Ильюшенко, Н. А.

Лисина, С. Н.

Siberian Federal University Digital Repository

УДК 504.054  ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ СНЕЖНОГО ПОКРОВА ЗОН РЕКРЕАЦИИ ОКТЯБРЬСКОГО РАЙОНА г. КРАСНОЯРСКА Лисина С.Н., Ильюшенко Н.А., научные руководители: проф., д-р биол. наук Заворуев В.В., проф., д-р биол. наук Заворуева Е.Н., Сибирский федеральный  университет   Красноярск постоянно входит в список самых грязных городов России [1]. Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) в 2011 году составил 23,75 [2]. Этот показатель получен по данным стационарных постов наблюдений, расположенных в различных районах города Красноярска (рис.1).     Рисунок 1. Схема расположения постов наблюдения в г. Красноярске  По показаниям постов наблюдения получены величины ИЗА для каждого из районов города, кроме Октябрьского. В этом районе нет поста наблюдения (рис. 1) и, следовательно, не проводится отбор проб. В связи с этим в докладе «О состоянии и охране окружающей среды Красноярского края в 2010 году» не представлена оценка экологического состояния атмосферы Октябрьского района и в нем нет информации о приоритетных загрязнителях.  В Октябрьском районе находится много зон рекреации, где отдыхают люди, не только проживающие на территории района, но и население всего города. При этом отдыхающие считают, что Октябрьский район экологически чистый. Поскольку официальных данных о состоянии атмосферного воздуха нет, было принято решение оценить его состояние по биолюминесцентному тестированию воды талого снега, собранного в различных частях Октябрьского района. На территории Красноярска снежный покров сохраняется с ноября по март. Снег характеризуется высокой способностью к захвату и осаждению примесей из атмосферы. Считается, что всего лишь одна проба по всей толще снежного покрова дает представительные данные о загрязнении в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы [3].  Объекты и методы исследования  Пробы снега отбирали ежемесячно в трех местах Октябрьского района: Академгородке, Николаевской сопке и парке Гагарина. Парк располагается вблизи проспекта Свободный, в котором фиксируется интенсивное автомобильное движение. Вблизи других мест отбора проб движение автотранспорта практически отсутствовало. В каждой зоне пробы брались в двух-трех точках. Для анализа отбирали снег по всей толще снежного покрова.  Твердые частицы из талого снега отделяли путем фильтрации через мембранные фильтры «Владипор» с диаметром пор 0,6 мкм. Для биолюминесцентного анализа использовался талый снег (н/ф) и его фильтрат (ф).  В исследованиях по определению токсичности воды использовали два биотеста. Один из них изготовлен из светящихся бактерий вида Photobacterium phosphoreum (Р.р.), а другой - биотест B17 677F - создан на основе генетически модифицированного светящегося штамма Escherichia coli (Е.с.) [4].  Для оценки действия анализируемых проб на люминесценцию бактерий используется бактериальный индекс (БИ), который определяется по формуле: БИ = (IО / IК) 100%, где IО - интенсивность свечения анализируемой пробы, IК - интенсивность люминесценции в контроле. Контролем служила вода, взятая на станции водоподготовки. О токсичности анализируемой пробы судили по величине БИ. Проба считалась токсичной, если среднее значение БИ было больше или меньше контроля на 20% [5].  Результаты и их обсуждение  Результаты биотестирования талого снега и его фильтратов представлены в таблицах 1-3.  Снег, собранный в Академгородке и районе Николаевской сопки, характеризовался как токсичный. Все фильтраты талой воды снега так же были токсичные (табл.1 и 2).   Таблица 1 – Биолюминесцентные индексы и содержание твердых частиц в снеге, собранного в районе Академгородка   Дата Концентрация твердых частиц, г/м3 БИ Р.р БИ Е.с. н/ф ф н/ф ф Ноябрь 2010 609,0±469,4 179,8 184,1 189,3 270,7 Декабрь 2010 330,3±287,2 166,5 189,8 185,2 243,8 Январь 2011 229,7±84,8 224,4 295,8 224,3 273,4 Февраль 2011 208,3±70,5 191,2 219,8 237,9 262,5  Таблица 2 – Биолюминесцентные индексы и содержание твердых частиц в снеге, собранного в районе Николаевской сопки   Дата Концентрация твердых частиц, г/м3 БИ Р.р БИ Е.