Жиров В.К. (член-корр. РАН) О новых исследованиях взаимодействия загрязняющих веществ с макрофитами в связи с изучением их фиторемедиационного потенциала // Вода: технология и экология. 2009. № 1. стр. 72–74. ISSN 1993-8764. http://scipeople.com/publication/69849/ [Письмо в редакцию содержит отклик автора на цикл инновационных и полезных экспериментальных работ С.А.О. и соавторов по вопросам взаимодействий загрязняющих веществ с макрофитами, которые важны для создания научных основ фиторемедиации и практического использования фитотехнологий. Комментируются и положительно оцениваются новые результаты исследований фиторемедиационного потенциала макрофитов Elodea canadensis Mchk., Potamogeton crispus L., Najas guadelupensis L., Fontinalis antipyretica L., Salvinia natans L., Salvinia auriculata Aubl.] Ключевые слова: поллютанты, макрофиты, фиторемедиация, фитотехнологии, поверхностно-активные вещества, детергенты, Elodea canadensis, Potamogeton crispus, Najas guadelupensis, Fontinalis antipyretica, Salvinia natans, Salvinia auriculata]. Zhirov V.K. (Corresponding Member of Russian Acad. Sci.; Professor) On new research on interactions between pollutants and macrophytes in connection with studies of their phytoremediation potential // Water technology and ecology. 2009. No.1. p. 72–74 [Letters to editor. On new research on interactions between pollutants and macrophytes in connection with studies of their phytoremediation potential. The letter to editor is the response of the author to some innovative and useful publications by S.A.Ostroumov and co-authors on experiments on interactions between pollutants and macrophytes, which is important to create the scientific basis for phytoremediation and use of phytotechnologies. The studies of the macrophytes Elodea canadensis Mchk., Potamogeton crispus L., Najas guadelupensis L., Fontinalis antipyretica L., Salvinia natans L., Salvinia auriculata Aubl. are commented by the author (V.K.Zhirov) with reference to their phytoremediation potential]. Key words: pollutants, macrophytes, phytoremediation, phytotechnologies, surfactants, detergents, Elodea canadensis, Potamogeton crispus, Najas guadelupensis, Fontinalis antipyretica, Salvinia natans, Salvinia auriculata.
Жиров В.К. (член-корр. РАН) О новых исследованиях взаимодействия загрязняющих веществ с макрофитами в связи с изучением их фиторемедиационного потенциала // Вода: технология и экология. 2009. № 1. стр. 72–74. ISSN 1993-8764.

Остроумов С.А. Биоценотическое очищение и качество воды: вклад в экологическую репарацию // Экологическая химия. 2009, 18(2), с.123-128. 3 таб. Библиогр. 17 назв. http://scipeople.com/publication/69433/. Затронутые вопросы: репарация на экологическом уровне, восстановление качества воды, изъятие водными организмами взвеси из воды, ингибирование загрязняющим веществом, ксенобиотики, синтетические поверхностно-активные вещества, детергенты, тяжелые металлы, тетрадецилтриметиламмонийбромид, мидии Mytilus. В работе получены новые экспериментальные результаты, доказывающие, что один из важнейших процессов репарации на экологическом уровне (восстановление качества воды в ходе процесса изъятия водными организмами взвеси из воды) ингибируется загрязняющим веществом (ксенобиотиком). Это указывает на элемент аналогии с процессами репарации на молекулярно-генетическом уровне, которые также могут нарушаться ксенобиотиками и характеризуются некоторыми другими свойствами, аналогичными особенностям экологической репарации. Ксенобиотики, оказывающие негативное воздействие на процессы, важные для экологической репарации качества воды, включали различные синтетические поверхностно-активные вещества, детергенты, тяжелые металлы и др. Приводятся новые экспериментальные данные о воздействии тетрадецилтриметиламмонийбромида на мидии Mytilus. [http://thesa-store.com/eco/]
Биоценотическое очищение и качество воды: вклад в экологическую репарацию // Экологическая химия. 2009, 18(2), с.123-128

Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. М.: МАКС-Пресс. 2001. 334 с. Библиогр.: 264-304 (716 назв.) ISBN 5-317-00323-7. Усл.печ.л. 21,5. Предисловие академика М.Е. Виноградова (Институт океанологии РАН) и д-ра С. Мак-Кутчеона (США). Рецензенты академик Д.С. Павлов, член-корр. РАН В.В. Малахов и др. Из предисловия акад. М.Е. Виноградова: «…приведены новые результаты исследований автора, в течение двадцати лет изучавшего биологические эффекты, обнаруженные им при воздействии синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ, СПАВ) на автотрофные и гетеротрофные организмы. … Результаты своей работы автор, ставший лидером в данной области биологической науки, неоднократно и успешно докладывал на представительных научных форумах в России и других странах… Книга представляется полезной и интересной…» (стр. IX). Книга продолжает тему, в краткой форме освещенную в томе 2 этой серии, и значительно полнее, чем том 2, излагает результаты исследований автора, установившего новые биологические эффекты при воздействии синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ, СПАВ) на автотрофные и гетеротрофные, прокариотные и эукариотные организмы. Были исследованы анионные, неионогенные и катионогенные ПАВ. Среди организмов, реагирование которых исследовано в опытах – бактерии, цианобактерии, водоросли, жгутиковые, высшие растения и беспозвоночные (моллюски, аннелиды). Результаты обсуждаются в связи с проблемами оценки экологической опасности антропогенных воздействий на биосферу и гидросферу, в связи с изучением самоочищения воды и определением природоохранных приоритетов. Приведенные в книге результаты экспериментов автора по выявлению и изучению ингибирующих воздействий ПАВ на фильтрационную активность двустворчатых моллюсков признаны открытием (Диплом о научном открытии № 274) (см.: http://idea.emind.ru/discovery/show/67). Книга представляет интерес для исследователей, работающих в области экологии, лимнологии, океанографии, гидробиологии, наук об окружающей среде и биосфере, экотоксикологии, для преподавателей высшей школы, аспирантов, студентов. Книга отмечена Дипломом Академии проблем водохозяйственных наук (2006). Книга переведена на английский язык, издана совместно издательствами CRC Press и Taylor & Francis в США и Великобритании. После публикации книги автором были проведены и опубликованы новые работы, подтвердившие выводы книги, см.: http://scipeople.com/group/331/topic/1731/; http://scipeople.com/group/338/topic/1699/; scipeople.ru/users/2943391/; На книгу опубликованы положительные рецензии: академик О.Ф. Васильев (РАН). Рецензия на книгу "Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы" (М.: МАКС Пресс, 2001). Вестник РАЕН, 2002, т.2, №3, с. 65. проф. Л.П. Брагинский и проф. Л.А. Сиренко (Институт гидробиологии, Киев). Всесторонний анализ токсикологической опасности поверхностно - активных веществ для гидробионтов. Рецензия на книгу "Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы" (М.: МАКС Пресс, 2001. Гидробиологический журнал. 2003, т. 39, № 3, с. 115-118. Рецензия на книгу "Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы" (М.: МАКС Пресс, 2001). Успехи современной биологии. 2003. №6. с.618-619. академик С.В. Яковлев (РАН). Рецензия на книгу "Биологические эффекты при воздействии ПАВ на организмы" // Вестник Российской академии наук. 2002. т.72, №11, с. 1038-1039. http://www.ras.ru/en/publishing/rasherald/rasherald_articleinfo.aspx?articleid=50a4f815-7de7-413f-b2b7-f1489d99f4cb [Review of the book: S.A. Ostroumov, Biologicheskie effekty pri vozdeistvii poverkhnostno-aktivnykh veshchestv na organismy (The Impact of Surface Active Substances upon the Organisms: The Biological Effects). Author of the review: Academician, Prof. S.V.Yakovlev (Full Member, Russian Academy of Sciences; Director, VODGEO)]. Комментарии и отзывы о новых фактах, изложенных в книге и признанных научным открытием (Диплом № 274) – см. в публикациях: Открытие нового вида опасных антропогенных воздействий в экологии животных и биосфере: ингибирование фильтрационной активности моллюсков поверхностно-активными веществами / Ред. Г.В. Добровольский (академик РАН), Г.С. Розенберг (член-корр. РАН), И.К. Тодераш (академик АН Молдовы). М.: МАКС-Пресс, 2008. 108 с. http://scipeople.com/publication/68661/; Открытие нового вида опасных антропогенных воздействий в экологии животных и биосфере: ингибирование фильтрационной активности моллюсков поверхностно-активными веществами // Вестник РАН. 2009. т.79. № 8. с.749-750. http://scipeople.com/publication/68673/; Затронутые вопросы, понятия, термины, концептуально-фактологический массив: КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: биологический механизм, самоочищение, качество воды, водоемы, водотоки, загрязняющие вещества, ЗВ, экотоксикология, водный объект, пресноводные, морские, экологическая безопасность, источники водоснабжения, поллютанты, ксенобиотики, полифункциональная роль биоты, водные, экосистема, функционирование, гидросфера, сообщества, устойчивое использование, ресурсы, рациональное природопользование, антропогенное воздействие, полезные функции экосистем, сервисные функции, самоочистительный потенциал, биотестирование, теория, приложения, обобщающие положения, элементы теории, источники энергии механизмов самоочищения, структурно-функциональные блоки, система процессов, таксоны; надежность системы самоочищения, внешние воздействия; антропогенные, природоохранная практика, новые экспериментальные результаты, кадмий, моллюски, эвтрофирование, новая концепция, двухуровневый синергизм, экологические хеморегуляторы, экологические хемомедиаторы, понятие, биокосный, опасность, ущерб биоте, экономическая оценка ущерба при антропогенном воздействии, природохранный режим, специальные охраняемые территории, акватории, микроорганизмы, комплекс гидробионтов, макроорганизмы, растения, беспозвоночные, аналог биореактора с функцией очищения воды, биогены, контроль над фитопланктоном, консументы, трофический уровень, взаимодействующие трофические уровни, межвидовые взаимодействия, В.И.Вернадский, биосфера, биогенная миграция элементов, биокосная, материя, биокосное природное тело, почва, природная, вода, регуляция геохимических процессов, биокосная регуляция перемещений вещества, повышение смертности, частота патологий, разобщение планктонно-бентического сопряжения, летальные, сублетальные воздействия, сохранение экологической роли популяций, биогеоценотические функции, мидии, Mytilus galloprovincialis, M. galloprovincialis, устрицы, Crassostrea gigas, аквакультура, марикультура, ДСН, Тритон Х-100, перловицы, Unio tumidus, СМС ОМО, СМС Tide, СМС Лоск, СМС IXI, ЖМС Е, ЖМС Fairy, воздействие на эффективность изъятия взвеси, ВЭИ, синтетическое моющее средство; стиральный порошок, детергент, жидкое моющее средство; додецилсульфат натрия, поверхностно-активные вещества, ПАВ, ПАВ-содержащие смесевые препараты, ингибирование фильтрации воды, устрицы, катионный, тетрадецилтриметиламмоний бромид, ТДТМА, анионный, додецилсульфат натрия, неионогенный, фильтраторы, двустворчатые, легочные, моллюски, неусвоенный органический материал, донные, осадки, трофическая, активность, фитопланктон, макрофиты; микрозоопланктон; мирный зоопланктон; хищный; зообентос; экспорт углерода, азот, фосфор, растворенные вещества, взвешенные частицы, ВОВ, седиментация, донные отложения, озера, заливы, сорбция ЗВ, сестон, детрит, гидробионты, органические вещества, осадки, седименты, пленка органических веществ, поверхность водоема, гидролиз, фотохимические, превращения, фотолиз, сенсибилизация, органическими биотического происхождения, редокс-каталитические, свободные радикалы, лиганды, биологического происхождения, токсичность ЗВ, связывание, растворенные, РОВ, химическое окисление, кислород, фотосинтез, биотические, биотрансформация, редокс-реакции, разрушение, конъюгация, дыхание, зоопланктон, внеклеточная ферментативная трансформация; сорбция ЗВ пеллетами, экскретируемыми гидробионтами, предотвращение, замедление выхода биогенов и ЗВ из донных осадков в воду, аккумуляция, связывание биогенов и ЗВ, бентосные, вынос углерода из экосистемы озера при вылете имаго водных насекомых; вынос С, N, P из экосистемы, питание, рыбоядные птицы, выход на сушу, метаморфоз земноводных, сорбция ЗВ, почва, полив земель загрязненными водами, регуляция численности, каковы количественные оценки снижения фильтрационной активности моллюсков под воздействием детергентов, ПАВ, моющих средств?; аналог биореактора, стабильность экосистем, саморегуляция, трофические, связи, перенос вещества, перенос энергии, биоценоз, биотоп, удаление углерода (С) из воды, Черное море, С.А. Остроумов, TAGS: biological mechanism, self-purification, water quality, water bodies, reservoirs, streams, contaminants, pollutants, ecotoxicology, freshwater, marine, environmental safety, environmental security, sources of water, xenobiotics, polyfunctional role of biota, water, ecosystem functioning, hydrosphere, community, sustainable use, resources, environmental management, human impact, potential for water purification, ecosystem’s services, biological theory, application, reliability, external influences; anthropogenic, man-made effects, environmental practices, new experimental results, mollusks, eutrophication, new concept, two-level synergies, biokosny, hazards, damage to biota, economic evaluation of damage caused by the anthropogenic impact, water protection regime, special protected areas, microorganisms, aquatic, macro-organisms, plants, invertebrates, analog of the bioreactor with the function of purifying water, nutrients, control of phytoplankton, consumers, trophic level, interspecific interactions, V.I. Vernadsky, biosphere, biokosnaya, matter, biokosnoe natural body, soil, natural water, the regulation of geochemical processes, regulation of transfer of substances, biogenic migration of chemical elements, increased mortality, uncoupling of plankton-benthic coupling, lethal, sublethal effects, preservation of the ecological role of protected populations, biogeocenotic function, mussels, Mytilus galloprovincialis, M. galloprovincialis, TDTMA, oysters, Crassostrea gigas, aquaculture, mariculture, SDS, Triton X-100, Unio tumidus, detergent Tide, IXI, Fairy, impact on the efficiency of removal of particulate matter, synthetic, laundry detergent, powder detergent, liquid detergent, sodium dodecyl sulphate, community, surface-active substances, surfactants, tensides, surfactant-containing mixtures, inhibition of water filtration, oysters, cationic, tetradecyltrimethylammonium, TDTMA, anionic, sodium dodecyl sulphate, nonionic, filter-feeders, suspension feeders, bivalves, undigested organic matter, bottom, sediments, trophic, activity, phytoplankton, macrophytes; microzooplankton; zooplankton, predatory, zoobenthos, marine, export of carbon, nitrogen, phosphorus, dissolved substances, suspended particles, sedimentation, bottom sediments, lakes, bays, sorption of pollutants, seston, detritus, aquatic organisms, organic matter, sediment, organic material film, the surface of the reservoir, hydrolysis, photochemical, transformation, photolysis, sensitization, biotic organic origin, redox, catalytic, free radicals, ligands of biological origin, toxicity of pollutants, binding, soluble, dissolved organic matter, chemical oxidation, oxygen, photosynthesis, biotic, biotransformation, redox reactions, destruction, conjugation, respiration, extracellular enzymatic transformation, sorption of pollutants by pellets excreted by hydrobionts, accumulation, the binding of nutrients and pollutants, benthic, carbon that is removed from the lake ecosystem by imago of aquatic insects; removal of P, N, from the ecosystem, food, piscivorous birds, metamorphosis of amphibians, the sorption of pollutants, soil, watering the land by contaminated water, what are the quantitative estimates of the reduction of the filtration activity of mollusks under the effect of detergents, surfactants?; constructed wetlands, phytoremediation, bioremediation, a microcosm, pellets, feces, pseudofeces, quantitative parameters, bacterioplankton, eukaryotic, Protista, the stability of ecosystems, self-regulation, trophic, communications within ecosystem, transport of material, energy transfer, biocenosis, biotope, removal of carbon (C) from aquatic ecosystems, Ostroumov S.A., Black Sea; Ключевые слова: качество воды, водные экосистемы, самоочищение воды, загрязнение; поверхностно-активные вещества ПАВ, поллютанты, биотестирование, экологическая опасность, биогенная миграция элементов, моллюски и аквакультура, антропогенное воздействие, экологическая безопасность, источники водоснабжения, устойчивое использование водных ресурсов, детергенты моющие средства
Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. М.: МАКС-Пресс. 2001. 334 с. Библиогр.: 264-304 (716 назв.) ISBN 5-317-00323-7. Усл.печ.л. 21,5. Предисловие академика М.Е. Виноградова (Институт океанологии РАН) и д-ра С. Мак-Кутчеона (США). Рецензенты академик Д.С. Павлов, член-корр. РАН В.В. Малахов и др.

