http://scipeople.com/publication/99147/;
Фундаментальные инновации: экология, окружающая среда, биосфера.13. Синэкологический синэргизм (двухуровневый синергизм) – новый тип суммирования антропогенных воздействий.
Инновации изложены в статье:
Остроумов С.А. Опасность двухуровневого синергизма при синэкологическом суммировании антропогенных воздействий // Доклады академии наук (ДАН). 2001. т.380. №6. с. 847-849. http://scipeople.com/publication/66875/; Пер. на англ. яз.:
The hazard of a two-level synergism of synecological summation of anthropogenic effects. - Doklady Biological Sciences, 2001, Vol. 380, Numbers 1-6, p. 499-501. DOI 10.1023/A:1012348127085.
Автором впервые выявлен и охарактеризован новый опасный тип суммирования антропогенных воздействий. Для обозначения этого в статье введен новый термин: “двухуровневый синергизм”.
Кроме того, в статье приведены новые обоснования и новые примеры полезности другого нового термина (а именно, «синэкологическое суммирование антропогенных воздействий»), который впервые был введен в предыдущей статье того же автора (Остроумов С.А. Реагирование Unio tumidus при воздействии смесевого химического препарата и опасность синэкологического суммирования антропогенных воздействий. ДАН. 2001. Т. 380. № 5. С. 714–717 ).
Hazard of synergy at the synecological summation of man-made impacts. - DAN. 2001. Vol.380. No. 6. P. 847-849 [new type of man-made hazards]. In Rus. Translated into Eng.:
The hazard of a two-level synergism of synecological summation of anthropogenic effects. -Doklady Biological Sciences, 2001, Vol. 380, No. 1-6, p. 499-501.
The author identified and characterized a new dangerous type of anthropogenic impacts on organisms in the ecosystem. To indicate this, the author of the article introduced a new term: “a two-level synergism”. In addition, the author has given a new justification and new examples of the usefulness of another new term (namely, “synecological summation of anthropogenic effects”), which was first introduced in the previous article by the same author (Ostroumov S.A. Response of Unio tumidus exposed to the mixed chemical product and the hazard of synecological summation of anthropogenic effects. - DAN. 2001. T. 380. No. 5. P. 714-717; the English translation of the paper was published as: Responses of Unio tumidus to mixed chemical preparations and the hazard of synecological summation of anthropogenic effects. - Doklady Biological Sciences, 2001, Volume 380, Numbers 1-6, p. 492-495). The author describes the new concrete examples of synergism when the summation of anthropogenic effects on organisms of two adjacent trophic levels takes place. In other words, the author identified a new type of ecological hazard of anthropogenic impact (using chemical pollution as an example), which he proposed to term “synecological summation” or “synergistic summation” of anthropogenic effects on organisms of two adjacent trophic levels. In the paper, the hazard was found that even relatively mild influences on organisms of two adjacent trophic levels may eventually produce a synergistic, pronounced and definitely undesirable effect that will lead to an abnormal increase in the abundance of organisms of one of the trophic levels. The concrete examples of synergism were found when anthropogenic impacts affected organisms of two adjacent trophic levels (bivalves and algae). Bioeffects were described of the action of synthetic detergent Vesna (1 mg/l) on oysters Crassostrea gigas, detergent IXI (10 mg/l) on mussels Mytilus galloprovincialis, detergent Tide-Lemon (50 mg/l) on M. galloprovincialis. The danger of simultaneous influence of contamination of environment (e.g., by detergents) on organisms of the two trophic levels may occur when the polluting chemicals produce effects on algae and bivalves that are filter-feeders. [MAIK Nauka/Interperiodica, distributed by Springer Science+Business Media LLC.; ISSN 0012-4966 (Print) 1608-3105 (Online)] DOI 10.1023/A:1012348127085; http://sites.google.com/site/2001dbs380p499synerg/; www.springerlink.com/index/T7U1857781063020.pdf;
специалисты, Академия водохозяйственных наук
, 2010
Об открытии свойства синтетических ПАВ ингибировать фильтрационную активность двустворчатых моллюсков. Комментарий специалистов о...
