Дипломная работа на тему: Результате лабораторных исследований выяснено, что оксиды тяжёлых металлов оказывают отрицательное

Введение

Еще более полувека назад, когда масштабы промышленного производства отличались от современных, В.И. Вернадский обратил внимание на человеческое общество, как на мощную "геологическую силу" планеты [Вернадский, 1989]. В настоящий момент, стремительно нарастающая геохимическая деятельность человека создает техногенную миграцию элементов [Христофорова, 1989].

Охрана окружающей среды на сегодняшний день - это многоплановая и актуальная задача современности.

Природная среда не справляется с возросшим потоком химических веществ, в результате чего происходит их чрезмерное накопление в биосфере. По существу, все антропогенные воздействия - затрагивают ли они литосферу, атмосферу, почву или урбанизированную среду - так или иначе, выходят на гидросферу через атмосферные осадки, почвенный сток, миграцию подземных вод и другие процессы, связанные с круговоротом воды. Поэтому важнейшим показателем качества среды обитания является степень чистоты поверхностных вод и их компонентов [Брагинский, 1998].

Тяжелые металлы являются на сегодняшний день одними из самых распространенных и опасных загрязнителей окружающей среды. В значительной мере это связано с биологической активностью многих из них [Будников, 1998]. Особо острой проблемой является загрязнение природных пресных вод тяжелыми металлами, для которых в воде не существует надежных механизмов самоочищения: они лишь перераспределяются в экосистемах, взаимодействуя с организмами разных трофических уровней и оставляя видимые или невидимые последствия. Изучение элементного состава гидробионтов позволяет решить ряд вопросов экологического, физиологического и практического характера [Перевозников, Понаморенко, 1991].

Безусловно, степень токсичности того или иного металла может быть установлена лишь путем биотестирования. Однако результаты многочисленных исследований показывают, что данные биотестирования и прямого определения концентрации свободных (гидратированных) ионов нередко совпадают или весьма близки. Последнее свидетельствует о том, что токсичность металлов в водной среде определяется главным образом этой формой их нахождения [Линник, Щербань, 1999].

Гидрофиты интенсивно поглощают биогенные элементы, минеральные и органические вещества, накапливают ионы тяжелых металлов и радионуклиды, выступают в роли минерализаторов и детоксикантов, а также биофильтров пестицидов и нефтепродуктов. Способность высших водных растений накапливать вещества в концентрациях, превышающих фоновые значения, зафиксированные в окружающей среде, обусловила их использование в системе мониторинга и контроля состояния окружающей среды [Власов, Гигевич, 2002] .

Рыбы занимают верхний уровень в трофической системе водоемов. Ионы меди, цинка, кадмия поступают в их организм преимущественно с пищей, однако в условиях дефицита микроэлементов в пище и высокой концентрации тяжелых металлов в воде поступление с водой также играет значительную роль [Bury, 2003].

Цель дипломной работы - оценка характера воздействия солей тяжелых металлов в ионной форме и их оксидов в молекулярной форме на некоторых пресноводных гидробионтов.

Задачи данной работы следующие:

1. Оценить характер воздействия трех оксидов тяжелых металлов в наноформе (FeO, CoO, NiO) на показатели роста и смертности аквариумных рыб гуппи,

. Выявить изменение биологических параметров высших водных растений при действии на них солей тяжелых металлов,

3. По результатам полученных данных сравнить степень токсического воздействия различных солей тяжелых металлов на гидробионтов.

Оглавление

- Введение

- Аналитический обзор

- Тяжелые металлы в водной среде

- Действие оксидов тяжелых металлов на организм некоторых пресноводных животных

- Поглощение и распределение тяжелых металлов в гидрофитах

- Материал и методы исследований

- Влияние солей тяжелых металлов на некоторых пресноводных гидробионтов

- Влияние оксидов тяжелых металлов в наноформе на показатели роста и смертности гуппи Poecilia lebistes reticulata

- Особенности ответных реакций погруженных и плавающих гидрофитов на действие солей тяжелых металлов в ионной форме Заключение

- Библиографический список

- Приложение А

Список литературы

1. Адамова А.А., Босин А.Г. Естественное содержание некоторых микроэлементов в рыбах Баренцова моря // Гигиена и санитария. 1949. №11. С. 34-38.