Опубликовано: Биология моря. [ISSN 0134-3475] 2005, Том 31, Номер 4 Страницы 274-279; http://elibrary.ru/item.asp?id=8971213 http://eps.dvo.ru/bm/2005/4/pdf/bm-274-279.pdf УДК 576.8:582.26 Dunaliella salina (Chlorophyta) как тест-объект для оценки загрязнения морской среды детергентами. © 2005 г. Ж. В. Маркина, Н. А. Айздайчер http://eps.dvo.ru/g_journals/bm/2005/4/txt/bm-274-279.txt Институт биологии моря ДВО РАН, Владивосток 690041 e-mail: inmarbio@mail.primorye.ru Статья принята к печати 30.06.2004 г. Исследованы динамика численности микроводоросли Dunaliella salina в растворах додецилсульфата натрия (ДСН), содержащих 0.1, 1 и 10 мг/л детергента, в зависимости от возраста маточной культуры, численности клеток, времени внесения токсиканта в среду с культурой, а также продукция кислорода как показатель функционального состояния дуналиеллы. Установлены параметры, при которых использование данного тест-объекта позволяет получить более точную информацию о качестве среды и токсичности веществ. Показано, что ДСН в концентрации 0.1 и 1 мг/л не оказывает существенного влияния на рост микроводоросли; ингибирующее действие отмечено при содержании токсиканта 10 мг/л. Ключевые слова: биотестирование, микроводоросли, Dunaliella salina, детергенты, додецилсульфат натрия, продукция кислорода. Markina Zh. V., Aizdaicher N. A. Dunaliella salina (Chlorophyta) as a test organism for evaluation of detergent pollution of marine environment. - Russian Journal of Marine Biology [=Biologiya Morya; MAIK Nauka/Interperiodica distributed by Springer Science+Business Media LLC]. ISSN 1063-0740 (Print) 1608-3377 (Online); DOI 10.1007/s11179-005-0078-6] 2005 (July). Volume 31, Number 4, p. 232-237; (Institute of Marine Biology, Far East Branch, Russian Academy of Sciences, Vladivostok, 960041); http://www.springerlink.com/content/r512q7730v150187/; The dynamics of microalga Dunaliella salina population in sodium dodecylsulfate (SDS) solutions (0.1, 1, and 10 mg/liter) were studied in relation to stock culture stage, cells number, time of addition of detergent to culture, and oxygen production by microalga. The optimal parameters for toxicological testing with this microalga were defined. SDS in concentrations of 0.1 and 1 mg/liter exerted no significant effect on the growth of the microalga; suppression effect was observed at a concentration of 10 mg/liter. (Biologiya Morya, Vladivostok, 2005, vol. 31, no. 4, pp. 274-279). Key words: biotesting, microalgae, Dunaliella salina, detergents, sodium dodecylsulfate, oxygen production. Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), или детергенты, используются во многих отраслях промышленности и в быту. Основная опасность загрязнения детергентами заключается в их воздействии на водные экосистемы в целом. В первую очередь это обусловлено влиянием СПАВ на микроводоросли, которые находятся, как правило, на первом трофическом уровне и являются основными поставщиками кислорода в водоемы. Данные загрязняющие вещества способствуют уменьшению или увеличению первичной продукции и приводят к нарушению структуры сообщества (Эколого-токсикологические?, 1985). Детальные исследования влияния СПАВ на организмы необходимы, поскольку поступление детергентов в морские экосистемы постоянно увеличивается (Davis, Gloyna, 1969; Lewis, 1991; Belanger et al., 2002) и их предельно-допустимые концентрации (ПДК) нередко превышены. В Японском море к таким районам можно отнести бухты Находка - 52 ПДК, Врангеля - 21 ПДК и Козьмино - 18.7 ПДК (Наумов, Найденко, 1995). Воздействие СПАВ изучается на широком спектре организмов - от бактерий до теплокровных животных, в том числе и на одноклеточных водорослях (Патин, 1979; Остроумов, 2000). В подавляющем большинстве случаев действие детергентов исследовали на пресноводных микроводорослях (Ленова и др., 1980; Липницкая и др., 1989; Остроумов и др., 1990; Остроумов, Вастернак, 1991; Паршикова и др., 1994; Паршикова, 2003). Экспериментальные работы, анализирующие действие детергентов на микроводоросли, посвящены в основном влиянию синтетических моющих средств на численность клеток и их функциональную активность (Патин, 1979; Вастернак, Остроумов, 1990; Христофорова и др., 1996; Айздайчер и др., 1999). Кроме поверхностно-активного вещества детергенты содержат различные добавки, усиливающие их моющие качества. Так, обязательным компонентом СПАВ являются фосфаты, которые, как известно, способствуют росту численности микроводорослей (Саут, Уиттик, 1990; Небел, 1993; Христофорова, 1999). Работ, исследующих влияние детергентов без усиливающих добавок, крайне мало (Ленова и др., 1980; Максимов и др., 1988; Паршикова и др., 1994). Действие СПАВ на морские микроводоросли практически не изучено (Doig, Martin, 1974; Kutt, Martin, 1974; Фишер и др., 1996). В связи с вышеизложенным определена цель нашей работы - изучение влияния модельного поверхностно-активного вещества - додецилсульфата натрия (ДСН) на рост морской микроводоросли Dunaliella salina. Задачей работы являлось исследование следующих параметров: возраста маточной культуры, численности клеток, времени внесения токсиканта в культуральную среду, а также определение продукции кислорода в присутствии изучаемого токсиканта. Материал и методика Объектом изучения служила одноклеточная зеленая водоросль Dunaliella salina Teod. (Chlorophyta). Длина клеток - 5-29 мкм, ширина - 3.8-20.3 мкм. Клетки одиночные, форма клеток яйцевидная или грушевидная. Данная микроводоросль - широко распространенный, легко культивируемый вид, обитающий в морях и соленых озерах (Масюк, 1973). Культуру водоросли выращивали на питательной среде Гольдберга (Кабанова, 1961), приготовленной на основе фильтрованной и пастеризованной морской воды соленостью 32?. Соленость определяли с помощью солемера ГМ-65. Освещение люминесцентными лампами составляло 3000-3500 лк на поверхности колб при светотемновом периоде 12 ч свет : 12 ч темнота. Водоросли культивировали при температуре 20 ? 2 С. Подбор условий культивирования отработан ранее одним из авторов (Айздайчер, 1987). Эксперименты проводили в конических колбах Эрленмейера с объемом культуральной среды 100 мл. Культуры перемешивали 1-2 раза в сутки. Образцы для подсчета клеток отбирали после тщательного перемешивания в одно и то же время - через 1-2 ч после окончания темнового периода. В экспериментах использовали ДСН производства фирмы "Serva" (Германия) в концентрации 0.1, 1 и 10 мг/л. Уровень содержания 0.1 мг/л СПАВ соответствует ПДК для рыбохозяйственных водоемов в России (Перечень?, 1995). Для посева брали культуру, находящуюся в экспоненциальной фазе роста (в возрасте 4-5 сут). Для изучения эффекта действия ДСН в зависимости от возраста маточной культуры использовали культуры микроводоросли двух возрастов: 4-5 сут (экспоненциальная фаза роста) и 30 сут (стационарная фаза роста), т.е. изучали молодую и зрелую культуры. Длительность экспозиции в опытах - 14 сут. Действие ДСН оценивали по изменению численности микроводорослей. Опыты проводили в трех повторностях. Для каждой повторности подсчитывали клетки в четырех камерах Горяева на 1, 2, 3, 4, 7, 10 и 14-е сут. Контролем (100%) служила суспензия водорослей, выращенная в среде без ДСН. Полученные данные обрабатывали методами вариационной статистики (Лакин, 1973). Доверительные интервалы соответствуют 95% уровню значимости. При определении эффекта действия ДСН в зависимости от возраста маточной культуры плотность ее засева составляла 12 * 104 кл/мл, от концентрации клеток и времени добавления токсиканта - соответственно 4 * 104 и 12 * 104 кл/мл; при определении продукции кислорода в зависимости от концентрации ДСН - 4 * 104 кл/мл. Опыты проводили в два этапа. На первом этапе исследовали влияние ДСН на динамику численности клеток микроводоросли в зависимости от различных параметров биотестирования: возраста маточной культуры, времени внесения токсиканта в культуру, начальной концентрации клеток в суспензии. На втором этапе изучали продукцию кислорода D. sa?li?na при разной концентрации ДСН. Водоросли в данном случае экспонировали в кислородных склянках. Количество кислорода измеряли на 2, 4, 7 и 14-е сут. В начале опыта определяли содержание кислорода в среде без суспензии микроводорослей. В трех склянках кислород фиксировали сразу после заполнения их суспензией микроводорослей (для определения его исходного содержания), остальные экспонировали при постоянных условиях. Для фиксации и определения содержания кислорода использовали стандартные методики (Методы?, 1975). Результаты Первый этап Изменение численности клеток Dunaliella salina в зависимости от возраста маточной культуры при разной концентрации детергента исследовали на культуре, отобранной из маточной в экспоненциальной (культура 1) и стационарной (культура 2) фазах роста. Через 2 сут после начала экспозиции концентрация 0.1 мг/л ДСН стимулировала рост культуры 1 на 143%, при продолжении опыта число клеток достоверно не отличалось от их количества в контроле (табл. 1). В культуре 2 на протяжении всего опыта достоверных изменений в динамике численности клеток не отмечено. При добавлении в среду 1 мг/л ДСН в культуре 1 часть клеток прикреплялась ко дну, а остальные образовывали конгломераты в виде хлопьев, однако количество клеток достоверно не отличалось от контроля. В культуре 2 при данной концентрации детергента численность клеток достоверно не отличалась от контрольной, клетки были подвижными. Иная картина наблюдалась при увеличении концентрации ДСН в среде до 10 мг/л. В этом случае количество клеток снижалось, и на 2-е сут в культуре 1 оно составило 25%, в культуре 2 - 47% по сравнению с контролем. В обоих случаях численность клеток начинала восстанавливаться на 3-и сут, но в культуре 1 их количество сравнялось с таковым в контроле только на 14-е сут, суспензия выглядела заметно обесцвеченной; в культуре 2 численность клеток достигла уровня контроля уже на 7-е сут, причем суспензия имела здоровый вид. Таким образом, наиболее чувствительной к действию ДСН оказалась культура, отобранная из маточной в экспоненциальной фазе роста. В опытах с разной концентрацией клеток установлено, что при начальной концентрации 12 * 104 кл/мл и содержании токсиканта в среде 0.1 и 1 мг/л количество клеток по сравнению с контролем увеличилось в первые сутки до 234 и 222% соответственно (рис. 1, 2). В дальнейшем численность клеток достоверно не отличалась от контрольной (рис. 1). Концентрация токсиканта 10 мг/л ингибировала рост микроводоросли, и на 2-е сут наблюдалось максимальное снижение численности клеток - до 20%. При увеличении времени экспозиции численность клеток начинала восстанавливаться, и на 14-е сут их количество достигло 80% от такового в контроле. При начальной концентрации 4 * 104 кл/мл и содержании детергента 0.1 и 1 мг/л численность клеток также достоверно не изменялась по сравнению с таковой в контроле (рис. 2). При концентрации ДСН 10 мг/л наблюдалось замедление роста культуры. Необходимо отметить, что при данной исходной концентрации клеток происходило их прикрепление к стенкам колбы в течение всего опыта. Следует обратить внимание на особенность восстановления численности клеток в культуре при разной начальной концентрации клеток в растворе ДСН с уровнем содержания 10 мг/л. При исходной концентрации 4 * 104 кл/мл численность клеток восстанавливалась быстрее, чем при концентрации 12 * 104 кл/мл: на 7-е сут численность клеток составила 61 и 37% соответственно. Следовательно, при большей исходной плотности клеток восстановление культуры происходит медленнее, чем при меньшей. Особого внимания заслуживает состояние популяции D. salina, экспонируемой в растворах с ДСН, в зависимости от времени его добавления при разной исходной концентрации клеток. Добавление 0.1 и 1 мг/л ДСН на 4-е сут опыта не оказывало влияния на динамику численности клеток с начальной концентрацией 12 * 104 кл/мл (табл. 2). Высокое содержание токсиканта также не влияло на количество клеток