Оценка качества поверхностных вод питьевого водохранилища с применением метода биотестирования на клетках фитопланктона

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье рассматриваются возможности применения методов регистрации световых и индукционных кривых флуоресценции хлорофилла тест-культуры Chlorella vulgaris при проведении биотестирования токсичности проб воды. Представлены результаты биотестирования проб воды из Волынцевского водохранилища и его основных притоков. Данные представлены за период активного использования ресурсов водохранилища, что привело к значительному снижению уровня воды и ухудшению качества водных ресурсов. Исследования показали наличие хронического токсического действия проб из водохранилища на исследуемый тест-объект. Фильтрат проб воды из северных притоков Волынцевского водохранилища оказывал стимулирующее действие на культуру фитопланктона. Методы флуориметрического анализа подтверждают результаты методики биотестирования, согласуются с изменением численности клеток и содержания хлорофилла в исследуемых пробах, а также позволяют выявить негативное воздействие на фотосинтетический аппарат Chlorella vulgaris, не вызывающее изменения параметров прироста тест-культуры. Выявлено негативное воздействие проб воды из основного притока водохранилища – реки Булавин – на скорость электронного транспорта и функционирование первичных акцепторов электронов фотосистемы II клеток Chlorella vulgaris. Полученные материалы могут быть полезны для исследователей, занимающихся проблемами биофизики первичных фотосинтетических реакций, экологическим мониторингом поверхностных природных вод и биотестированием.

Об авторах

Сергей Викторович Чуфицкий

Донецкий государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: chufitsky@donnu.ru

старший преподаватель кафедры биофизики

Россия, г. Донецк

Светлана Владимировна Беспалова

Донецкий государственный университет

Email: bespalova@donnu.ru

доктор физико-математических наук, профессор, ректор

Россия, г. Донецк

Сергей Михайлович Романчук

Донецкий государственный университет

Email: s.romanchuk@donnu.ru

кандидат технических наук, директор специального конструкторско-технологического бюро «Турбулентность»