2. Артамонов В.И. Растения и чистота природной среды. М.: Наука, 1986. 172 с.

. Борисова Г.Г., Чукина Н.В. Исследование химического состава гидрофитов при разных уровнях воздействия на водные экосистемы // Водное хозяйство России. 2008. № 2. С. 68-82.

4. Брень Н.В., Домашлинец В.Г. Беспозвоночные как мониторы полиметаллического загрязнения донных // Гидробиологический журнал. 1998. Т. 34, №5. С. 80-93.

5. Брагинский Л.П. Принципы классификации и некоторые механизмы структурно-функциональных перестроек пресноводных экосистем в условиях антропогенного пресса // Гидробиологический журнал. 1998. Т.34, № 6. С. 72-93.

. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем // Соросовский образовательный журнал. 1998. №5. С. 23-29.

. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. М.: Наука, 1989. 261с.

8. Власов Б.П., Гигевич Г.С. Использование высших водных растений для оценки и контроля за состоянием водной среды: Метод. рекомендации. Минск: БГУ, 2002. 84 с.

. Грубинко В.В., Костюк К.В. Структурные изменения в клеточных мембранах водных растений при действии токсических веществ // Гидробиологический журнал. 2011. Т.47. №6. С. 43-58.

. Гусева Т.В., Молчанова Я.П. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды. Справочные материалы. М.: Эколайн. 2000. С. 25

11. Деви С.Р., Прасад М.Н. Антиокислительная активность растений Brassica juncea, подвергнутых действию высоких концентраций меди // Физиология растений. 2005. Т. 52. С. 233-237.

. Демидчик В.В., Соколик А.И. Токсичность избытка меди и толерантность к нему растений // Успехи современной биологии. 2001. Т. 121. С. 511-525.

13. Золотухина Е.Ю., Гавриленко Е.Е. Тяжелые металлы в водных растениях. Аккумуляция и токсичность // Биологич. науки. 1989. №9. С. 93-106.

. Ипатова В.И. Адаптация водных растений к стрессовым абиотическим факторам среды. М.: Графикон-принт. 2005. 224 с.

. Костюк К.В., Грубинко В.В. Изменение состава клеточных мембран водных растений при воздействии токсических веществ // Гидробиологический журнал. 2012. Т. 48, № 2. С. 84-92.

. Лакин Г.Ф. Биометрия. М.:Высшая школа, 1980. 293 с.

. Лукина Л.Ф. Смирнова Н.Н. Физиология высших водных растений. Киев: Наукова думка. 1988. 187с.

. Линник П.Н., Васильчук Т.А. Сосуществующие формы тяжелых метллов в поверхностных водах Украины и роль органических веществ в их миграции // Методы и объекты химического анализа. 2008. Т. 2. № 2. С. 130-145.

. Линник П.Н., Зубко А.В. Адсорбция тяжелых металлов донными отложениями в присутствии гумусовых веществ // Гидробиологический журнал. 2005. Т. 41, № 3. С. 104-119.

. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидрометиздат. 1986. 270 с.

. Линник Л.Н., Щербань Э.П. Оценка токсичности форм меди в природных водах методом биотестирования в сочетании с хемилюминесцентным определением концентрации свободных ионов Cu2+ // Экологическая химия. 1999. Т. 8, № 3. С.168-176.

22. Матвеев В.И., Соловьева В.В. Экология водных растений: Учебное пособие. Издание 2-е, дополненное и переработанное. Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН. 2005. 282 с.

23. Мелехова О.П. Оценка эмбриотоксичности водной среды // Известия РАН. Серия биологическая. №4. 1994. С. 661- 665.

. Микрякова Т.Ф. Накопление тяжелых металлов макрофитами в условиях различного уровня загрязнения водной среды // Водные ресурсы. 2002. Т. 29. №2. С. 253- 255.

. Моисеева Т.И. Рассеянные элементы в поверхностных водах суши: Технофильность, биоаккумуляция и экотоксикология. М.: Наука, 2006. 216 с.

. Мур Дж. В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. М.: Мир, 1987. 285 с.