D. salina, которое в течение опыта достоверно не отличалось от контрольного. Внесение ДСН в культуру с начальной концентрацией 4 * 104 кл/мл на 4-е сут опыта не сказывалось на численности клеток микроводоросли при концентрации детергента 0.1 и 1 мг/л (табл. 2). Заметный ингибирующий эффект наблюдался при увеличении концентрации ДСН до 10 мг/л. В этом случае на 7-е сут количество клеток в суспензии снижалось до 65% от контрольного. К концу опыта численность клеток достигла контрольной. Таким образом, при добавлении 10 мг/л ДСН в день постановки опыта наблюдалось угнетение роста численности клеток, чего не отмечено при добавлении токсиканта на 4-е сут опыта (рис. 1, табл. 2). Второй этап Изучение продукции кислорода D. salina при разной концентрации ДСН показало, что содержание в среде 0.1 мг/л ДСН не вызывало ее достоверных отклонений от контроля (рис. 3). Концентрации ДСН 1 и 10 мг/л стимулировали продукцию кислорода на 7-е сут экспозиции, которая составила 14.8 и 19.9 мг/л соответственно. К концу опыта продукция кислорода при всех концентрациях ДСН не отличалась от таковой в контроле. Обсуждение Проведенные нами исследования показали, что клетки микроводоросли Dunaliella salina, отобранные из маточной культуры в экспоненциальной фазе роста, оказались наиболее чувствительными к воздействию детергента (табл. 1). Известно, что в зависимости от фазы роста клетки характеризуются неодинаковой интенсивностью синтеза белка, РНК и ДНК и, как результат, обладают разной резистентностью к действию токсиканта (Божков, 1999). Вероятно, устойчивость клеток обусловлена изменением состава экзометаболитов микроводорослей, который зависит от возраста культуры. На синезеленых и зеленых пресноводных микроводорослях показано, что в экспоненциальной фазе роста наблюдается наибольшая интенсивность экскреции алифатических карбоновых кислот, составляющих более 70% выделений (Сакевич, Хамар, 1997). В стационарной фазе роста источником экзогенных органических соединений служат продукты автолиза отмерших клеток (Шнюкова, 2002). Кроме того, сообщения ряда авторов (Fogg, 1966; Зимина, Сазыкина, 1987) свидетельствуют о том, что увеличение численности клеток возможно лишь при определенной концентрации метаболитов микроводорослей во внешней среде. Согласно данной концепции, метаболиты регулируют численность клеток и, следовательно, влияют на формирование популяции, включая ее отклик на воздействие внешней среды. В сформированной популяции даже действие токсиканта не приводит к массовой элиминации клеток, как это происходит в молодой культуре, поскольку устойчивость популяции увеличивается в 10-100 раз (Гапочка, Шавырина, 1999). Как показано в наших экспериментах, добавление ДСН в концентрации 10 мг/л на 4-е сут экспозиции не вызывало такой резкой реакции микроводоросли, как внесение детергента в начале опыта (табл. 2, рис. 1). Согласно нашим исследованиям, ДСН в концентрации 0.1 и 1 мг/л не оказывал существенного влияния на динамику численности D. salina, однако концентрация токсиканта 10 мг/л ингибировала рост культуры. Негативное действие данной концентрации ДСН выражалось в появлении 4-7-суточной лаг-фазы практически во всех опытах (табл. 1, рис. 1). Известно, что при длительном внешнем воздействии токсиканта на клетки микроводоросли происходит переключение клеточного метаболизма на синтез и интенсивное выделение во внешнюю среду метаболитов, что приводит к истощению клеток и способствует задержке развития популяции (Зимина, Сазыкина, 1987). При токсическом воздействии лаг-фаза может быть необходима для адаптации водорослей к изменившимся условиям (Гапочка и др., 1987). Клетки D. salina покрыты тонкой оболочкой - плазмалеммой, очевидно наиболее подверженной действию токсиканта. Так, по данным Льюиса (Lewis, 1990), присутствующий в среде детергент денатурирует белки клеточной стенки, в результате чего увеличивается ее проницаемость для гидрофобных радикалов детергентов, проникающих в клетку. Высокая чувствительность D. salina к ДСН, возможно, обусловлена повышенным содержанием в ней жиров (6.4% сухой массы клетки), которое сравнимо с концентрацией жиров у наиболее богатых ими диатомовых водорослей (Масюк, 1973). Вероятно, вследствие воздействия детергента на липиды присутствие ДСН в концентрации 10 мг/л сказывается на жизнеспособности D. salina, вызывая обесцвечивание клеток и уменьшение их численности (рис. 1, 2). В наших экспериментах установлено, что концентрация ДСН 0.1 мг/л не влияла на продукцию кислорода D. salina. Содержание в среде ДСН, равное 1 мг/л, стимулировало выработку кислорода на 7-е сут, однако численность клеток не отличалась от контрольной (рис. 3). Сходные данные получены при исследовании влияния СПАВ на Synechocystis aquatilis: начало торможения фотосинтеза наблюдалось при концентрации детергента ЭПН-5 100 мг/л, а снижение общей численности клеток - при 500 мг/л (Кравченко, Гапочка, 1976). Таким образом, изменение продукции кислорода D. salina наблюдается при более низких концентрациях ДСН, чем снижение численности клеток в ее популяции. Добавление ДСН в концентрации 10 мг/л вызывало увеличение продукции кислорода микроводорослями на 7-е сут экспозиции, что связано с восстановлением численности клеток к этому времени (рис. 2, 3). Известно, что наибольший уровень фотосинтеза наблюдается, как правило, в 1-5-е сут экспозиции (в экспоненциальной фазе роста) культуры, выращенной без токсикантов (Сакевич, Хамар, 1997). Начало экспоненциальной фазы роста популяции D. salina при концентрации ДСН 10 мг/л приходится примерно на 7-е сут, когда наблюдается самое высокое содержание кислорода в воде. Известно также, что прочность хлорофилл-белково-липидного комплекса при концентрации ДСН 10 мг/л уменьшается, в связи с чем происходит накопление менее прочно связанного хлорофилла, подверженного более интенсивному разложению на свету (Липницкая, Паршикова, 1992), вследствие этого количество произведенного кислорода снижается, что отмечено и в нашем опыте. Таким образом, показано, что для получения достоверных и репрезентативных результатов биотестирования необходимо: 1) использовать маточную культуру микроводоросли в экспоненциальной фазе роста, 2) добавлять токсикант в начале опыта и 3) использовать низкую начальную концентрацию клеток. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Айздайчер Н.А. Жизнеспособность морских микроводорослей в зависимости от условий хранения: Дис. ? канд. биол. наук. Владивосток. 1987. 147 с. Айздайчер Н.А., Малынова С.И., Христофорова Н.К. Влияние детергентов на рост микроводорослей // Биол. моря. 1999. Т. 25, ? 3. С. 234-238. Божков А.И. Ограничения в использовании водорослей как объектов биохимических исследований и экотоксикологического тестирования // Альгология. 1999. Т. 9, ? 2. С. 18. Вастернак К., Остроумов С.А. Воздействие загрязнения водной среды СМС Био-С на эвглену // Гидробиол. журн. 1990. Т. 26, ? 6. С. 78-79. Гапочка Л.Д., Веселаго И.А., Левина М.З. Адаптивные реакции популяций водорослей на воздействие токсических веществ // Биол. науки. 1987. ? 3. С. 74-80. Гапочка Л.Д., Шавырина О.Б. Популяционные аспекты устойчивости микроводорослей к токсическим воздействиям // Альгология. 1999. Т. 9, ? 2. С. 31. Зимина Л.М., Сазыкина Т.Г. Выделение экзометаболитов микроводорослями как механизм регуляции плотности популяции // Гидробиол. журн. 1987. Т. 23, ? 4. С. 50-55. Кабанова Ю.Г. О культивировании в лабораторных условиях морских планктонных диатомовых и перидиниевых водорослей // Тр. ИО АН СССР. 1961. Т. 47. С. 203-216. Кравченко М.Е., Гапочка Л.Д. О токсическом действии детергентов на культуру Synechocystis aquatilis // Вестн. МГУ. Сер. биол. 1976. ? 4. С. 73-77. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа. 1973. 343 с. Ленова Л.И., Ставская С.С., Ратушная М.Я. Влияние додецилсульфата натрия на одноклеточные зеленые водоросли рода Chlorella // Гидробиол. журн. 1980. Т. 16, ? 3. С. 83-87. Липницкая Г.П., Паршикова Т.В. Изменения в прочности хлорофилл-белково-липидного комплекса под влиянием поверхностно-активных веществ // Гидробиол. журн. 1992. Т. 28, ? 6. С. 60-67. Липницкая Г.П., Паршикова Т.В., Топалова Е.К. Влияние хлорного додецилсульфата натрия на рост хлореллы и макроцистиса в культуре // Гидробиол. журн. 1989. Т. 25, ? 2. С. 63-66. Максимов В.Н., Нагель Х., Ковалева Т.Н., Остроумов С.А. Биотестирование вод, загрязненных сульфонолом // Вод. ресурсы. 1988. ? 1. С. 165-168. Масюк Н.П. Морфология, систематика, экология, географическое распространение рода Dunaliella Teod. Киев: Наукова думка. 1973. 241 с. Методы физиолого-биохимического исследования водорослей в гидробиологической практике. Киев: Наукова думка. 1975. 247 с. Наумов Ю.А., Найденко Т.Х. Экологическое состояние залива Находка // Изв. ТИНРО. 1997. Т. 122. С. 524-537. Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир. М.: Мир. 1993. Т. 1. 420 с. Остроумов С.А. Биологические эффекты поверхностно-ак?тив?ных веществ в связи с антропогенными воздействи?я?ми на биосферу. М.: МАКС Пресс. 2000. 166 с. Остроумов С.А., Борисова Е.В., Ленова Л.И., Максимов В.Н. Воз?действие сульфонола на культуру водоросли Du?na?li?el?la asymmetrica и проростки Fagopyrum esculentum // Гидробиол. журн. 1990. Т. 26, № 2. С. 99-101. Остроумов С.А., Вастернак К. Реагирование фотоорганотрофно растущих зеленых жгутиковых на загрязнение водной среды СМС "Кристалл" // Вестн. МГУ. Сер. биол. 1991. № 2. С. 67-69. Патин С.А. Влияние загрязнения на биологические ресурсы и продуктивность Мирового океана. М.: Пищ. пром-сть. 1979. 303 с. Паршикова Т.В. Участие поверхностно-активных веществ в регулировании развития микроскопических водорослей // Гидробиол. журн. 2003. Т. 39, ? 1. С. 64-70. Паршикова Т.В., Веселовский В.В., Веселова Т.В., Дмитриева А.Г. Влияние поверхностно-активных веществ на функционирование фотосинтетического аппарата хлореллы // Альгология. 1994. Т. 4, ? 1. С. 38-46. Перечень предельно допустимых концентраций и ориентировочно безопасных уровней воздействия вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. М.: Роскомрыболовство, Мединор. 1995. 220 с. Сакевич А.И., Хамар И.С. Изменчивость функциональной активности и состава внеклеточных карбоновых кислот некоторых видов водорослей // Альгология. 1997. Т. 7, ? 2. С. 115-125. Саут Г., Уиттик А. Основы альгологии. М.: Мир. 1990. 597 с. Фишер Н., Маертц-Унте М., Остроумов С.А. Воздействие ПАВ на морские диатомовые водоросли // Изв. РАН. Сер. биол. 1996. № 1. С. 91-95. Христофорова Н.К. Основы экологии. Владивосток: Дальнаука. 1999. 516 с. Христофорова Н.К., Айздайчер Н.А., Березовская О.Ю. Действие ионов меди и детергента на зеленые микроводоросли Dunaliella tertiolecta и Platymonas sp. // Биол. моря. 1996. Т. 22, ? 2. С. 114-119. Шнюкова Е.И. Экзополисахариды Cyanophyta // Альгология. 2002. Т. 12, ? 1. С. 34-38. Эколого-токсикологические аспекты загрязнения морской среды. Л.: Гидрометеоиздат. 1985. 116 с. Belanger S.E., Bowling J.W., Lee D.M. et al. Integration of aquatic fate and ecological responses to linear alkyl benzene sulfonate (LAS) in model stream ecosystems // Ecotoxicol. Environ. Safety. 2002. Vol. 52. P. 150-171. Davis E.M., Gloyna E.F. The role of algae in degrading detergent surface active agents // J. WPCF. 1969. Vol. 41, no. 8. P. 1494-1504. Doig M.T. III, Martin D.F. The response of Gymnodinium breve to municipal waste materials // Mar. Biol. 1974. Vol. 24. P. 223-228. Fogg G.E. Algal cultures and phytoplankton ecology. Madison: Univ. of Wisconsin Press. 1966. 104 p. Kutt E.C., Martin D.F. Effect of selected surfactants on the growth characteristics of Gymnodinium breve // Mar. Biol. 1974. Vol. 28. P. 253-259. Lewis M.A. Chronic toxicities of surfactants and detergents builders to algae: a review and risk assessment // Ecotoxicol. Environ. Safety. 1990. Vol. 20. P. 123-140. Lewis M.A. Chronic and sublethal toxicities of surfactants to aquatic animals: a review and risk assessment // Wat. Res. 1991. Vol. 125, no. 1. P. 101-113.