Россия, г. Донецк

Список литературы

  1. Никаноров А.М., Трунов Н.М. Внутриводоемные процессы и контроль качества природных вод: монография / под ред. А.И. Бедрицкого. СПб.: Гидрометеоиздат, 1999. 156 с.
  2. Филенко О.Ф., Чуйко Г.М. Водная экотоксикология в России: от прошлого к настоящему // Труды Института биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН. 2017. Вып. 77 (80). С. 124–142. doi: 10.24411/0320-3557-2017-10008.
  3. Терехова В.А. Некоторые научно-организационные проблемы «Global Indicator Networks» // Теоретическая и прикладная экология. 2009. № 3. С. 20–22.
  4. Олькова А.С. Разработка стратегии биотестирования водных сред с учетом многофакторности ответных реакций тест-организмов: дис. … д-ра биол. наук: 03.02.08. Киров, 2020. 359 с.
  5. Тютькова Е.А., Григорьев Ю.С. Чувствительность биотестов на основе водорослей хлорелла и сценедесмус к тяжёлым металлам // Теоретическая и прикладная экология. 2014. № 2. С. 57–60. doi: 10.25750/1995-4301-2014-2-057-060.
  6. Полынов В.А., Максимова Е.Н., Богданов А.В., Цырендылыкова Л.Б. Оценка чувствительности стандартизированных альгобиотестов на основе зелёных водорослей к действию «модельного» токсиканта // Вода: химия и экология. 2024. № 4. С. 70–77.
  7. Олькова А.С. Процедура выбора методов биотестирования в условиях разных видов загрязнения // Трансформация экосистем. 2022. Т. 5, № 3 (17). С. 63–75. doi: 10.23859/estr-220324.
  8. Гончарук В.В., Зуй О.В., Мельник Л.А., Мищук Н.А., Наниева А.В., Пелишенко А.В. Оценка физиологической полноценности питьевой воды методом биотестирования // Химия в интересах устойчивого развития. 2021. Т. 29, № 1. С. 35–41. doi: 10.15372/khur2021275.
  9. Р 52.24.808-2014. Оценка токсичности поверхностных вод суши методом биотестирования с использованием хлорофилла a. Ростов-на-Дону, 2014. 23 с.
  10. Сорокина Г.А., Шашкова Т.Л., Субботин М.А., Стравинскене Е.С., Григорьев Ю.С. Флуоресценция хлорофилла в оценке воздействия соединений тяжёлых металлов на водные организмы // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология. 2021. Т. 36. С. 24–36. doi: 10.26516/2073-3372.2021.36.24.
  11. Маторин Д.Н., Яковлева О.В., Тодоренко Д.А., Горячев С.Н., Алексеев А.А. Использование замедленной флуоресценции хлорофилла водорослей для биотестирования загрязнений // Актуальные вопросы биологической физики и химии. 2022. Т. 7, № 2. С. 339–342. doi: 10.29039/rusjbpc.2022.0525.
  12. Протопопов Ф.Ф., Тодоренко Д.А., Николаев И.Н., Алексеев А.А., Братковская Л.Б., Маторин Д.Н. Флуоресценция хлорофилла фитопланктона реки Москва при воздействии ионов ртути // Биофизика. 2021. Т. 66, № 5. С. 917–924. doi: 10.31857/s0006302921050094.
  13. Maxwell K., Johnson G.N. Chlorophyll fluorescence – a practical guide // Journal of Experimental Botany. 2000. Vol. 51, iss. 345. P. 659–668. doi: 10.1093/jxb/51.345.659.
  14. Stirbet A., Lazar D., Kromdijk J., et al. Chlorophyll a fluorescence induction: can just a one-second measurement be used to quantify abiotic stress responses? // Photosynthetica. 2018. № 56 (1). P. 86–104. doi: 10.1007/s11099-018-0770-3.
  15. Bespalova S.V., Romanchuk S.M., Chufitskiy S.V., Perebeinos V.V., Gotin B.A. Fluorimetric analysis of the impact of coal sludge pollution on phytoplankton // Biophysics. 2020. Vol. 65, № 5. P. 850–857. doi: 10.1134/s0006350920050024.
  16. Кузнецова А.В., Винокуров И.Ю., Погосян С.И. Применение флуориметрического метода для биоиндикации качества вод // Вода: химия и экология. 2011. № 3 (33). С. 58–65.
  17. Гольцев В.Н., Каладжи М.Х., Кузманова М.А., Аллахвердиев С.И. Переменная и замедленная флуоресценция хлорофилла a – теоретические основы и практическое приложение в исследовании растений. М.–Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2014. 220 с.
  18. Strasser R.J., Srivastava A., Tsimilli-Michael M. The fluorescence transient as a tool to characterize and screen photosynthetic samples // Probing Photosynthesis: Mechanism, Regulation and Adaptation. London, 2000. P. 445–483.
  19. Antal T., Konyukhov I., Volgusheva A., Plyusnina T., Khruschev S., Kukarskikh G., Goryachev S., Rubin A. Chlorophyll fluorescence induction and relaxation system for the continuous monitoring of photosynthetic capacity in photobioreactors // Physiologia Plantarum. 2018. Vol. 165, iss. 3. P. 476–486. doi: 10.1111/ppl.12693.
  20. Новиков Д.А., Новочадов В.В. Статистические методы в медико-биологическом эксперименте. Волгоград: ВолГМУ, 2005. 84 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1 – Мониторинговые точки Волынцевского водохранилища и его притоков

Скачать (789KB)
Метаданные
3. Рисунок 2 – Световые кривые квантового выхода флуоресценции хлорофилла a (А) и скорости электронного транспорта – ETR (Б) после 24 часов экспозиции

Скачать (344KB)
Метаданные
4. Рисунок 3 – Световые кривые квантового выхода флуоресценции хлорофилла a (А) и скорости электронного транспорта – ETR (Б) после 96 часов экспозиции

Скачать (385KB)
Метаданные
5. Рисунок 4 – Некоторые параметры OJIP-теста для тест-культуры Chlorella vulgaris после 24 часов (А) и 96 часов (Б) экспозиции

Скачать (375KB)
Метаданные

© Чуфицкий С.В., Беспалова С.В., Романчук С.М., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».