Об открытии свойства синтетических ПАВ ингибировать фильтрационную активность двустворчатых моллюсков. Комментарий специалистов о фундаментальном значении открытия
[Краткое изложение сути открытия: http://scipeople.ru/publication/69550/ ; http://emind.ru/;
Об открытии написано: http://scipeople.ru/publication/68661/]
Фрагмент отзыва специалистов приведен ниже:
Суть открытия – выявление способности этих веществ [синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ)] негативно воздействовать на фильтрационную активность морских и пресноводных моллюсков. …
… Выявленное автором открытия [ведущим научным сотрудником МГУ им. М.В. Ломоносова доктором биологических наук С.А.О.] снижение (ингибирование) активности водных моллюсков представляет весьма значительную экологическую опасность, поскольку организмы-фильтраторов (к которым относятся водные моллюски) имеют исключительно большое значение для нормального функционирования природных экосистем, что убедительно показано во многих работах - см., например:
Ostroumov S. A. Suspension-feeders as factors influencing water quality in aquatic ecosystems. In: The Comparative Roles of Suspension-Feeders in Ecosystems, R.F. Dame, S. Olenin (Eds), Springer, Dordrecht, 2004, p. 147-164;
Safi K.A., Hewitt J.E., Talman S.G. The effect of high inorganic seston loads on prey selection by the suspension-feeding bivalve, Atrina zelandica // Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 2007. Vol. 344 (2), p. 136-148;
Stabili L., Licciano M., Giangrande A., Longo C., Mercurio M., Marzano C.N., Corriero G. Filtering activity of Spongia officinalis var. adriatica (Schmidt) (Porifera, Demospongiae) on bacterioplankton: Implications for bioremediation of polluted seawater // Water Research, 2006, v. 40 (16), pp. 3083-3090;
Vaughn C. C., Nichols S. J., Spooner D. E. Community and foodweb ecology of freshwater mussels // Journal of the North American Benthological Society. 2008. Vol. 27, Issue 2, P. 409-423.
Организмы-фильтраторы (в том числе моллюски) в результате фильтрационной активности осуществляют перенос органического вещества в водных экосистемах… В конечном итоге организмы-фильтраторы участвуют как важнейшие факторы в перераспределении углерода между различными компонентами биосферы, включая водную толщу и донные осадки.
… [выявление] негативного воздействия поллютантов (синтетических ПАВ) на фильтрационную активость водных моллюсков было признано научным открытием, которое было удостоверено Дипломом научного открытия (номер 274). Автор открытия – доктор биологических наук С.А. Остроумов (Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова).
Академия водохозяйственных наук
Профессор И.С. Румянцев,
Доцент В.А. Зимнюков
публикации автора открытия с изложением информации о сути открытия и сфере его потенциального применения:
http://scipeople.ru/publication/68769/ книга, 2001
http://scipeople.com/publication/68016/ книга, 2008
http://scipeople.ru/publication/67707/ журнал Hydrobiologia, 2002
http://scipeople.ru/publication/67927/ журнал Экология, 2005
Ключевые слова: самоочищение и качество воды; водоемы и водотоки; загрязняющие вещества (поллютанты и ксенобиотики); пресноводные и морские водные объекты; экологическая безопасность и источники водоснабжения; устойчивое использование водных ресурсов и рациональное природопользование; антропогенное воздействие на водные экосистемы; полезные функции экосистем и сервисные функции экосистем и самоочистительный потенциал; биотестирование; двустворчатые моллюски; синтетические поверхностно-активные вещества ПАВ и детергенты; новые типы экологической опасности; фильтраторы и фильтрационная активность; аквакультура и марикультура мидии устрицы;
Ostroumov S.A.
- Морской экологический журнал (= Marine Ecological Journal = Mors'kij ekologicnij zhurnal) , 2010
Chemical contamination inhibits the process of water filtration by Mytilus galloprovincialis [Химическое загрязнение ингибирует процесс фильтрации воды Mytilus galloprovincialis = Хiмiчне...