Dunaliella salina (Chlorophyta) как тест-объект для оценки загрязнения морской среды детергентами. Ж. В. Маркина, Н. А. Айздайчер. Биология моря. [ISSN 0134-3475] 2005, Том 31, Номер 4 Страницы 274-279;

Остроумов С.А. О полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосистем // Экология. 2005. № 6. С. 452–459. Суммированы новые результаты экспериментов автора по изучению воздействия органических и неорганических поллютантов на водные организмы, которые являются фильтраторами воды. С использованием этих результатов и анализа существующих данных о функционировании экосистем сформулированы элементы теории самоочищения воды и формирования ее качества. Теория охватывает пресноводные и морские экосистемы. Сформулированы практические рекомендации по охране окружающей среды и устойчивому использованию водных и водно-биологических ресурсов. Статья отмечена Дипломом Академии проблем водохозяйственных наук (2006). Ключевые слова: качество воды, загрязнение, теория самоочищения воды, пресноводные и морские экосистемы, сохранение качества воды, устойчивое использование водных и водно-биологических ресурсов, устойчивость экосистем, синтетические моющие средства СМС, двустворчатые моллюски; ингибирование фильтрации воды, поверхностно-активные вещества ПАВ, детергенты, С.А. Остроумов, экологическая безопасность источников водоснабжения. Перевод на англ. яз.: On the multifunctional role of the biota in the self-purification of aquatic ecosystems // Russian Journal of Ecology, Vol. 36, No. 6, 2005, p. 414–420. Translated from Ekologiya (Ekologiia), No. 6, 2005, pp. 452–459. Publisher: MAIK Nauka/Interperiodica co-published with Springer Science+Business Media, Inc. ISSN: 1067-4136 (Paper) 1608-3334 (Online). DOI 10.1007/s11184-005-0095-x; http://direct.bl.uk/bld/PlaceOrder.do?UIN=177428137&ETOC=RN&from=searchengine; Principles of the theory of the ecological mechanism of water self-purification based on multiple functions of the biota in freshwater and marine ecosystems are formulated. In developing this theory, the results of the author's experiments with filtering hydrobionts have been used. These results indicate that the water self-purification mechanism is vulnerable to the impact of some pollutants and, in particular, surfactants. Conclusions drawn on the basis of the theory have practical significance for biodiversity conservation and for the sustainable use of the biological resources of aquatic ecosystems. Keywords: aquatic ecosystems; water quality; water self-purification; pollution.
Остроумов С.А. О полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосистем // Экология. 2005. № 6. С. 452–459.

Остроумов С.А. О некоторых вопросах поддержания качества воды и ее самоочищения // Водные ресурсы. 2005. т. 32. № 3. С. 337-347. Табл. 7, Библиогр. 35 назв. (Представления и обобщения, которые в систематизированном виде составляют основные элементы качественной теории самоочищения воды пресноводных и морских экосистем. На этой основе даны рекомендации для сохранения качества воды и устойчивого использования водных ресурсов. Приведены новые экспериментальные результаты изучения воздействия Тритона Х-100, 5 мг/л, и синтетического моющего средства ОМО, 50 мг/л, на пресноводных моллюсков Unio tumidus; в обоих случаях показано ингибирование фильтрации воды). качество воды, водные ресурсы, теория самоочищения воды, пресноводные и морские экосистемы, сохранение качества воды, устойчивое использование водных ресурсов, воздействие Тритона Х-100, синтетического моющего средства ОМО, пресноводные двустворчатые моллюски Unio tumidus; ингибирование фильтрации воды, поверхностно-активные вещества ПАВ, детергенты, экологическая безопасность источников водоснабжения.(On some aspects of maintaining water quality and its self-purification // Vodnye Resursy (Water Resources) 2005. V.32. No.3. P. 337-347). Статья отмечена Дипломом Академии проблем водохозяйственных наук (2006). Пер. на англ. язык: On some issues of maintaining water quality and self-purification. - Water Resources. 2005,Volume 32 (May), Number 3, p. 305-313. [Generalizations presented in this paper represent, in systematized form, the basic elements of the qualitative theory of water self-purification in freshwater and marine ecosystems. Recommendations are given for maintaining water quality and sustainable development of water resources. New results of experimental studies of the effect exerted by surfactant Triton X-100 and OMO synthetic detergent on mollusks Unio tumidus. Translated from: Vodnye Resursy, Vol. 32, No. 3, 2005, p. 337–346. Publisher: MAIK Nauka/Interperiodica distributed by Springer Science+Business Media LLC. ISSN 0097-8078 (Print) 1608-344X (Online)] DOI 10.1007/s11268-005-0039-7. http://www.springerlink.com/content/g860n45n355t7134/
Остроумов С.А. О некоторых вопросах поддержания качества воды и ее самоочищения // Водные ресурсы. 2005. т. 32. № 3. С. 337-347

Остроумов С.А. Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды // Водные ресурсы 2004, т. 31. № 5. С. 546 – 555. http://scipeople.com/publication/67922/ Библиогр. 57 назв. Краткий реферат: ВЛИЯНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ САМООЧИЩЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ Аннотация. Дан обзор многолетних исследований автора по изучению биоэффекторв поверхностно-активных веществ ПАВ , включая воздействие ПАВ и детергентов на фильтраторов. Проанализирована роль фильтраторов в функционировании пресноводных и морских экосистем. Выявлены новые аспекты оценки экологической опасности химических загрязняющих веществ, включая ПАВ и детергенты. Из содерж.: перечень процессов, которые включает в себя самоочищение воды (с.546), перечень того, в чем проявляется роль фильтрации воды в самоочищении воды и регулировании процессов, участвующих в нем (9 пунктов, с. 547-548); обзор: усвояемость корма некоторыми пресноводными моллюсками 40-47% (с.547); фильтрация воды макробеспозвоночными обычно 1-10 м3/(м2 день), скорость фильтрации дрейссенами в оз. Эри; фильтрация губками в Байкале – слой воды высотой 12 м профильтровывается приблизительно за 1.2 дня; снижение скорости фильтрации и питания у Daphnia magna при действии пиретроида фенвалериата, гербицида сатурна (0.001-0.1 мг/л), инсектицидов ДДТ (0.1-1 мг/л) и метафоса (2 мг/л), сульфата меди (с.548); разрушать загрязняющие вещества с помощью фиторемедиации дешевле, чем другими методами (с.550). Предложен новый концептуальный подход для оценки потенциальн. экологич. опасности воздействия СПАВ и др. веществ на гидробионтов, "основанный на структурированной системе анализа потенц. опасности нарушений водн. биоты на 4-х уровнях: индивидуальных и популяционных изменений, агрегированных параметров, целостности и устойчивости экосистемы, вклада экосистемы в биосферные процессы" (с.553, ДАН, 2000, 371: 844-846). Предложены нов. методы биотестирования на основе впервые обнаруж. эффекта ингибирования образования корневых волосков (с.553; также в докт. диссертации С.А.Остроумова). "…Сохранение самоочистительного потенциала водоемов невозможно без дополнит. усилий по снижению ущерба гидробионтам и экосистемам вследствие загрязнения водоемов СПАВ и СПАВ-содержащими смесевыми препаратами" (с.553). "…Одной из важнейших предпосылок поддержания качества воды является сохранение биоразнообразия гидробионтов и функциональной активности их популяций" (с.553, ДАН, 2002, 382: 138-141; также в докт. диссертации С.А.О.). "Можно предсказать, что …будут выявлены нов. примеры аналогичных описанным воздействий СПАВ, СПАВ-содержащих препаратов и др. хим. веществ на организмы" (с.553). Ключевые слова: поверхностно-активные вещества ПАВ , детергенты, роль фильтраторов в функционировании пресноводных и морских экосистем, новые аспекты экологической опасности химических загрязняющих веществ, самоочищение воды, качество воды, С.А.Остроумов, загрязнение, поллютанты, гидробионты, сохранение биоразнообразия, охрана окружающей среды, экологическая безопасность источников водоснабжения, устойчивое развитие и использование водных и водно-биологических ресурсов, пеномоющие средства УДК 574.635 : 574.632.017 журнал “Водные ресурсы” ВЛИЯНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ САМООЧИЩЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ © 2004 С.А.Остроумов Московский государственный университет, 119991 Москва, Ленинские горы Аннотация: Дан обзор многолетних исследований автора по изучению биологических эффектов поверхностно-активных веществ (ПАВ), включая воздействие ПАВ и детергентов на фильтраторов. Проанализирована роль фильтраторов в функционировании пресноводных и морских экосистем. Выявлены новые аспекты оценки экологической опасности химических загрязняющих веществ, включая ПАВ и детергенты. Исследования автора [21-38] и данные, приведенные в [5, 40, 56, 57], свидетельствуют о негативном воздействии ПАВ и ПАВ-содержащих препаратов на представителей основных функциональных блоков экосистем, включающих в себя как автотрофные [5, 38, 40], так и гетеротрофные организмы [21, 22, 27]. САМООЧИЩЕНИЕ ВОДОЕМОВ И РОЛЬ ГИДРОБИОНТОВ В ПОДДЕРЖАНИИ КАЧЕСТВА ВОДЫ Существует несколько вариантов определения понятия "самоочищение воды". Согласно одному из них, это “весь комплекс биологических, физических и химических процессов, обусловливающих способность водоемов освобождаться от загрязнений, вносимых сточными водами и образующихся вследствие жизнедеятельности аборигенных организмов” [16], согласно другому, "самоочищение воды водоемов – очищение воды в результате естественных биологических и физико-химических процессов, трансформации органических и отчасти неорганических веществ" [46]. Важную роль в понимании процессов самоочищения играют результаты ряда исследований [7, 13]. После прохождения загрязненных вод через очистные сооружения далеко не всегда достигается полная их очистка. Таким образом, важнейшая функция природных экосистем - окончательная очистка вод. Процессы самоочищения водных экосистем важны не только с точки зрения поддержания качества воды как ресурса для водопотребления, но и с точки зрения поддержания нормальных местообитаний, необходимых для сохранения биоразнообразия. Участие гидробионтов в процессах поддержания качества воды и ее очищения Очищение водной среды включает в себя: (1) физические и физико-химические процессы [ 27], в том растворение и разбавление; вынос загрязняющих веществ (ЗВ) на берег и в сопредельные водоемы; сорбцию ЗВ взвешенными частицами с последующей седиментацией; сорбцию ЗВ донными осадками; испарение ЗВ; (2) химические процессы [42], в том числе гидролиз ЗВ; фотохимические превращения; редокс-каталитические превращения; превращения с участием свободных радикалов; связывание ЗВ растворенными органическими веществами (РОВ), ведущее к уменьшению токсичности ЗВ; химическое окисление ЗВ с участием кислорода; (3) биологические процессы [3, 7, 10, 13, 19, 39, 44, 50]), в том числе сорбцию и накопление гидробионтами ЗВ и биогенов; биотрансформацию (редокс-реакции, разрушение, конъюгация); минерализацию органического вещества; внеклеточную ферментативную трансформацию ЗВ; удаление взвешенных частиц и ЗВ из столба воды в результате фильтрации воды гидробионтами; удаление ЗВ из столба воды в результате сорбции пеллетами, экскретируемыми гидробионтами; поглощение бентосом биогенов, ведущее к предотвращению или замедлению выхода биогенов и ЗВ из донных осадков в воду; биотрансформацию и сорбцию ЗВ в почве - при поливе земель загрязненными водами; регуляторные воздействия на другие компоненты системы самоочищения воды, в том числе на организмы (перечень неполон; явления взаимосвязаны и отдельные процессы могут быть выделены только условно в целях анализа и изучения). Важная дополнительная информация об упомянутых выше процессах приведена в [ 14, 56]. В процессах, которые формально относятся к физическим или химическим, на самом деле существенную роль играют биологические факторы [22-24, 27]. Автором выдвинута концепция, согласно которой водная экосистема - аналог крупномасштабного диверсифицированного биореактора с функцией очищения воды [25], а также сформулирована концепция полифункциональной роли гидробионтов (и водной биоты в целом) в очищении воды водных экосистем [53]. В самоочищении участвуют практически все группы гидробионтов, включая микроорганизмов. Роль микроорганизмов детально анализировали [56]. Скорости распада ЗВ формируются с участием практически всех компонентов экосистемы и рассматриваются в качестве одной из ее интегральной характеристик (обзор см. в [27]). В некоторых работах вклад гидробионтов в самоочищение рассматривается как некий постоянный фактор, не зависящий от вредного воздействия на организмы веществ, загрязняющих экосистему [49]. Однако биологические факторы самоочищения в экосистемах в современных условиях находятся под влиянием многих обстоятельств, в том числе загрязнения водной среды. Опыты по характеристике биологических эффектов анионных ПАВ (АПАВ), неионных ПАВ (НПАВ), катионных ПАВ (КПАВ) и смесевых препаратов (пеномоющих средств, ПМС), выявляемых при их воздействии на гидробионтов [27] были нами проведены с использованием организмов, участвующих в процессах самоочищения водоемов [22-24, 39]. При определенных условиях СПАВ и другие поллютанты оказывают различные воздействия на гидробионтов (ведут к ингибированию роста, изменению поведения и т.