с. н/ф ф н/ф ф Ноябрь 2010 266,5±81,3 168,7 198,8 115,5 144,8 Декабрь 2010 130,0±87,7 118,2 183,9 94,6 103,6 Январь 2011 138,5±72,8 177,8 177,8 113,7 142,4 Февраль 2011 133,0±104,7 203,6 203,6 120,5 95,4   Талая вода снега и фильтраты стимулировали интенсивность биолюминесценции биотестов (табл.1 и 2), и практически во всех случаях это увеличение превышало контрольные значения более чем на 20%. Такие значения БИ могут быть обусловлены наличием в анализируемых пробах какого-то вещества. Поскольку в Академгородке и в районе Николаевской сопки нет промышленных предприятий, то, можно предположить, что это вещество биотического происхождения. Летучие органические соединения выделяет растительность. Высокие концентрации монотерпенов обнаруживаются вблизи хвойных лесов Сибири [6]. Эти вещества влияют на липидный обмен [7]. Кроме того, показано, что эфирные масла могут воздействовать на бактерии, изменяя метаболические процессы цитоплазмы и клеточной стенки. Монотерпены увеличивают проницаемость цитоплазматических мембран, нарушают расположение белков, встроенных в мембраны, подавляют клеточное дыхание и изменяют процессы ионного транспорта [8]. На основании приведенных выше фактов можно предположить, что стимулирование биолюминесценции биотестов обусловлено веществами типа монотерпенов.   Вода талого снега, собранного в парке Гагарина, во все месяцы наблюдения, кроме января, характеризовалась как очень токсичная (табл. 3). А вот фильтраты не были токсичными. Исключение составляют фильтраты проб снега, собранного в ноябре.  Таблица 3 – Биолюминесцентные индексы и содержание твердых частиц в снеге, собранного в районе парка Гагарина   Дата Концентрация твердых частиц, г/м3 БИ Р.р БИ Е.с. н/ф ф н/ф ф Ноябрь 2010 754,7±370,8 30,5 74,3 27,5 61,4 Декабрь 2010 718,3±183,1 38,6 102,1 52,2 107,5 Январь 2011 550,0±41,1 52,1 99,3 33,0 100,0 Февраль 2011 458,7±40,8 20,9 99,8 37,4 93,8  Согласно литературным данным на протяжении зимы в снеге накапливаются твердые частицы. Действительно, при фильтрации талого снега в объеме 100 мл на фильтрах обнаруживается значительное количество твердых частиц. Их количество таково, что они обнаруживаются визуально (рис. 2).  Во всех трех зонах рекреации накопления твердых частиц в снеге не происходило (табл. 1-3). Наименьшая средняя концентрация твердых частиц в снеге была зарегистрирована в районе Николаевской сопки, а наибольшая в парке Гагарина. Высокое содержание твердых частиц в снеге парка может быть объяснена двумя причинами. Либо близким расположением парка к автомагистрали, либо его низким расположением (над уровнем моря), по сравнению с Академгородком и Николаевской сопкой. Перепад высот составляет более 150 м. Из двух вышеназванных причин загрязнения снега твердыми частицами более вероятной является вторая, поскольку взвешенные веществ являются приоритетными загрязнителями города Красноярска [2]. Если бы загрязнителями были выбросы автотранспорта, то снег в парке Гагарина был очень токсичен [9].     Рисунок 2. Фотографии фильтров, после фильтрации 100 мл талого снега, собранного в ноябре на Николаевской сопке, в Академгородке и в парке Гагарина, соответственно  Таким образом, снег в зонах рекреации Октябрьского района загрязнен токсическими веществами и твердыми частицами, содержание которых наименьшее в районе Николаевской сопки и наибольшее – в парке Гагарина.  СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:  1. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Российской Федерации в 2010 году». М., 2011. 448 с. 2. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Красноярского края в 2011 году». Красноярск, 2012. 243 с. 3. Василенко В.Н., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 182 с. 4. Кузнецов А.М., Родичева Э.К., Шилова Е.В. Биотест на основе лиофилизованных светящихся бактерий // Биотехнология. 1996. № 9. С. 57-61. 5. Определение токсичности воды и водных экстрактов из объектов окружающей среды по интенсивности биолюминесценции бактерий (методические рекомендации), М., 1996. МР ГКСЭН РФ № 01-19/16-17. 6. Тимковский И.И., Еланский Н.Ф., Скороход А.И., Шумский Р.А. Исследование биогенных летучих органических соединений над территорией России // Известия Российской академии наук. Физика атмосферы и океана. 2010. Т. 46. № 3. С. 347-356. 7. Найданова Э.Г., Бураева Л.Б. Влияние гиполипидемического растительного средства на липидный обмен и перекисное окисление липидов // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра СО РАМН. 2009. № 3. С. 216-218. 8. Reichling J., Schnitzler P., Suschke U., Saller R. Essential oils of aromatic plants with antibacterial, antifungal, antiviral, and cytotoxic properties – an overview. // Forschende Komplementärmedizin 2009.№ 16. P. 79–90. 9. Заворуева О.В. Биолюминесцентная оценка токсичности сажи автомобильных двигателей // Материалы Международной конференции «Инновационные процессы в современном образовании России как важнейшая предпосылка повышения уровня социально-экономического развития общества и охраны окружающей среды». Красноярск: ИПК СФУ, 2010. С. 514-518. 

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ СНЕЖНОГО ПОКРОВА ЗОН РЕКРЕАЦИИ ОКТЯБРЬСКОГО РАЙОНА г. КРАСНОЯРСКА

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Siberian Federal University Digital Repository