Chemical contamination inhibits the process of water filtration by Mytilus galloprovincialis [Химическое загрязнение ингибирует процесс фильтрации воды Mytilus galloprovincialis = Хiмiчне забруднення придушуе процес фiльтрування води Mytilus galloprovincialis] // Морской экологический журнал (= Marine Ecological Journal = Mors'kij ekologicnij zhurnal, IBSS NASU, Sevastopol, ISSN 1684-1557) 2005. т. 4. № 1. С.83. [ При концентрации нефтяных углеводородов 2-8 микролитров на 1 л морской воды (26.4° C) происходило некоторое снижение скорости фильтрации воды мидиями, которое проявлялось в снижении изъятия взвеси из морской воды]. На англ. языке. Издание рецензируемое. http://scipeople.com/publication/69624/; http://repository.ibss.org.ua/dspace/bitstream/99011/198/1/zametka83.pdf.
Ключ. слова:
Chemical contamination, water filtration, Mytilus galloprovincialis, oil pollution, Химическое загрязнение, фильтрация воды, Хiмiчне забруднення, процес фiльтрування води, Морской экологический журнал, Marine Ecological Journal, Sevastopol, концентрация нефтяных углеводородов, морская вода, мидии, двустворчатые моллюски, экологическая безопасность
Вестник РАН.
- Вестник Российской какдемии наук (РАН) , 2010
опубликовано:
Открытие нового вида опасных антропогенных воздействий в экологии животных и биосфере: ингибирование фильтрационной...
опубликовано:
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.
Открытие нового вида опасных антропогенных воздействий в экологии животных и биосфере: ингибирование фильтрационной активности моллюсков поверхностно-активными веществами / Ред. Г.В. Добровольский, Г.С. Розенберг, И.К. Тодераш. М.: МАКС-Пресс, 2008. 108 с.
СОКРАЩЕННЫЙ ТЕКСТ ПУБЛИКАЦИИ:
Недавно отмечалось 80 лет со дня выхода в свет книги В.И. Вернадского «Биосфера», во многом определившей дальнейшее развитие наук о Земле и окружающей среде, продолжающей и сейчас оказывать влияние на исследования биосферы и понимание происходящих в ней изменений [1]. Так, в исследованиях доктора биологических наук С.А.Остроумова, которые комментируются в рецензируемой книге, выявлена способность загрязняющих воду синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ, СПАВ) ингибировать (подавлять и снижать) скорость фильтрации воды водными организмами, что создаёт новые опасности для биосферы, причём значимость этой опасности выходит далеко за рамки негативного воздействия на одну из групп живых организмов.
Опасность ПАВ пока недостаточно исследована, что подтвердилось на состоявшемся в ноябре 2008 г. международном семинаре «Стандарты качества окружающей среды в Российской Федерации и в странах-членах ЕС: перспективы гармонизации». В этом же году вышла книга «Проблемы национальной безопасности» [2], в которой подчёркивается актуальность вопроса о химическом загрязнении вод для современной России и отмечается следующий тревожный факт: при анализе проб воды из водоёмов России, используемых для питьевого водоснабжения и рекреации, выяснилось, что более 27% проб не соответствуют нормативам по санитарно-химическим показателям. В ряде областей, в том числе в Московской области, процент неблагополучных проб воды ещё выше. Половина населения России получает воду, опасную для здоровья, констатируется в книге (с. 452). Таким образом, проблема экологической и санитарно-гигиенической безопасности источников водоснабжения многих российских городов, включая Москву, стоит очень остро.