д.), что может сказываться на процессах очищения воды. С этой точки зрения важны и планктонные, и бентосные организмы. Один из важных факторов самоочищения водных экосистем – функциональная активность планктонных организмов. Бактерио-, фито- и зоопланктон участвуют во многих процессах, ведущих к очищению воды (перечислены выше). Фильтрационная активность планктона исследовалась и оценивалась многими авторами [10, 44]. В частности, было установлено, что коловратки могут профильтровывать тот объем воды, где они находятся, до 7.7 раз в сутки (обзор см. в [27 ]). Планктон - объект прямого и косвенного воздействия ЗВ. Прямое воздействие поллютантов на фитопланктон было рассмотрено в [5, 55] и во многих других работах. Автором выявлено и исследовано воздействие ПАВ на S. quadricauda (воздействие додецилсульфата натрия, ДСН), M. lutheri (эффект КПАВ этония) [38], морские цианобактерии Synechococcus (эффект НПАВ ТХ-100) [45], на эвглену E. gracilis (воздействие синтетического моющего средства СМС "Био-С", "Кристалл") [6], Dunaliella asymmetrica (воздействие сульфонола), на морских диатомовых Talassiosira pseudonana (эффект НПАВ ТХ100) [27]. Косвенно воздействовать на фитопланктон загрязняющие веществе могут, так как его численность зависит от многих абиотических и биотических факторов, в том числе от скорости выедания беспозвоночными-фильтраторами [8, 10], в частности бентосными фильтраторами [3, 7, 19]. Роль бентосных фильтраторов в формировании качества воды и ее очищении Бентосные фильтраторы оказывают кондиционирующее воздействие на качество воды, извлекая из нее взвеси различной природы. Усвояемость корма бентосными фильтраторами варьирует в широких пределах, составляя для некоторых пресноводных моллюсков около 40-47% [19]. Остальная часть отфильтрованного органического материала экскретируется и в виде пеллет поступает в донные отложения, что делает фильтраторов участниками значительных беогеохимических потоков, связанных с извлечением взвешенного вещества из воды. Установлено, что дрейссены в западной части оз. Эри (до 50 тыс экз. на 1 м2) потребляли в сутки в 2-4 раза больше фитопланктона, чем его наблюдаемая биомасса на 1 м2 (см. обзор [ 27]). Моллюски оз. Красного (Unio tumidus, U. pictorum, Anodonta complanata) отфильтровывают летом 123-174 г взвешенного ОВ в слое воды над 1 м2 дна (см. обзор [27]). В оз. Байкал слой воды высотой 12 м профильтровывается губками приблизительно за 1.2 дня (см. обзор [27] ). Моллюски Днепровско-Бугского лимана (Черное море) профильтровывают объем лимана за вегетационный сезон > 16 раз [3]). Суммарная фильтрация воды макробеспозвоночными (моллюски, асцидии, полихеты) составляет обычно 1-10 м3 / (м2 •день) [ 27]. Бентосные фильтраторы могут вносить вклад в регулирование процессов, связанных с эвтрофированием водоемов и массовым цветением токсичных видов планктона [ 27]. Фильтрация воды в экосистеме важна для самоочищения водоема и регулировании процессов, участвующих в нем, что проявляется в следующем: 1) Вместе со взвесями седиментируются адсорбированные и поглощенные ими поллютанты. 2) Уменьшается мутность воды, улучшаются условия для проникновения видимого света и ультрафиолета (УФ) и вызываемых ими воздействий на гидробионтов и ОВ. 3) Уменьшается содержание тонкодисперсных взвесей в воде, что благоприятно для повышения рыбохозяйственной ценности водоемов. В противном случае, при повышении содержания взвесей в воде снижается скорость фильтрации всех изученных биофильтраторов [3 , 44]. 4) Усиливается перемешивание воды, которое сказывается на аэрации воды, на фито- и зоопланктоне; в постоянно перемешиваемом резервуаре наблюдаются более высокие концентрации фитопланктона, снижение концентрации биогенов и зоопланктона. 5) Улучшается аэрация воды и условия для потребления кислорода, что способствует окислению ОВ. 6) Регулируется видовой состав и обилие конкретных видов альгобактериального сообщества, от которого в свою очередь зависит скорость генерации и разрушения перекиси водорода и скорость свободнорадикального самоочищения. 7) Экскретируются компоненты РОВ. 8) Благодаря усвоению бентосными биофильтраторами фито- и бактериопланктона, экскреции биофильтраторами пеллет фекалий и псевдофекалий ускоряется седиментация ОВ. 9) Активный рост и функциональная активность моллюсков-биофильтраторов способствует развитию и функционированию гетеротрофных бактерий в нижерасположенной зоне экосистемы [22-24, 27]. Вышесказанное имеет экологическое значение. Так, формирование определенной прозрачности воды важно для проникновения УФ-радиации и реализации биологических эффектов УФ-радиации в водоемах. Уменьшение количества взвесей необходимо, поскольку взвеси негативно действуют на многих гидробионтов [3, 9, 17, 44, 57]. Избыток взвеси в воде может увеличивать токсичность ЗВ. Воздействие загрязняющих веществ на фильтраторов Результаты опытов автора показали ингибирование фильтрационной активности гидробионтов при воздействии АПАВ , НПАВ, КПАВ, СМС, ПМС и жидких моющих средств (ЖМС) [ 27]. Поллютанты (в частности АПАВ, НПАВ и КПАВ) воздействуют на скорость фильтрации воды и тем самым на скорость изъятия клеток фитопланктона из экосистемы. СПАВ способны ингибировать фильтрацию воды M. edulis, M. galloprovincialis, C. gigas, U. tumidus и U. pictorum [ 27, 28, 37, 50-54]. Показана статистическая значимость эффектов СПАВ [24, 27]. Результаты данных опытов согласуются с полученными при изучении воздействия иных ЗВ на другие виды моллюсков [17]. Различные ЗВ вызывают увеличение пребывания моллюсков с сомкнутыми створками - (см. обзор [47] ). В опытах автора также наблюдалось смыкание створок M. edulis при концентрации ПАВ ДСН 20 мг/л. Эта концентрация значительно выше, чем те концентрации (1-2 мг/л), которых было достаточно для ингибирования скорость фильтрации. Подавление биофильтрации воды двустворчатыми моллюсками под воздействием ЗВ показано и другими авторами [17]. Загрязнение среды приводит к тому, что организмы-фильтраторы выпадают из состава макрозообентоса на загрязненных участках рек и водохранилищ [27], что в конечном счете снижает фильтрационную активность бентического сообщества. В водных экосистемах верхней Волги с неудовлетворительным экологическим состоянием (сильное токсическое загрязнение или высокая нагрузка ОВ на водоем) в составе зооперифитона практически отсутствуют фильтраторы (моллюски, мшанки, губки) [41]. Биомасса фильтраторов резко снижалась в водоемах Фенноскандии при повышении концентрации фосфора (Робщ ) в воде, снижении рН, и токсификации (вблизи источников загрязнения тяжелыми металлами) [48]. Есть сведения о воздействии ЗВ на фильтрационную активность планктона [15, 27, 48]. Скорости фильтрации воды и питания пресноводного ракообразного Daphnia magna клетками Chlamydomonas reinhardii были чувствительны к пиретроиду фенвалерату (см. обзор [27). Изменение скорости питания дафний (Daphnia magna) клетками хлореллы при воздействии гербицида сатурна (0.001 - 0.1 мг/л), инсектицидов ДДТ (0.1 - 1 мг/л) и метафоса (2 мг/л), а также при действии сульфата меди показано с использованием метода замедленной флуоресценции [15]. СПАВ ТДТМА ингибировал фильтрационную активность коловраток двух видов, Brachionus angularis и Brachionus plicatilis [11]. На фильтрационную активность гидробионтов может оказать воздействие поступление в водную среду биогенных веществ, содержащих N и P. Последние стимулируют развитие и увеличение биомассы фитопланктона. Для нескольких групп организмов-фильтраторов установлено, что увеличение концентрации пищевых частиц (например, концентрации клеток фито- и бактериопланктона) вызывает снижение скорости фильтрации [3, 44]. Механизмы самоочищения воды, как отмечалось, включают в себя процессы, которые проходят при участии гетеротрофных бактерий, цианобактерий, водорослей, жгутиковых, планктонных и бентических биофильтраторов. Изменения численности, скоростей роста и питания гидробионтов [19] и скоростей выделения ими пеллет фекалий и псевдофекалий [27], а также изменение соотношения видов в составе водных биоценозов при воздействии СПАВ не могут оставаться без последствий для процессов самоочищения. Для последних важны трофическая активность [19] и двустворчатых, и легочных моллюсков, которые образуют значительное количество пеллет, под действием гравитации быстро оседающих на дно, благодаря чему вносится вклад в изъятие из пелагиали органического вещества потребляемых в качестве пищи организмов. Доказано увеличение скорости оседания пеллет по сравнению со скоростью седиментации отдельных клеток фитопланктона и их фрагментов [14]. Факт дифференциальной биологической активности антропогенных веществ по отношению к организмам различных экологических групп особенно существен при комплексном загрязнении водной среды [46], в том числе при загрязнении СМС, когда в воду вместе со СПАВами поступает и фосфор. В определенных условиях СМС (содержащие ПАВ и соединения P) могут стимулировать рост водорослей. Например, СМС Tide-Lemon в концентрации 1-100 мг/л стимулировал рост Synechocystis sp. PCC 6803 [12]. Аналогичные данные независимо получены для некоторых морских микроводорослей [1]. Потенциально опасна ситуация, когда рост фитопланктонных организмов стимулируется (благодаря поступлению P), а фильтрационная активность, ведущая к изъятию фитопланктона из водного столба, ингибируется (под действием ПАВ). Стабильная численность водорослей возможна лишь при балансе факторов, ведущих к увеличению численности, и факторов, вызывающих снижение последней (к числу таких факторов относится выедание водорослей консументами, включая бентосные фильтраторы). поэтому при одновременном поступлении в воду и ПАВ, и P возникает опасность дисбаланса между процессами, определяющими состояние фитопланктона в загрязняемом водоеме [29], что будет благоприятствовать цветению водорослей. Учитывая разнообразие биологических эффектов, оказываемых СПАВ при их воздействии на представителей всех основных групп гидробионтов, приходим к пониманию того, что водная биота (включая и микро-, и макроорганизмы) является лабильным и уязвимым компонентом в системе самоочищения воды, причем одним из уязвимых звеньев оказываются двустворчатые моллюски, фильтрующие воду [34-37, 50-54]. ОЧИЩЕНИЕ ВОДЫ И НЕКОТОРЫЕ ПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫ Известны многие способы использования организмов в схемах биотехнологической очистки загрязненных вод [ 43] и экосистем или их компонентов. Важна информация о пределах толерантности гидробионтов ко всем основным ЗВ, включая СПАВ. Существуют нормативы максимального содержания СПАВ в водах, поступающих на очистные сооружения (20 - 50 мг/л) [43]. Эти нормативы относятся к СПАВ вообще, без дифференциации на отдельные компоненты или классы СПАВ. В опытах автора использовались различные тест-объекты для тестирования биологической активности СПАВ. С использованием в качестве биотеста покрытосеменных растений выявлен порядок представителей различных классов СПАВ в ряду повышения проявляемой ими биологической активности. Так, по нарастанию степени ингибирующего действия на F. esculentum, различные СПАВ располагаются в такой последовательности: полимерный ПАВ СГМА (сополимер гексена и малеинового альдегида) < АПАВ ДСН; пеномоющее средство (ПМС “Вильва”) < НПАВ ТХ-100 < КПАВ ТДТМА. Следовательно, необходимо учитывать гетерогенность СПАВ в дальнейшей работе по нормировке химического состава вод, поступающих на биологическую очистку. На практике ситуация еще более обостряется тем, что содержание СПАВ в сточных водах часто превышает указанные выше допустимые нормативы и может достигать 30 г/л. Роль СПАВ усиливается также тем, что эффективность очистки от них в среднем составляет 48-80%, а зимой - лишь 20% [4]; отдельные виды СПАВ (например, НПАВ из класса производных алкилфенолов) относятся к трудноразлагаемым ксенобиотикам и процент очистки вод от них еще ниже. В условиях значительного дефицита водных ресурсов в ряде регионов проводится или планируется полив загрязненными водами участков почвы. При поливе водами, содержащими СПАВ, происходит накопление их и в почвах, и в растениях (см. обзор [ 27]). Автор провел эксперименты по воздействию СПАВ на несколько видов растений, в том числе: Sinapis alba L., Fagopyrum esculentum Moench, Lepidium sativum L., Oryza sativa L., Camelina sativa (L.) Crantz, Triticum aestivum L. и др. Результаты этих опытов свидетельствуют о том, что СПАВ в концентрациях, значительно меньших, чем максимальные в сточных водах, ингибируют скорость удлинения проростков растений [21, 27]. При концентрациях ниже тех, которые вызывали заметное ингибирование удлинения проростков, СПАВ нарушали образование корневых волосков ризодермой растений [24, 27]. Это не может не сказываться на экологических взаимодействиях в системе растение-почва. В этой связи интересны результаты опытов, свидетельствующие о снижении численности цианобактерий (включая азотфиксирующие) в почве при воздействии водных растворов СПАВ [27]. Таким образом, результаты проведенных исследований воздействия СПАВ на растения и почвенные цианобактерии существенно дополняют опубликованные данные и указывают на возможность нарушения структурно-функциональных параметров экосистем, что не может не сказываться на их водоочистительном потенциале и на экологической емкости сельскохозяйственных земель в плане их способности служить для утилизации загрязненных вод. Для практического решения проблем очистки, восстановления и оздоровления уже загрязненных природных водных экосистем большое значение приобретают подходы, связанные с био- и фиторемедиацией. Существуют многочисленные биотехнологические схемы очистки загрязненных вод с использованием тех или иных организмов, в частности иммобилизованных микроорганизмов [27, 43], плавающих или частично погруженных макрофитов. Разрушать ЗВ с помощью искусственных экосистем и фиторемедиации значительно дешевле (operating cost - дешевле не менее, чем на 30-36%), чем другими методами устранения (деструкции) ксенобиотиков [ 27]. Полученная новая информация о чувствительности и толерантности ряда видов растений к СПАВ может быть полезной для работы по фиторемедиации загрязненных вод и экосистем. ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ГИДРОБИОНТОВ Многообразие и экологическая важность биологических эффектов СПАВ, в том числе сублетальных, позволяет выявить недостаточную адекватность некоторых из существующих систем критериев для оценки экологической опасности химических веществ. Объективная оценка экологической опасности веществ обязательно должна включать оценку сублетальных эффектов [47] и воздействия веществ на способность экосистем к самоочищению [22-35, 46], причем последнее должно пониматься шире, чем процессы, осуществляемые микроорганизмами. Необходима более широкая система критериев, учитывающая многообразные [18, 20-22, 45-48, 55, 57], в том числе сублетальные эффекты загрязняющих веществ. С учетом полученных результатов, автор полагает целесообразным предложить для рассмотрения и возможного использования четырехзвенную концепцию системного уровне-блочного анализа потенциальной экологической опасности антропогенных воздействий на биоту, которая включает необходимость анализа антропогенных нарушений: (1) на уровне индивидуальных и популяционных изменений, (2) на уровне агрегированных параметров (например, таких, как совокупные характеристики суммарной продуктивности и биомассы групп организмов), (3) на уровне целостности и устойчивости экосистемы, (4) на уровне вклада экосистемы в биосферные процессы. Обоснование и разработка положений, важных для этой концепции, содержатся в [22-39, 50-54]. Использование этой концепции как основы для классификационной схемы позволяет внести дополнительную систематизацию и упорядоченность в анализ многообразия фактических сведений об антропогенных воздействиях на организмы. Данная концепция может быть использована при решении задач, связанных с определением конкретных численных значений критических (экологически допустимых) нагрузок на экосистемы – т.е. при количественном определении "поступления в среду обитания одного или нескольких загрязняющих веществ, которые не оказывают вредного воздействия на наиболее чувствительные компоненты экосистем (на современном уровне знаний)" [18] . В рамках последней группы задач концепция уровне-блочного анализа может быть применена на этапе, обозначенном как "диагностика состояния экосистем и обоснование наиболее информативных критериев состояния организмов, популяций и сообществ", и при окончательном определении "критических (допустимых) нагрузок, т.е. объемов поступления загрязнений в водные объекты" [18]. Полученные результаты и разработанные положения могут быть использованы при совершенствовании системы оценки потенциальной опасности химических веществ [46], при экологическом мониторинге и прогнозировании, для целей экологической экспертизы. Обнаруженная в нашей работе сравнительно высокая толерантность покрытосеменных растений к СПАВ может быть использована при фиторемедиации [24]. НА ПУТИ К НОВЫМ МЕТОДИЧЕСКИМ ПОДХОДАМ, КОНЦЕПЦИЯМ И ОБОБЩЕНИЯМ С учетом полученных результатов развивается положение о том, что водная биота как блок экосистемы (включая не только микробиоту, но и макробиоту) является лабильным и уязвимым звеном системы самоочищения воды [23]. Предотвращение антропогенного снижения самоочистительного потенциала водных экосистем является необходимым условием устойчивого неистощительного использования ресурсов водных экосистем. Некоторые из описанных или количественно охарактеризованных нами выше биологических эффектов относятся к сублетальным, субтоксическим эффектам; некоторые эффекты связаны с изменением поведения. Полученные результаты показывают потенциальную экологическую опасность сублетальных концентраций СПАВ и связанных с ними физиологических и поведенческих реакций организмов на антропогенные воздействия, что согласуется с результатами изучения других ксенобиотиков [46, 47]. Ряд исследованных автором и апробированных на СПАВ методов оценки биологической активности веществ являются альтернативными по отношению к наиболее часто применяемым методам биотестирования токсичных веществ на животных (тестирование на проростках, тестирование на основе характеристики функциональной активности фильтраторов – подробное изложение модифицированной и апробированной нами методики (см. [33]) и некоторые из них ранее практически не использовались (тестирование всех классов ПАВ на проростках, тестирование НПАВ, КПАВ и СМС на моллюсках) для характеристики того круга веществ, для которых мы их применили, а также некоторых других веществ. Усовершенствованы и разработаны новые методические приемы для биотестирования (морфогенетический показатель, характеризующий условную среднюю длину, тестирование с использованием реакции нарушения ризодермы, конкретные модификации измерения воздействий на эффективность фильтрационной активности). Тем самым расширена апробация методического арсенала для оценки биоактивности химических веществ указанных классов. Необходим такой подход к оценке экологической опасности веществ, который учитывал бы разнообразие вызываемых ими биоэффектов. Наряду с традиционной оценкой на основе смертности за определенный период времени, которая является необходимым компонентом общей экологической опасности веществ [46], полезными являются и подходы, основанные на регистрации других типов воздействий на организмы [22, 26, 27, 33, 47]. На примере неодинакового воздействия ПАВ ТХ100 на представителей смежных звеньев трофической цепи - планктона (Synechococcus sp., Hyphomonas sp.) и бентосных фильтраторов (Mytilus edulis, M. galloprovincialis, Crassostrea gigas, Unio sp.) выявлена потенциальная опасность антропогенного индуцирования экологических дисбалансов [29]. ПАВ оказывали воздействие и на планктонные организмы, и на потребляющие их в качестве пищевого ресурса бентосные фильтраторы. Фильтрационная активность последних оказалась более чувствительной к ПАВ, чем рост планктонных организмов: при относительно малых концентрациях ПАВ эффективность фильтрационной активности моллюсков существенно снижалась. Итоги опытов свидетельствуют о потенциальной опасности ситуации, когда снижение изъятия консументами планктонных организмов из воды не компенсируется адекватным снижением роста последних. Более того, в определенных условиях ПАВ-содержащие вещества (СМС) могут стимулировать рост водорослей [1, 12]. Таким образом, неодинаковое воздействие загрязняющего вещества на организмы соседних трофических уровней может порождать потенциальную опасность дисбаланса в трофических цепях [29-32]. ПРИРОДООХРАННЫЕ ПРИОРИТЕТЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ, РЕШЕНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ Необходим пересмотр той системы приоритетов, на основе которой решается вопрос о ранжировании веществ по степени экологической опасности, и создания более адекватной системы классификации веществ по степени их опасности. Предлагается использовать подходы, анализирующие потенциальную опасность, создаваемую загрязняющими веществами для процессов самоочищения экосистем, переноса вещества и энергии по трофической сети, динамического баланса между взаимодействующими видами, информационных потоков в экосистеме и между экосистемами. На основе установленных биологических эффектов ксенобиотиков показана приложимость обобщенной четырехзвенной концепции уровне-блочного анализа потенциальной экологической опасности антропогенных воздействий на экосистемы [22-24]. Недооценка сублетальных эффектов и дифференциальной биологической активности ксенобиотиков (на примере СПАВ), связанной с их воздействием на разные виды, может оказаться источником возможных ошибок при прогнозировании последствий действия антропогенного стресса на экосистемы. Отсюда вытекают предложения к планированию работ по изучению гидробиологических аспектов глобальных изменений, а именно экологических механизмов биогеохимических потоков углерода [14, 56], поглощения и удержания водными экосистемами СО2 и Сорг . Автором отмечалось, что СПАВ в определенных ситуациях являются более опасными загрязнителями окружающей среды, чем полагали ранее [21]. Поступление СПАВ в окружающую среды значительно [27] и продолжает ежегодно нарастать (в зависимости от класса ПАВ), приблизительно на 2-5%. Спектр биологических эффектов, вызываемых ПАВ, широк и охватывает практически все основные блоки и трофические уровни в водных экосистемах [27, 38]. Он включает в себя и нарушения поведения организмов, и нарушения процессов, вносящих вклад в самоочищение воды. Многие СПАВ крайне медленно разрушаются в результате микробиального окисления и биодеградации [43, 55]. Не только сами СПАВ, но и продукты их биодеградации, как установлено на примере НПАВ (такие вещества, как алкилфенолы и их производные), обладают персистентностью, высокими коэффициентами биоаккумуляции и оказывают, наряду с другими негативными воздействиями на биоту, эстрогенный эффект [ 27 ]. Все это указывает, что СПАВ в определенных ситуациях могут быть более опасными загрязнителями среды, чем полагали ранее, что необходимо учитывать при совершенствовании и изменении системы природоохранных приоритетов. В наших публикациях выявлено существование новых конкретных видов опасности химического загрязнения среды: разобщения пелагиально-бентального (пелагиально-бентического) сопряжения в водных экосистемах [34], нарушения экологической ремедиации (экологической репарации) качества воды в водоемах [35], синэкологического суммирования воздействий на разные трофические уровни экосистемы [30, 31], усиления эвтрофирования в результате снижения регуляторного потенциала консументов [32]. Новые результаты делают необходимым предложение более адекватно интерпретировать некоторые положения в области экологического права. Так, используемое в экологическом праве понятие экологического вреда или ущерба окружающей среде, экосистемам и живым ресурсам не будет интерпретироваться достаточно полно, если не включать в него, наряду с другими видами вреда, нарушение способности организмов и экосистем к самоочищению воды, в том числе нарушение способности к фильтрации воды с нормальной скоростью. Примерами законов, для интерпретации и исполнения которых необходима максимально точная трактовка понятия экологического вреда или ущерба экосистемам и живым ресурсам, являются Федеральные законы “Об экологической экспертизе”, “О животном мире”, “О континентальном шельфе Российской Федерации”. Обращалось внимание на роль химических и биохимических факторов в стабилизации и дестабилизации экологического равновесия [20]. Исследования биологических эффектов СПАВ, в том числе на процессы, важные для самоочищения воды и поддержания стабильности водных экосистем, дают новый материал для анализа антропогенной дестабилизации экологического равновесия. Область возможного приложения полученных результатов и разработанных на их основе положений включает диагностику состояния экосистем, определение критических (допустимых) нагрузок, экологическую экспертизу, мониторинг и прогнозирование, что необходимо для устойчивого использования биоресурсов и устойчивого развития [ 27, 32]. Материалы этой работы могут использоваться также при научном обеспечении и обосновании профилактики чрезвычайных ситуаций, связанных с массированным загрязнением среды. Полученные факты и разработанные положения [51] свидетельствуют о необходимости увеличить внимание к потенциальной экологической опасности и ущербу окружающей среде вследствие нерационального использования СПАВ и загрязнения ими водоемов, усилить меры по контролю и снижению этого вида загрязнения, повысить ранг СПАВ в системе природоохранных приоритетов. Выявленная уязвимость гидробионтов-фильтраторов к сублетальным концентрациям загрязняющих веществ, в том числе СПАВ, подчеркивает важность сохранения нормального уровня функциональной активности этой группы гидробионтов в водных экосистемах, находящихся в условиях антропогенного стресса. Одной из необходимых предпосылок поддержания качества воды [24, 37], сохранения местообитаний гидробионтов, а следовательно, для сохранения биоразнообразия всех обитателей водной среды в целом, является обеспечение условий для нормального, достаточно высокого уровня функциональной активности того блока водной экосистемы, который представлен фильтраторами. Сохранение фильтрационной активности популяций фильтраторов должно быть одной из задач природоохранного режима водоемов и акваторий в заповедниках и заказниках, в том числе в специальных гидробиологических и малакологических заповедниках и заказниках и иных типах охраняемых территорий и акваторий [36]. Итоги и выводы 1. На автотрофных и гетеротрофных гидробионтах и других организмах установлены и охарактеризованы биологические эффекты при воздействии водной среды, содержащей СПАВ: ингибирование роста диатомовых Thalassiosira pseudonana (Hustedt) Hasle et Heimdal, эвгленовых, нарушение роста и развития покрытосеменных растений, в том числе ингибирование удлинения проростков растений (Sinapis alba L., Fagopyrum esculentum Moench, Lepidium sativum L., Oryza sativa L. и др.) и роста водных макрофитов (Pistia stratiotes L.). Обнаружено нарушение морфогенетических процессов в ризодерме, ведущих к образованию корневых волосков; установлено ингибирование роста морских бактерий (простекобактерий Hyphomonas sp.), изменение поведения аннелид Hirudo medicinalis L. и др. эффекты. Экспериментально установлено неизвестное ранее свойство ионных и неионных СПАВ и СПАВ-содержащих смесевых препаратов снижать фильтрационную активность моллюсков, проявляющееся при воздействии растворенных в воде CПАВ и СПАВ-содержащих препаратов на организм моллюсков, что обусловливает снижение скорости наблюдаемого изъятия моллюсками из воды взвеси одноклеточных организмов в процессе фильтрации ими вод
