию водотоков и водоёмов Оренбургской области по результатам биотестирования, установлена высокая токсичность ВВДО рек Блявы и Кураганки. Однако, отдалённые последствия действия экотоксикантов, связанные с повреждением генетического аппарата, остаются неизученными. Указанный комплекс нерешённых вопросов определяет актуальность проведенных исследований.

Цель работы: оценка экологического состояния водных экосистем Оренбургской области на основе мониторинга химического и генотоксического загрязнения донных отложений.

Задачи исследования

  1. Определить суммарную нагрузку металлами твёрдой фракции ДО, проследить временную динамику в их содержании, установить вклад отдельных поллютантов в экологическое состояние водных экосистем Оренбургской области, выявить приоритетные загрязнители и экосистемы с высоким уровнем антропогенной нагрузки.
  2. Ранжировать весь спектр обнаруженных в водной вытяжке донных отложений химических элементов и провести оценку содержания некоторых загрязнителей в водорастворимой компоненте неорганического загрязнения в сравнении с имеющимися для воды нормативами, выявить приоритетные загрязнители.
  3. Исследовать спектр мутагенов, присутствующих в донных отложениях с использованием экспериментальных тест-объектов и дать характеристику генотоксической ситуации водных экосистем на территории Оренбургской области.
  4. Изучить временные изменения мутагенной активности донных отложений в различных регионах Оренбургской области и пространственную динамику на ряде водотоков.
  5. С использованием корреляционного анализа выявить зависимость различных типов мутаций от химического загрязнения цельного грунта и водной вытяжки донных отложений, обозначить наиболее опасные генотоксиканты, выявленные в водных экосистемах на территории Оренбургской области.

Научная новизна. Установлено превышение большинства существующих нормативов по Cr и Ni в цельном грунте. Выявлены аномальные концентрации металлов в водных экосистемах: Западного региона Mg, Ni; Центрального Li, Fe, Al, Mn, Cr, Zn, Pb, Урала и Сакмары в районе Оренбурга Cu, Zn, Pb (2004 г.), Cd, Hg в водных экосистемах Центрального региона (2007 г.).

В межгодовой динамике зарегистрировано увеличение содержания в ДО Fe и Ni во всех регионах, в Центральном – ещё и Cr, в Западном - Cr и Cu, а в районе Оренбурга, помимо Fe и Ni, в 2 раза возросло содержание Mn.

Установлено сравнительное экологическое благополучие водных экосистем на территории Оренбургской области.

Рассчитаны индексы нагрузки элементами разных групп ВВДО, и дана оценка водных экосистем регионов по их нагрузке, впервые показано равномерное распределение щелочных и щелочноземельных металлов, повсеместное распространение РЗМ и максимальное поступление неметаллов в водотоки Восточной зоны.

Выявлено широкое распространение Hg: в цельном грунте её содержание повсеместно превышало норматив IEPA, а в ВВДО –ПДКр.х.

Впервые в лабораторных условиях с использованием нескольких тест-объектов проведено биологическое тестирование суммарной мутагенной активности ДО водных экосистем на территории Оренбургской области. Загрязнение водных экосистем области генотоксикантами оценено как высокое в оба года исследования, и выявлен широкий спектр мутагенов и промутагенов, вызывающих генные, геномные и хромосомные мутации. Во временной динамике в грунтах большинства водных экосистем произошла аккумуляция генотоксикантов с расширением спектра или его сменой, а на отдельных - загрязнение генотоксикантами перестало регистрироваться. Наибольшая степень МА и широта спектра мутагенов выявлены вблизи крупных городов и населенных пунктов.

Впервые установлена наиболее высокая положительная корреляционная связь между содержанием РЗМ и алюминием в ВВДО и мутациями разного типа.

Теоретическая и практическая значимость работы. Расширены знания об экологическом состоянии водных экосистем на территории Оренбургской области. Установлен широкий спектр водорастворимых форм неорганических загрязнителей, содержащихся в ДО, оценен уровень суммарной мутагенной активности и прослежена пространственная и временная динамика. Выявлена наибольшая информативность водорастворимой компоненты донных отложений в эффективной оценке генотоксической ситуации водных экосистем, которая рекомендована к использованию в экологическом мониторинге.