Работы, освещённые в рецензируемой книге, вносят вклад в анализ корней и путей решения этой проблемы. Был исследован широкий круг веществ – представителей анионных, катионных и неионогенных ПАВ, а также смесевые химические препараты (которые производятся ежегодно миллионами тонн и относятся к одной из наиболее крупнотоннажных групп синтетических химических веществ). Выявлено свойство СПАВ воздействовать на двустворчатых моллюсков (морских и пресноводных) так, что снижалась их важная и полезная функция – фильтрационная активность. Роль таких фильтраторов, как моллюски, в формировании геохимической среды и в биосфере исключительно велика. В незагрязнённой воде скорость фильтрации и связанного с ней очищения воды очень высока. Один моллюск средних размеров (например, мидия Mytilus edulis) профильтровывает за час около двух литров воды. Аналогичным образом и пресноводные моллюски (например, массовые виды обитающих в реках перловиц Unio pictorum, Unio tumidus) «справляются» с большими объёмами воды. По оценкам, моллюски, обитающие на площади 1 кв. м дна водотока или водоёма, профильтровывают за сутки от 1 до 10 кубометров воды. Такая экологическая функция моллюсков важна не только для водоёмов и водотоков России – это глобально важная роль фильтраторов, полезная для всей биосферы. Например, полный объём воды залива Laholm Bay (Дания) профильтровывается моллюсками за 3 дня, залива South San Francisco Bay (США) – за 0.6 дня. В группу организмов - фильтраторов входят не только моллюски, к ним относятся, например, губки, которые немало способствуют очищению вод Байкала. Таким образом, легендарная прозрачность и чистота воды жемчужины России тоже зависит от эффективности жизнедеятельности организмов-фильтраторов.
Один из результатов фильтрационной активности моллюсков – перенос вещества, содержащегося в воде в форме взвесей. Существенная часть отфильтрованного вещества взвесей либо накапливается в биомассе этих беспозвоночных, либо в форме выделяемых моллюсками пеллет опускается на дно и затем включается в состав донных отложений. Таким образом, благодаря моллюскам формируются биогеохимические потоки элементов. Отметим, что этот процесс в данных экосистемах, по-видимому, входит в число наиболее важных среди биологических процессов, формирующих потоки элементов через толщу воды в направлении к донным осадкам. Поскольку углерод, содержащийся в этих потоках, исходно является углеродом двуокиси углерода атмосферы (фиксированным при фотосинтезе фитопланктона), то данный биологический механизм – один из регуляторов содержания двуокиси углерода в атмосфере, а следовательно, один из важнейших механизмов воздействия на содержание парниковых газов, от которых зависит климат и скорость глобального потепления.
В многочисленных опытах, проведённых автором открытия в России, на Украине и в Англии на моллюсках нескольких видов, доказано, что СПАВ, присутствующие в сточных бытовых и промышленных водах (они входят в состав моющих и пенообразующих препаратов, использующихся, например, в целлюлозной промышленности при отмыве краски от перерабатываемой макулатуры, где на 1 м3 целлюлозы расходуется около 1.5 кг ПАВ нонилфенолэтоксилатов), могут достигать опасных концентраций. Практическое значение рассматриваемых в книге работ связано и с тем, что двустворчатые моллюски – важный объект аквакультуры (марикультуры), имеющий значение как ценный пищевой ресурс. Это особенно важно для России, где пока имеется большое отставание в развитии марикультуры от среднемирового уровня и ещё предстоит экстренно активизировать работы по созданию и расширению этого важного направления экономики. Кроме того, вещества, относящиеся к СПАВ, представляют собой мембранотропные вещества, имеющие своей мишенью биологические мембраны – важные компоненты живых клеток. Исследования биомембран активно проводятся в институтах РАН и в МГУ, среди более ранних работ автора открытия – исследования так называемых сопрягающих мембран, играющих ключевую роль в преобразовании энергии в живой клетке и в синтезе АТФ.
Таким образом, рецензируемая книга представляет интерес с точки зрения выявления новых видов экологической опасности антропогенного загрязнения биосферы и водной среды, уточнения приоритетов в проведении экологической экспертизы и в природоохранных мероприятиях по снижению загрязнения биосферы.
М.А. Федонкин,
академик
ЛИТЕРАТУРА
1. Добровольский Г.В. К 80-летию выхода в свет книги В.И. Вернадского “Биосфера”. Развитие некоторых важных разделов учения о биосфере // Экологическая химия. 2007. Т. 16(3).
2. Проблемы национальной безопасности / ред. Н.П. Лавёров. М.: Наука, 2008.
самоочищение и качество воды, водоемы и водотоки, загрязняющие вещества (поллютанты и ксенобиотики), пресноводные и морские водные объекты, экологическая безопасность и источники водоснабжения, устойчивое использование водных ресурсов и рациональное природопользование, антропогенное воздействие на водные экосистемы, полезные функции экосистем и их сервисные функции, самоочистительный потенциал, биотестирование, двустворчатые моллюски, поверхностно-активные вещества и детергенты, новые типы экологической опасности, фильтраторы и фильтрационная активность, аквакультура и марикультура мидий и устриц 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
Остроумов С.А.
