Дипломная работа на тему: Цинк как тяжелый металл и супертоксикант. Понятие и основные черты супертоксикантов

Введение

Человечество знакомо с загрязнениями почв тяжелыми металлами уже на протяжении длительного времени. Изучение поведения тяжелых металлов в почвах и в экологических системах, их обезвреживание было и остаётся на сегодняшний день актуальной задачей (Силков, 2010). Почва, загрязненная вредными веществами, токсикантами и их токсичными метаболитами - источник загрязнения грунтовых и поверхностных вод, а также растительных продуктов (Ковда, 1981). Тяжелые металлы и их соединения не являются исключением их этого списка, занимая лидирующие позиции среди токсикантов.

В естественных условиях области с высокой концентрацией тяжелых металлов локализованы, привязаны к месторождениям соответствующих руд и экранированы толстым слоем породы. Однако широкое применение тяжелых металлов в практической деятельности приводит к выносу их на поверхность и повсеместному распространению. В ряде случаев концентрация тяжелых металлов в воде и почве превышает установленные уровни ПДК. Таким образом, тяжелые металлы переходят в ранг химических загрязнителей биосферы (Калюжин, Калюжина, 2006). Загрязнение почвы, обусловленное химическими причинами, значительно превосходит по своему воздействию как в количественном, так и в качественном отношении все виды его физического изменения. Изменение химических параметров почвы отражается спустя короткий или длительный период на росте и продуктивности отдельных видов, их популяций или приводит к более сильным нарушениям (Вайнерт, 1988).

Большое значение занимают загрязнения тяжелыми металлами и их соединениями городских почв, не приуроченных к промышленным районам, т.к. промышленность является одним из наиболее известных источников загрязнения почв тяжелыми металлами. Развитие промышленности, проникновение индустриальных районов в другие районы городов, техногенез - все это способствует проникновению и накоплению тяжелых металлов в почве.

Однако, не смотря на большое количество исследований, многие вопросы остаются открытыми. Каково поведение тяжелых металлов и их соединений в почвах? Как тяжелые металлы влияют на микрофлору урбанизированных экосистемы? Недостаточно оценено значение микробных сообществ почвы и их роль при восстановлении почв после химических загрязнений, недостаточно ясны причины эволюционной устойчивости некоторых видов бактерий к загрязнениям тяжелыми металлами перед другими видами. В настоящее время в России, в том числе Калининградской области, чрезвычайно мало целенаправленных исследований по данной теме. Большая часть существующих публикаций касаются лишь отдельных фактов влияния тяжелых металлов на жизнедеятельность и физиологию бактерий, описывают активность отдельных видов в загрязненной почве.

Целью работы является практический анализ влияния ионов цинка на микрофлору почв урбанизированных экосистем (на примере города Калининграда).

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

. Проанализировать влияние цинка на качественный и количественный состав микрофлоры в почве урбанизированных экосистем города Калининграда, проведя собственный эксперимент.

. Выявить группы микроорганизмов, проявляющих устойчивость в высокой концентрации цинка.

цинк микрофлора экосистема калининград

Оглавление

- Введение

- Цинк как тяжелый металл и супертоксикант

- Понятие и основные черты супертоксикантов

- Действие ионов и солей тяжелых металлов на микробные сообщества почв

- Влияние тяжелых металлов на жизнедеятельность микроорганизмов

- Объекты и методы исследования

- Результаты эксперимента Заключение

- Библиографический список

- Приложения

Список литературы

1. Аванесян Н. М. Методические указания к практическим занятиям по "Основам токсикологии". - Ульяновск: Изд-во УлГТУ, Биохимия - 2006

. Буракаева А. Д., Русанов А. М., Лантух В. П. Роль микроорганизмов в очистке сточных вод от тяжелых металлов: методическое пособие. - Оренбург: Изд-во ОГУ, Биология - 1999. - 53 с.

. Вайнерт Э. и др. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем / пер. с нем.; под ред. Шуберта Р. - М.: 1988. - С. 231 - 248.

. А. С. Ващейкин, П. В. Садовников, М. В. Куркина, В. П. Дедков. О содержании тяжелых металлов в почвогрунтах урбанизированных экосистем Калининграда. Калининград, БФУ - 2014. - С. 82 - 96.

. Добровольский В. В. География микроэлементов: глобальное рассеяние / под ред. Добровольского В. В. - М.: Мысль - 1983. - 272 с.

. Евдокимова Г. А., Мозгова Н. П. Биоразнообразие почвенной биоты, как фактор устойчивости почв к загрязнению // Тезисы Всероссийского совещания "Антропогенной воздействие на природу Севера и его экологические последствия" (Мурманская обл., 1998). - Мурманская обл., 1998 - С. 1 - 2.

. Зигель Х., Зигель А. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов / пер. с нем.; под ред. Зигель Х. - М.: Мир, 1993. - 386 с.

. Иванова Е. Ю. Основы микробиологии и экологии бактерий. Методические указания. - Воронеж: Изд-во ВГУ, Геоэкология - 2000

. Калюжин В.А., Калюжина О.В. Влияние концентрированных растворов солей тяжелых металлов на физиологические и кинетические показатели микроорганизмов. - Томск: Биологические науки - 2006.

. Ковда В. А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана. - М.: Наука - 1981. - С. 69 - 182.

. Колесников О. В. Влияние ксенобиотиков и тяжелых металлов на систему "микроорганизм-растение". Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора наук. - Москва: РГАУ-МСХА, каф-ра микробиологии и иммунологии. - 2012. - С. 5 - 22.

. Костина Л. В., Куюкина М. С., Ившина И. Б. Методы очистки загрязненных тяжелыми металлами почв с использованием (био)сурфактантов (обзор) / Вестник Пермского Университета. Вып. 10 (36). - Пермь: Биология, 2009. - С. 96 - 105.

. Майстренко В. Н., Хамитов Р. З., Будников Г. К. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов. - М.: Химия - 1996.

. Мирошкина С. М., Вербенко В. Н. Микроорганизмы - индикаторы тяжелых металлов. - Гатчина. - 2008. - С 231 - 237.

. Орлов Д. С. Химия почв: учебник / под ред. Орлова Д. С. - М.: Изд-во МГУ - 1992. - 400 с.

. Роева Н. Н., Ровинский Ф. Л., Кононов Э. Я. Журнал аналитической химии. - 1996. - Т. 51, №4. - С. 384 - 397.

. Силков С. И. Биологическая активность почв / Вестник ЧГАА. Том 56. - 2010. - С. 79.

. Теппер Е. З., Шильникова В. К., Переверзева Г. И. Практикум по микробиоло-

гии. М., 2004.

. Юшков В. В., Юшкова Т. А., Стрелков В. В. Химия и экология 3d-элементов. - Екатеринбург: Изд-во УрО РАН - 2004. - 171 с.

20. White С. Microbial solubilization and immobilization оf toxic metals: key biogeochemical processes for treatment оf contamination / С. White, J. А. Sayer, G. М. Gadd // FEMS Microbiol. Rev. 1997. Vol. 20. Р. 503-516.

21. White С. Аn integrated microbial process for the bioremediation оf soil contaminated with toxic metals / С. White, А. К. Sharman, G. М. Gadd // Nat. Biotechnol. 1998. Vol. 16, № 6. Р. 572-575