Внедрение результатов исследования в практику. Результаты исследования послужили основой для разработки методического письма по нормированию уровней содержания ТМ в донных отложениях поверхностных водных объектов, что имеет важное значение для совершенствования экологического мониторинга водных экосистем и решения практических вопросов хозяйственно-питьевого водоснабжения населения Оренбургской области. Результаты исследований внедрены в практическую деятельность Управления Роспотребнадзора по Оренбургской области (акт внедрения от 28.01.2011 г.), в работу научно-производственной фирмы «Экобиос» (акт внедрения от 29.03. 2011 г.).

Материалы диссертационного исследования используются в учебном процессе на кафедре общей и коммунальной гигиены ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия» (акт внедрения от 4.04 2011 г.); а также включены в практику выполнения выпускных квалификационных работ студентов ОГУ (акт внедрения от 3.02.2011 г.), материалы исследования внедрены в лекционный курс на кафедре биоэкологии и природопользования ОГАУ (акт внедрения от 23.03.2011 г.).

Апробация работы и публикации. Результаты исследования представлены в аналитических отчётах Оренбургского областного благотворительного общественного фонда памяти Дмитрия Соловых по экологическому проекту «Экологический мониторинг пресноводных экосистем и состояние здоровья населения», финансируемого согласно Распоряжению Президента РФ № 628 от 15 декабря 2006 года.

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на региональных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов: Оренбург, 2006, 2008, 2009; на Международной (Всероссийской) Пироговской студенческой научной медицинской конференции: Москва, 2006, 2008; на Всероссийской конференции с участием стран ближнего зарубежья «Экология пресноводных экосистем и состояние здоровья населения»: Оренбург, 2006; на IX Съезде Гидробиологического общества РАН: Тольятти, 2006; на конференции «Экологические проблемы уникальных природных и антропогенных ландшафтов»: Ярославль, 2006, 2007; на конференции «Молодежь и наука: итоги и перспективы»: Саратов, 2006, 2008; на V съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров: Москва, 2010; на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы медицинской науки»: Ярославль, 2010. Диссертация апробирована на расширенном заседании проблемной комиссии «Гигиена, экология, эпидемиология, общественное здоровье и здравоохранение» ОрГМА.

По теме диссертации опубликованы 17 работ, из них 6 статей в рецензируемых научных журналах, обозначенных в списке ВАК для опубликования основных научных результатов исследований на соискание ученой степени доктора и кандидата наук.

Положения, выносимые на защиту.

  1. Широкий спектр регистрируемых мутагенных эффектов у экспериментальных объектов свидетельствует о наличии генотоксикантов в водных экосистемах Оренбургской области с различным характером действия, претерпевающих пространственную и временную динамику.
  2. Содержание водорастворимых форм неорганических поллютантов, как наиболее лабильных и генотоксически активных, – один из информативных показателей в оценке эколого-генотоксического состояния водотоков и водоёмов.

Объём и структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 200 страницах машинописного текста и включает введение, 2 главы обзора литературы, главу по материалам и методам исследования, 5 глав собственных исследований, заключение, выводы, приложение. Библиографический список содержит 174 отечественных и 66 зарубежных источников литературы. Текст иллюстрирован 20 таблицами и 64 рисунками.

Связь работы с научными программами. Диссертационное исследование выполнено в ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения и социального развития» в соответствии с открытым планом научно-исследовательской работы ГОУ ВПО «ОрГМА Минздравсоцразвития России» (№ гос. регистрации темы 01200614192). Работа выполнена при грантовой поддержке Президента РФ № 628 от 15 декабря 2006 г.

Благодарность. Автор выражает глубокую признательность сотруднику Института биологии внутренних вод РАН им. И.Д. Папанина к.х.н. М.В. Гапеевой, сотрудникам Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова к.б.н. И.М. Прохоровой, к.б.н. М.И. Ковалёвой, к.б.н. А.Н. Фомичёвой за консультации и помощь в проведении исследования.

Материалы и методы исследования

Материалом исследования являлись ДО водоемов и водотоков Оренбургской области. Пробы донных отложений отбирали с горизонта 0-10 см дночерпателем. В 2004 г. исследованы ДО 49, в 2007 г - 21 станций. Содержание металлов в пробах 2004 г. определялось методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICAP – 61, США) на базе Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН к.х.н. М.В. Гапеевой. Определение металлов в образцах ДО 2007 г. проводилось атомно-абсорбционным методом на анализаторе «Спектр-5» на базе лаборатории Федерального государственного учреждения Государственный центр агрохимической службы «Оренбургский». Определение ртути произведено с помощью ртутно-гидридной системы РГС – 1 по МУ М. ЦИНАО 1992 год.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.