- Сибирский экологический журнал , 2010
Остроумов С.А. Некоторые подходы к системе критериев экологической опасности антропогенных воздействий на организмы и экосистемы //...
Остроумов С.А. Некоторые подходы к системе критериев экологической опасности антропогенных воздействий на организмы и экосистемы // Сибирский экологический журнал. 2003. № 2. С.247-253. ISSN 0869-8619. [Предложена система критериев, учитывающая современный эмпирический материал и включающая широкий диапазон современных экологических обобщений. Среди новых фактов, использованных для иллюстрации применения предложенной системы критериев: ингибирующее действие ПАВ ТХ100 1мг/л 60 мин; 4 мг /л 60 мин на фильтрацию воды мидиями Mytilus edulis. Новый подход для анализа экологической опасности воздействий]. Остроумов С.А. Некоторые подходы к системе критериев экологической опасности антропогенных воздействий на организмы и экосистемы // Сибирский экологический журнал. 2003. № 2. С.247-253.
Остроумов С.А. О полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосистем // Экология. 2005. № 6. С. 452–459. Суммированы новые...
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.
- Доклады академии наук (ДАН) , 2009
Остроумов С.А. О биотическом самоочищении водных экосистем. Элементы теории // Доклады академии наук (ДАН). 2004. т.396. № 1. С.136-141....
Остроумов С.А. О биотическом самоочищении водных экосистем. Элементы теории // Доклады академии наук (ДАН). 2004. т.396. № 1. С.136-141.
Сформулированы обобщающие положения, которые в совокупности составляют элементы теории полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосистем. Эта теория включает в себя положения, характеризующие следующее: (1 ) источники энергии механизмов самоочищения водных экосистем; (2 ) основные функциональные блоки системы процессов самоочищения; (3 ) основные процессы cамоочищения водных экосистем; (4) степень вовлеченности в самоочищение основных крупных таксонов; (5 ) степень надежности системы и механизмы ее обеспечения; (6 ) саморегуляция биоты; (7) отношение всей системы к внешним воздействиям; (8) аналогия между экосистемой и биореактором; (9) выводы для природоохранной практики.
Ostroumov S.A. On the biotic self-purification of aquatic ecosystems: elements of the theory. - Doklady Biological Sciences, 2004, Vol. 396, Numbers 1-6, p. 206-211. ---DOI: 10.1023/B:DOBS.0000033278.12858.12. ---Abstract: In the paper, some elements of basics of the theory of polyfunctional role of biota in self-purification of aquatic ecosystems are formulated. The theory covers the following: (1) sources of energy for the mechanisms of self-purification; (2) the main functional blocks of the system of self-purification; (3 ) the list of the main processes that are involved; (4) analysis of the degree of participation of the main large taxa (taxons); (5 ) degree of reliability and the main mechanisms providing the reliability; (6 ) regulation of the processes; (7) the attitude of the system towards the external influences/impacts; (8) analogy between ecosystem and a bioreactor; (9)conclusions relevant to the practice of biodiversity conservation.
Ключевые слова: качество воды, самоочищение воды, биота, водные экосистемы, ремедиация, поллютанты, загрязнение, макрофиты, микроорганизмы, гидробионты, седиментация, сорбция, биогены, внеклеточные ферменты, фотохимические процессы, свободно-радикальные процессы, фильтрация воды, двустворчатые моллюски, коловратки, биоразнообразие, поверхностно-активные вещества (ПАВ), поддержание стабильности биосферы, экологическая ремедиация, морские, пресноводные объекты, ресурсы, экологическая безопасность, Mytilus galloprovincialis, Mytilus edulis, Crassostrea gigas, Unio pictorum, Brachionus angularis, Brachionus plicatilis, natural purification potential of ecosystems. Остроумов С.А. О биотическом самоочищении водных экосистем. Элементы теории // Доклады академии наук (ДАН). 2004. т.396. № 1. С.136-141