Остроумов С.А. Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды // Водные ресурсы 2004, т. 31. № 5. С. 546 – 555

Остроумов С.А. Связь процессов самоочищения воды и экологической репарации // ВОДА: ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ. 2009. №12 (декабрь), с. 29-34. http://scipeople.com/publication/67785/; Ostroumov S.A. Relationship between water self-purification and environmental repair processes // Water: Chemistry and Ecology. 2009 (Dec). No. 12, p. 29-34. РЕФЕРАТ. В работе получены экспериментальные результаты, доказывающие, что в водных экосистемах один из важнейших процессов репарации на экологическом уровне (восстановление качества воды в ходе процесса изъятия гидробионтами взвеси из воды) ингибируется загрязняющим веществом (ксенобиотиком). Это указывает на элемент аналогии с процессами репарации на генетическом уровне, которые также могут нарушаться ксенобиотиками и характеризуются некоторыми другими свойствами, аналогичными особенностям экологической репарации. В исследованиях автора показано, что в число ксенобиотиков, оказывающих негативное воздействие на процессы, важные для экологической репарации качества воды, входят различные поверхностно-активные вещества (ПАВ), детергенты, тяжелые металлы и др. Приводятся экспериментальные данные о воздействии ПАВ тетрадецилтриметиламмонийбромида на фильтрационную активность морских двустворчатых моллюсков - мидий природной гибридной популяции Mytilus edulis × M. galloprovincialis. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: качество воды, поллютанты, ксенобиотики, репарация, поверхностно-активные вещества (ПАВ), детергенты, металлы, тетрадецилтриметиламмонийбромид, морские мидии, Mytilus edulis, Mytilus galloprovincialis, загрязнение, марикультура, самоочищение, полезные функции экосистем. Ostroumov S.A. Relationship between water self-purification and environmental repair processes // Water: Chemistry and Ecology. 2009. (Dec). No. 12, p. 29-34. ABSTRACT. The experimental results were obtained to demonstrate that one of the most important ecological rehabilitation processes (the process of improving water quality by the removal of suspended matter from water by filter-feeders) is inhibited by a pollutant (a xenobiotic). This fact and some other considerations suggest some analogy between repair processes at genetic and ecosystem level. Author’s experiments have shown that the group of xenobiotics which cause adverse effects on ecological mechanisms for improving water quality includes surface-active agents (surfactants), detergents, heavy metals, and other chemicals. The author’s experiments have discovered the inhibitory effects of tetradecyltrimethylammonium bromide on the filtration activity of the natural hybrid mussel population of Mytilus edulis × M. galloprovincialis. KEY WORDS: water quality, pollutants, xenobiotics, rehabilitation, surfaceactive agents (surfactants), detergents, metals, tetradecyltrimethylammonium, sea mussels, Mytilus edulis, Mytilus galloprovincialis ДОПОЛНЕНИЕ К РЕФЕРАТУ СТАТЬИ – ФРАГМЕНТЫ ТЕКСТА: ВВЕДЕНИЕ. В пресноводных и морских экосистемах происходят процессы самоочищения [1-7], благодаря которым система под- держивает качество воды [3, 5]. Биотические процессы самоочищения являются природ- ной биоремедиацией экосистемы [6 – 10]. В водные экосистемы ежегодно поступает аллохтонное органическое вещество в виде частиц размером более 0,5 мкм (particulate organic matter, POM). Поступление аллох- тонного POM может составлять 89 кг на 1 га поверхности водоема в год, например, в озеро Лоренс (Lawrence Lake, Мичиган, США [3]). В реке поступление POM может достигать около 5900 т обеззоленного сухого вещества на участке реки (New River, США) протя- женностью 135 км (с учетом вещества, пос- тупающего с притоками) [3]. К этому добав- ляется поступление аутохтонного POM, которое достигает величины около 5000 т обеззоленного сухого вещества на том же участке реки протяженностью 135 км [3]. Вклад фитопланктона в поступление POM в воду может составлять 43 г углерода на 1 м2 площади водоема в год, например, в озере Лоренс [3]. Это вещество должно удаляться из столба воды в ходе природных процессов самоочищения. На экосистемном уровне организации жизни происходят процессы ремедиации, восстановления и, в широком смысле слова, экологической репарации («ремонта») системы [3 – 6], что порождает целесообразность поиска аналогий при сопоставлении этих процессов с процессами репарации на других уровнях организации жизни. Цель данного сообщения – анализ некоторых особенностей экологической репарации (деятельности биотического блока системы самоочищения) на примере процесса изъятия из воды взвеси при филь- трации воды моллюсками с использованием результатов опытов, в которых применялся ингибиторный анализ экологических взаи- модействий организмов [8]). Получены новые результаты, показывающие, что один из процессов экологической репа- рации качества воды (процесс изъятия гид- робионтами взвеси из воды) ингибируется загрязняющими веществами (ксенобиотика- ми), что указывает на некоторый элемент аналогии с процессами репарации на генети- ческом уровне, которые также могут нару- шаться ксенобиотиками. Возможность и пра- вомерность такой аналогии была отмечена и обоснована нами ранее. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Экспериментальные исследования филь- трационной активности моллюсков проводили по методике, описанной в [5, 10]. Изучали изменение скорости фильтрации воды моллюсками из природной гибридной популяции мидий Mytilus edulis × M. galloprovincialis при воздействии катионного поверхностно-активного вещества (ПАВ) тет- радецилтриметиламмоний бромида (ТДТМА). Моллюски были собраны со ска- листого дна вблизи побережья Англии в райо- не города Плимут (Plymouth). В опытах в результате фильтрации воды моллюски извле- кали из нее клетки водоросли Isochrysis galbana. Снижение концентрации суспенди- рованных в воде клеток регистрировали с помощью счетчика Култера. Эксперименты проводили в термостатируемой комнате при 16 °С. В опытах использовали моллюсков, стандартизированных по весу. В опытах по изучению действия ТДТМА сырая масса мол- люсков составляла около 4 – 5 г (с раковина- ми), размер 30-35 мм. В опытах по изучению действия тяжелых металлов на фильтрацию воды черноморскими моллюсками Mytilus galloprovincialis использовали методику, опи- санную в [5, 10]. Расчет величины ВЭИ (воз- действие на эффективность изъятия взвеси моллюсками) проводили как описано в [5]. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Полученные в опытах результаты свиде- тельствуют о нарушении фильтрацион- ной активности моллюсков при воз- действии органических и неорганических загрязняющих веществ (поллютантов, ксено- биотиков) (табл. 1, 2). Эти результаты целесообразно обсудить в связи с процессами самоочищения водных экосистем [7 – 10]. Процессы самоочищения включают в себя три группы процессов: физические, химические и биотические [5, 9]. В данном сообщении мы ограничимся рассмотрением биотических процессов, кото- рые в своей совокупности интерпретируют- ся как экологическая репарация – восстанов- ление качества воды [10]. Угроза нарушению качества воды (что вызовет разрушение мес- тообитаний и серьезное ухудшение условий обитания гидробионтов, вплоть до исчезно- вения видов) проистекает с двух сторон. Такую угрозу создают две группы факторов: во-первых, антропогенные факторы; во-вто- рых, многие естественные процессы, вклю- чая накопление и отмирание биомассы фитопланктона, поступление в воду биоге- нов с окружающей территории и из донных осадков и т.д. [3]. В водных экосистемах идут процессы ухудшения качества воды (поступ- ление аутохтонного и аллохтонного органи- ческого вещества, биогенов, взвесей), что делает важными гидробиологические про- цессы экологической репарации, ведущие к восстановлению качества воды [1 – 5, 10]. Процессы самоочищения, движимые гидро- бионтами, уязвимы для повреждающих воз- действий загрязняющих веществ [7]. Среди таких процессов – фильтрация воды гидро- бионтами [5]. Ее изучению посвящены наши исследования, которые привели к новым эле- ментам в видении проблемы эвтрофирова- ния [9] и роли биоразнообразия в формиро- вании качества воды [10]. К ранее полученным результатам добавляются новые факты о действии катионного ПАВ ТДТМА на моллюсков (Mytilus edulis × M. galloprovincialis, природная гибридная популяция) (табл. 1), а также о действии тяжелых метал- лов на M. galloprovincialis (табл. 2). Суммирование ряда последних эксперимен- тов автора проведено в табл. 2, где для раз- личных веществ приведен показатель, обоб- щающий данные экспериментов, так называемый индекс ВЭИ (воздействие на эффективность изъятия частиц из воды при ее фильтрации гидробионтами). Чем выше численное значение ВЭИ, тем сильнее воз- действие данного загрязняющего вещества на изъятие взвешенного вещества из воды в результате ее фильтрации. В таблице числен- ное значение ВЭИ превышает 100%, что ука- зывает на ингибирование фильтрации воды и изъятия взвеси при действии всех изучен- ных веществ. Наши новые данные хорошо согласуются с примерами сходного действия на фильтраторов других загрязняющих веществ, в том числе пестицидов (например, P. Donkin и соавторы, 1997 – цит. по [5]). Недавно нами были получены новые экспе- риментальные результаты, указывающие на некоторую степень ингибирования фильтра- ционной активности морских мидий под воз- действием и других химических веществ таких, как наночастицы металла (Au) и сус- пензии нефти. Новые данные подтверждают, что процессы, участвующие в экологической репарации, могут быть чувствительны к таким внешним факторам, как загрязнение водной среды химическими веществами. Высокая потенци- альная лабильность и уязвимость экологи- ческой репарации заставляет с максимально бережным вниманием относиться к ней как предпосылке поддержания биологических процессов на надорганизменном уровне орга- низации жизни. Сказанное выше переклика- ется с поисками подходов для анализа про- блем стабильности и устойчивости экосистем [11, 15]. Новые подходы к определению этих свойств экосистем были предложены в [11]. Представляет интерес поиск элементов общего в особенностях процессов репарации на разных уровнях организации жизни – например, на надорганизменном уровне и суборганизменном уровне (молекулярно- генетическом) (табл. 3). В табл. 3 сопоставлены некоторые особен- ности, общие для процессов репарации в обоих случаях. По-видимому, эти процессы – одно из условий поддержания важных характеристик организации жизни на соот- ветствующих уровнях и одно из условий самого сохранения этих уровней организа- ции жизни. Отме чалось, что организован- ность жизни, ее поддержание во времени, противостояние процессу нарастания нару- шений организованности – существенные черты феномена жизни в биосфере Земли [11 – 14, 16]. Общим элементом упомянутых выше репа- рационных явлений, по-видимому, может являться активное противостояние нараста- нию нарушений организованности в соот- ветствующих «зонах ответственности» этих процессов репарации. Поддержание качества воды означает антиэнтропийное противосто- яние выравниванию концентрационных градиентов, существующих в водных экосис- темах [16]. Репарация ДНК, как и эколо- гическая репарация, также носит антиэнтро- пийный характер. Интересно, что в обоих случаях репарация проводится с эффектив- ностью менее 100 %. В экосистемах при вос- становлении качества воды последняя очи- щается от загрязнителей, растворенного органического вещества (РОВ) и взвесей, но не полностью: в природной воде поддержи- вается некоторое содержание РОВ (в сред- нем 0,5-10 мг/л), а также некоторое содержа- ние взвешенного вещества [3]. Обсуждаемый в данной статье материал имеет отношение к ряду концептуально существенных вопросов экологии, в том числе и к сложным вопросам устойчивого функционирования экологических систем и их места в формировании геохимической среды. Анализ важных аспектов функциони- рования пресноводных экологических сис- тем и теория соответствующих вопросов даны в работе [11]. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Итак, экспериментальная работа выявила новые факты того, что про- цессы экологической репарации (на примере изъятия взвешенных частиц благо- даря фильтрационной активности моллюс- ков) могут ингибироваться под воздействием загрязняющих веществ (ксенобиотиков) (табл. 1, 2). Аналогичное явление может наблюдаться в случае репарации ДНК, эффективность которой также может нару- шаться при воздействии ксенобиотиков (табл. 3). Из сказанного выше вытекает, что осуществляемая сообществом гидробионтов экологическая репарация (биотическое само- очищение воды) в водных экосистемах несет функцию, в некоторой степени аналогичную репарации ДНК на молекулярно-генетиче- ском уровне организации жизни. В результа- те выявляется и характеризуется определен- ная сторона опасности антропогенного загрязнения, вызывающего нарушение репа- рационных процессов на различных уровнях организации жизни. Выявление и сравнительный анализ тех или иных свойств или явлений жизни, общих для нескольких уровней ее организации, пред- ставляется целесообразным для дальнейшего уточнения концепций общей экологии [15]. Процессы самоочищения воды и связанной с этим экологической репарации включают в себя большое количество этапов и процессов и могут служить примером процессов, в сумме составляющих то, что названо «интег- ральным метаболизмом» [28] в водных эко- системах. Представления об экологической репарации были прокомментированы в [16] и вписыва- ются в теорию биотического самоочищения воды и улучшения ее качества, которая осве- щена в публикациях [17 – 28] и поддержана многими специалистами [29 – 35]. СПИСОК ТАБЛИЦ: Таблица 1. Снижение фильтрационной активности атлантических мидий из природной популяции Mytilus edulis × M. galloprovincialis при воз- действии ПАВ тетрадецилтриметиламмонийбромида (ТДТМА). Таблица 2. Химические вещества, в том числе ксенобиотики и поллютан- ты, которые проявили способность ингибировать процесс изъятия взвешенного вещества из воды гидробионтами- фильт раторами (новые результаты автора, а также по мате- риалам [5 – 10, 25, 28]) 1 сульфат кадмия Mytilus galloprovincialis 0,5 мг/л новые результаты автора 2 сульфат меди M. galloprovincialis 2 мг/л новые результаты автора 3 нитрат свинца M. galloprovincialis 20 мг/л новые результаты автора 4 бихромат калия M. galloprovincialis 5 ТДТМА 6 ТДТМА Crassostrea gigas 0,5 мг/л ВЭИ 761 % 7 ДСН M. edulis, M. galloprovincialis 8 ДСН Crassostrea gigas 0,5 мг/л ВЭИ 231 % 9 Тритон Х-100 Unio tumidus 5 мг/л [5] 10 Тритон Х-100 M. edulis 1 мг/л и более [5] 11 СМС1 (ОМО) Unio tumidus 50 мг/л ВЭИ 187 % 12 СМС2 (Tide) M. galloprovincialis 50 мг/л ВЭИ 207 % 13 СМС3 (Лоск) M. galloprovincialis 7 мг/л ВЭИ 551 % 14 СМС4 (IXI) M. galloprovincialis 10 мг/л ВЭИ 158 % 15 СМС4 (IXI) M. galloprovincialis 50 мг/л ВЭИ 276 % 16 ЖМС1 (Е) M. galloprovincialis 2 мг/л ВЭИ 214 % 17 ЖМС1 (Е) Crassostrea gigas 2 мг/л ВЭИ 305 % 18 ЖМС2 (Fairy) C. gigas 2 мг/л ВЭИ 1790 % Примечание. Обычно указывается максимальная величина ВЭИ за весь период эксперимента. Таблица 3 Некоторые особенности репарации на различных уровнях Литература 1. А. Ф. Алимов, Функциональная экология пресноводных двустворчатых моллюсков, Л., Наука, 1981, 248 с. 2. Л.