. Нахшина Е.П. Тяжелые металлы в системе "вода - донные отложения" водоемов // Гидробиологический журнал. 1985. Т. 21. №2. С. 80-90.

28. Немова Н.Н. Биохимические эффекты накопления ртути у рыб. М.: Наука, 2005. 164 с.

29. Перевозников М.А., Понаморенко А.М. Распространение тяжелых металлов среди различных звеньев экосистемы бассейна Ладожского озера. СПб.: ГосНИОРХ, 1990. 25 с.

. Полевой, В.В. Физиология растений. М.: Высш. шк., 1989. 464с.

31. Светашева Е.С. Накопление тяжелых металлов и нормирование их содержания в водных экосистемах // Материалы 3 Всерос. конф. по вод. токсикологии "Антропогенное влияние на водные организмы и экосистемы". Борок, 11-16 нояб. 2008 г. Борок: Яросл. печат. двор, 2008. Ч.З. С. 121 - 123.

32. Сергеева Н.Р., Лукьяненко В.И. Общая ихтиотоксикология. Краснодар, 2008. 157с.

33. Серегин И.В., Кожевникова А.Д. Физиологическая роль никеля и его токсическое действие на высшие растения // Физиология растений. 2006. Т. 53. С. 285-308

34. Улахович Н.А. Комплексы металлов в живых организмах // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 8. С. 27-32.

. Фисенко О. Ф., Хоботьев В. Г. Загрязнение металлами // Общая экология, биоценология, гидробиология. 1986. Вып. 3. С. 110-145

. Флеров Б.А. Эколого-физиологические аспекты токсикологии пресноводных животных. Л.: Наука, 1989. 138 с.

. Христофорова Н.К. Биоиндикация и мониторинг загрязнения морских вод тяжелыми металлами. М.: Мир, 1989. 267 с.

. Чернавская Н.М., Кожанова О.Н. Физиология растительных организмов и роль металлов. М.: Изд-во МГУ, 1989. 157с.

. Чиркова Т.В. Физиологические основы устойчивости растений. Спб.: Изд-во Петерб. ун-та, 2002. 244 с.

40. Яковлева О.В. Изучение параметров флуоресценции хлорофилла в листьях травянистых растений, растущих в разных экологических условиях // Биофизика. 2005. Т. 50. С. 112- 119.

. Bhattacharjee S. Reactive Oxygen Species and Oxidative Burst: Roles in Stress, Senescence and Signal Transduction in Plants // Curr. Sci. 2005. V. 89. Р. 1113-1121.

42. Blokhina О., Virolainen Е.. Antioxidants, Oxidative Damage and Oxygen Deprivation Stress: а Review // Annals оf Bot. 2003. V.91. Р. 179-194

. Bury N.R. Nutritive metal uptake in teleost fish // J. Exp. Biol. 2003. Vol. 206, № 1. Р. 11-23.

. Cobbett С., Goldsbrough Р. Phytochelatins and metallothioneins: roles in heavy metal detoxification and homeostasis // Annu. Rev. PlantBiol. 2002. V.53. Р.159-182.

. Gallego S.М., Benavides М.Р. Effect оf heavy metal iоn excess оn sunflower leaves: evidence for involvement оf oxidative stress // Plant Sci. 1996. Vol.121. Р.151-159.

46. Maleva М.G. Ecophysiological Tolerance оf Elodea canadensis tо Nickel Exposure // Chemosphere. 2009. V. 77. Р. 392-398.

. Malec Р., Maleva М.G. Identification and Characterization оf Сd-Induced Peptides in Egeria densa (Water Weed): Putative Role in Сd Detoxification // Aquat. Toxicol. 2009. V. 95. Р. 213-221.

48. Rozan Т.F., Benoit G. Geochemical fators controlling free Сu ion concentrations in river water // geochim. Cosmochim. Acta. 1999. Vol. 63, №19/20. Р. 311 - 319.

49. Schutzendubel А., Polle А. Plant Responses tо Abiotic Stress: Heavy Metal-Induced Oxidative Stress and Protection by Mycorhization // J. Exp. Bot. 2002. V. 53. Р. 1351-1365.