М. Сущеня, Количественные закономер- ности питания ракообразных, Минск, Наука и техника, 1975, 208 с. 3. R. Wetzel, Limnology, 3rd edition, San Diego et al., Academic Press, 2001, 1006 p. 4. R.F. Dame, Ecology of Marine Bivalves: an Ecosystem Approach. Boca Raton, CRC Press, 1996, 277 p. 5. Остроумов С.А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы, М., МАКС-Пресс, 2001, 334 с. 6. Остроумов С.А. Водная экосистема: крупно- размерный диверсифицированный биореак тор с функцией самоочищения воды. ДАН (Докла- ды РАН), 2000, Т. 374, № 3, С. 427 – 429. 7. Остроумов С.А. Концепция водной биоты как лабильного и уязвимого звена системы самоочищения воды. ДАН, 2000, Т. 372, № 2, С. 279 – 282. 8. Остроумов С.А. Ингибиторный анализ регуляторных взаимодействий в трофических сетях. ДАН, 2000, Т. 375, № 6, С. 847 – 849. 9. Остроумов С.А. Синэкологические основы решения проблемы эвтрофирования ДАН, 2001, Т. 381, № 5, С. 709 – 712. 10. Остроумов С.А. Сохранение биоразнооб- разия и качество воды: роль обратных связей в экосистемах // ДАН, 2002, Т. 382, № 1, С. 138 – 141. 11. А. Ф. Алимов, Элементы теории функци- онирования водных экосистем, Санкт- Петербург, Наука, 2000, 147 с. 12. Э. Шредингер (E.Schrödinger), Что такое жизнь с точки зрения физики. М., ИЛ, 1947, 146 c. 13. О.Г. Газенко, В.Б. Малкин, Космическая биология. В кн.: История биологии (с начала ХХ века до наших дней), М., Наука, 1975, С. 560 – 578. 14. Э.М. Галимов, Феномен жизни: между равновесием и нелинейностью. Происхожде- ние и принципы эволюции, М., Едиториал УРСС, 2001. 256 с. 15. Г.С. Розенберг, Д.П. Мозговой, Д.Б. Гелашвили, Экология: элементы теоретичес- ких конструкций современной экологии, Самара, Самарский научный центр РАН, 1999, 396 с. 16. Остроумов С.А. О биотическом очище- нии воды и экологической репарации // Сиб. экол. журнал. 2006. № 3. C. 339 – 343. 17. Ostroumov S.A. Inhibitory analysis of topdown control: new keys to studying eutrophication, algal blooms, and water self-purification. Hydrobiologia. 2002. 469, Р. 117 – 129. 18. Ostroumov S.A. Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water purification: current conceptualizations and concluding remarks // Hydrobiologia. 2002. V. 469 (1-3) Р. 203 – 204. 19. Ostroumov S.A. Aquatic ecosystem as a bioreactor: water purification and some other functions // Rivista di Biologia /Biology Forum. 2004. V. 97. Р. 39 – 50. 20. Остроумов С.А. О биотическом самоочи- щении водных экосистем. Элементы теории // ДАН. 2004. Т.396. № 1. С. 136 – 141. 21. Остроумов С.А. Биологический механизм самоочищения в природных водоемах и водо- токах: теория и практика // Успехи современ- ной биологии. 2004. Т.124. №5. С. 429 – 442. 22. Остроумов С.А. Роль биотических фак- торов в формировании качества воды и само- очищении водных экосистем // Экологи- ческая химия. 2004. Т. 13(3) С. 186 – 194. Some aspects of water filtering activity of filterfeeders // Hydrobiologia. 2005. Vol. 542, No. 1. P. 275 – 286. 23. Остроумов С.А. О некоторых вопросах поддержания качества воды и ее самоочище- ния // Водные ресурсы. 2005. Т.32. № 3. С. 337 – 347. 24. Остроумов С.А. О полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосис- тем //Экология. 2005. № 6. С. 452 – 459. 25. Ostroumov S.A. Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p. 26. Ostroumov S.A. Biomachinery for maintaining water quality and natural water selfpurification in marine and estuarine systems: elements of a qualitative theory // International Journal of Oceans and Oceanography. 2006. Volume 1, №.1. Р. 111 – 118. 27. Остроумов С.А. Элементы теории био- контроля качества воды: фактор экологичес- кой безопасности источников водоснабже- ния //Химическая и биологическая безопасность. 2008. № 5-6. С. 36 – 39. 28. Остроумов. С.А. Гидробионты в самоочи- щении вод и биогенной миграции элементов. М.: МАКС-Пресс. 2008, 200 с. 29. Ермаков В.В. О книге С.А.Остроумова «Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов» //Вода: химия и экология. 2009. №8. С. 25 – 29. 30. Brooks, B.W.,Riley, T.M., Taylor, R.D. Water quality of effluent-dominated ecosystems: Ecotoxicological, hydrological, and management considerations // Hydrobiologia. 2006. 556 (1), Р. 365 – 379. 31. Fisenko A.I. A New Long-Term On Site Clean-Up Approach Applied to Non-Point Sources of Pollution // Water, Air, & Soil Pollution. 2004, V. 156, № 1-4. Р. 1-27. 32. Neofitou, C., Dimitriadis, A., Pantazis, P., Psilovikos, A., Neofitou, N., Paleokostas, A. Selfpurification of a long-stretched gully affects the restoration of an alpine-type lake in northern Greece // Fresenius Environmental Bulletin. 2005. 14 (12 A), Р. 1141 – 1149. 33. Stabili, L., Licciano, M., Giangrande, A., Longo, C., Mercurio, M., Marzano, C.N. Corriero Filtering activity of Spongia officinalis var. adriatica (Schmidt) (Porifera, Demospongiae) on bacterioplankton: Implications for bioremediation of polluted seawater // Water Research, 2006, 40 (16), Р. 3083 – 3090. 34. Добровольский Г.В., Розенберг Г.С., Тодераш И.К. (ред.) Открытие нового вида опасных антропогенных воздействий в эко- логии животных и биосфере: ингибирование фильтрационной активности моллюсков поверхностно-активными веществами. М.: МАКС-Пресс. 2008. 104 с. 35. Wang X., Y. An, J. Zhang, X. Shi, C. Zhu, R. Li , M. Zhu and S. Chen. Contribution of biological processes to self-purification of water with respect to petroleum hydrocarbon associated with No. 0 diesel in Changjiang Estuary and Jiaozhou Bay, China // Hydrobiologia, 2002. V.469, No. 1-3, Р. 179 – 191.
Связь процессов самоочищения воды и экологической репарации // ВОДА: ХИМИЯ И ЭКОЛОГИЯ. 2009. №12 (декабрь), с. 29-34.

Остроумов С.А. Воздействие синтетических поверхностно-активных веществ и смесевых препаратов на моллюсков, используемых в аквакультуре // Рыбное хозяйство. 2009. № 3. с. 92-94. Табл. 3. Библиогр. 20 назв. [= Effects of the synthetic surfactants and chemical mixtures on marine mollusks used in aquaculture]. Fisheries Management. 2009. No. 3. p. 92-94. Tabl. 3. Bibliogr. 20 refs. [effects of TDTMA and SDS on Crassostrea gigas; also, effects of detergents on C. gigas and M. galloprovicialis]. Изучали воздействие синтетических ПАВ (додецилсульфат натрия, ДСН, и тетрадецилтриметиламмоний бромид, ТДТМА) и смесевых препаратов (синтетических моющих средств, СМС, и жидких моющих средств, ЖМС) на мидий (Mytilus edulis, Mytilus galloprovincialis) и устриц Crassostrea gigas. Изучены следующие смесевые препараты: СМС1 (L) – препарат «Lanza-automat» (производитель Benckiser); СМС2 (I) – препарат «IXI Bio-Plus» (производитель Cussons); ЖМС1 (Е) – препарат жидкого моющего средства (dish washing liquid) «E» (производитель Cussons International Ltd); ЖМС2 (F) – препарат жидкого моющего средства (dish washing liquid) «Fairy» (производитель Procter&Gamble Ltd), ЖМС3 (М) – препарат жидкого моющего средства «Мила» (производитель НПК «Химаком», Москва; в состав входят анионные ПАВ и неионогенные ПАВ). Доказано, что эти вещества ингибируют фильтрационную активность двустворчатых моллюсков.
Рыбное хозяйство. 2009. № 3. с. 92-94

Остроумов С.А. Элементы теории биоконтроля качества воды: фактор экологической безопасности источников водоснабжения (=Elements of the theory of biocontrol of water quality: a factor in the ecological safety of the sources of water) // Химическая и биологическая безопасность. 2008. № 5-6. с.36-39. Библиогр. 22 назв. [http://www.cbsafety.ru/rus/saf_41_3.asp] УДК 574.6: 574.635: 602.7: 626. 119234, Москва, Ленгоры, Московский гос. университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет. РЕФЕРАТ: Представлена новая теория биомеханизмов самоочищения воды, изложенная в книге автора «Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов» (М.: МАКС Пресс, 2008, 200 с.). Гидробионты активно участвуют в процессах, ведущих к очищению воды. В них участвуют почти все группы живых организмов, что анализируется в статье с различных сторон. При разработке теории были использованы результаты опытов автора, изучавшего воздействие поллютантов на живые организмы. Изложенная теория служит инновационной основой для создания новых экотехнологий очищения воды и повышения ее качества с использованием водных организмов. Представлены и обоснованы новые основные концепции, в том числе понятия и термины: biomachinery, экзометаболизм, экологические хеморегуляторы, экологические хемомедиаторы, макросимбиотические системы и другие. Новые результаты автора по выявлению свойства синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ) подавлять фильтрацию воды двустворчатыми моллюсками были признаны научным открытием и отмечены Дипломом за научное открытие № 274. Теория вносит вклад в научные основы укрепления экологической безопасности водных экосистем (водоемов и водотоков), которые служат источниками водоснабжения. Ostroumov S.A. Elements of the theory of biocontrol of water quality: a factor in the ecological safety of the sources of water. // Chemical and Biological Safety (=Himicheskaja i biologicheskaja bezopasnost' , Moscow). 2008. No. 5-6. p.36-39. ABSTRACT: A new theory for the biomechanisms for water self-purification is presented in the author’s book ‘Aquatic Organisms in Water Self-Purification and Biogenic Migration of Elements’ (2008, 200 p.). Hydrobionts (aquatic organisms) are actively involved in various processes leading to water purification. Almost all main groups of organisms are involved, which is discussed and analyzed in the paper. In the theory, the results of the author's experiments on the effects of various pollutants on aquatic organisms were used. The theory is an innovative basis for new ecological technologies to clean water and to upgrade its quality by using aquatic organisms. New fundamental concepts were introduced and discussed, including the concepts and terms: biomachinery, exometabolism, ecological chemoregulators, ecological chemomediators, macrosymbiotic system and others. The new authors’s results on the surfactant-induced inhibition of water filtration by bivalves were recognized as a scientific discovery. As a result, the author was awarded Diploma for Scientific Discovery No. 274. The theory is a contribution to the scientific basis for environmental safety of the aquatic ecosystems (aquatic bodies and streams) that serve as sources of water supply. Ключевые слова: качество воды, водные экосистемы, самоочищение воды, загрязнение; загрязняющие вещества, поллютанты, ксенобиотики, синтетические химические вещества, биотестирование, экологическая опасность, инновации, экологическая безопасность, источники водоснабжения, устойчивое использование, водные ресурсы, ресурсы пресной воды, морские, поверхностные водные экосистемы, новая концепция, экзометаболизм, биотрансформации, биодеградация, разложение, водоемы, водотоки, хеморегуляторы, макросимбиотические системы, биогенная миграция элементов, научное открытие № 274, антропогенное воздействие, экология, геохимия, репарация, поверхностно-активные вещества, ПАВ, детергенты, моющие средства, фильтраторы, биоконтроль, самоочистительный потенциал экосистемы, фитотехнология, фиторемедиация, экобиотехнология. Key words: Water quality, aquatic ecosystems, water self-purification, pollution; pollutants, xenobiotics, synthetic chemicals, bioassays, biotesting, ecological hazards, innovations, environmental safety, sources of water supply, sustainable use, aquatic resources, freshwater, marine, surface aquatic ecosystems, new concept of exometabolism, pollutants, biotransformation, biodegradation, destruction, water bodies, streams, chemoregulators, macrosymbiotic system, biogenic migration of elements, scientific discovery No. 274, anthropogenic impact, ecology, geochemistry, repair, biomachinery, surfactants, tensides, detergents, filter-feeders, biocontrol, self-purification potential of ecosystems, phytotechnology, phytoremediation, ecobiotechnology.
Остроумов С.А. Элементы теории биоконтроля качества воды: фактор экологической безопасности источников водоснабжения (=Elements of the theory of biocontrol of water quality: a factor in the ecological safety of the sources of water) // Химическая и биологическая безопасность. 2008. № 5-6. с.36-39.