На правах рукописи

Корнилов Алексей Леонидович биохимические показатели и содержание тяжелых металлов в растениях береговой линии водоёмов г. Тюмени в условиях антропогенного загрязнения

03.02.08 – Экология (биология)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Тюмень – 2014

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном

образовательном учреждении высшего профессионального образования

Тюменском государственном университете

Научный руководитель:	доктор биологических наук, профессор Петухова Галина Александровна
Официальные оппоненты:	Синдирева Анна Владимировна, доктор биологических наук, доцент, Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, профессор кафедры экологии, природопользования и биологии Гаевая Елена Викторовна, кандидат биологических наук, Тюменский государственный архитектурно-строительный университет, доцент кафедры техносферной безопасности
Ведущая организация:	Кемеровский государственный университет

Защита состоится «20» ноября 2014 г. в 13-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.02 при Государственном аграрном университете Северного Зауралья по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, д. 7.

Тел./факс: [phone]; E-mail: [e-mail]

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного аграрного университета Северного Зауралья и на сайте www.tsaa.ru

Автореферат разослан «24» сентября 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат с.-х. наук

__________________ Литвиненко Н.В.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Влияние хозяйственной деятельности человека значимо, прежде всего, для водных экосистем, так как связано с поступлением широкого спектра токсикантов в организм человека с водой и рыбной продукцией.

Для городских водоемов основными источниками загрязнений являются такие факторы, как автотранспорт, захламленность и загрязнение территории. Наряду с местными источниками загрязнений, определенное воздействие на качество природных вод оказывает трансграничный перенос загрязняющих веществ воздушными массами (Гусейнов, 2001).

Из-за застройки поймы реки Туры, ее озера, которые находятся в городской черте, превращаются в сточные канавы, накопители токсических веществ, создавая непосредственную угрозу для населения, использующего водные объекты в рекреационных целях (Михайлова, 1999; Исаков, 2002 и др.). Указанные обстоятельства способствуют нарушению гидрологического, гидрохимического и гидробиологического режимов водоемов города.

В условиях хронического загрязнения береговых и прибрежно-водных зон водных объектов г. Тюмени загрязняющими веществами, мусором наиболее ценную информацию о масштабах и интенсивности загрязнения можно получить при анализе биохимических показателей береговых и прибрежно-водных растений. Ответные реакции береговых и прибрежно-водных растений являются дополнительными к геохимическим исследованиям репрезентативными показателями состояния водоема. Приуроченность растений к определенному субстрату, неподвижность позволяет использовать растения для регистрации антропогенного воздействия на водные экосистемы.

Цель работы – анализ биохимических показателей и содержания тяжелых металлов в растениях береговой линии водоёмов г. Тюмени в условиях антропогенного загрязнения, с целью мониторинга окружающей среды.

Задачи исследования:

1. Изучить гидрохимические показатели исследуемых водоемов г. Тюмени для оценки степени антропогенного воздействия;

2. Исследовать содержание тяжелых металлов в почве и донных отложениях изучаемых водоёмов с последующим определением их накопления в растениях береговой линии;

3. Провести анализ содержания продуктов перекисного окисления липидов и систем антиоксидантной защиты растений;

4. Оценить влияние рассматриваемых факторов на биохимические реакции растений береговой линии исследуемых водоёмов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В воде обследованных водоёмов, почве и донных отложениях увеличивается содержание биогенных веществ и тяжелых металлов (Cu, Zn, Cr, Ni), что отражает проявления антропогенного пресса на водные объекты г. Тюмени. Исследованные водоёмы ранжированы по степени убывания загрязнения в ряду: пр. Кристальные родники, озёра Алебашево, Оброчное, пр. Утиный, оз. Круглое, пр. Лесной, пр. Южный.

2. В растениях береговой линии выявлено высокое содержание Pb, Cu, Zn, Mn, Cr, связанное с высокой концентрацией тяжелых металлов в депонирующих средах. В почвах и растениях береговой зоны накапливается больше тяжелых металлов, по сравнению с донными отложениями и прибрежно-водными растениями.

3. У большинства растений береговой линии водоёмов увеличено содержание низкомолекулярных антиоксидантов и пигментов фотосинтеза, что приводит к снижению концентрации продуктов перекисного окисления липидов, как проявление адаптивных способностей растений в условиях антропогенного воздействия

Научная новизна. Впервые проведен анализ содержания тяжелых металлов в почве, донных отложениях и аккумуляция их в растениях береговой и прибрежно-водной зон крупных водоёмов г. Тюмени.

Показано снижение уровня перекисного окисления липидов при действии низкомолекулярных антиоксидантов у растений береговой и прибрежно-водной зоны городских водоёмов.

Многофакторный анализ позволил установить сильное влияние загрязняющих веществ на содержание продуктов перекисного окисления липидов и активизацию системы антиоксидантной защиты в клетке.

Практическая значимость. Материалы научного исследования могут быть использованы для проведения мониторинговых исследований на территориях, подвергнутых антропогенному и техногенному прессу. Исходя из полученных в работе результатов, были разработаны рекомендации, которые включены в природоохранную документацию со ссылкой на проводимые исследования:

• итоговый отчет по экологическому мониторингу Ванкорского ЛУ (заказчик ЗАО «Ванкорнефть»);

• промежуточный отчёт по мониторингу окружающей среды Самбургского ЛУ (заказчик ОАО «АРКТИКГАЗ»);

• отчет по мониторингу состояния окружающей среды на Соболох-Неджелинском ЛУ (заказчик ООО «Газпром геологоразведка»).

Апробированные методические подходы, используемые в диссертационной работе, нашли применение в экспериментальных исследованиях в лаборатории отдела Биоресурсов Криосферы земли СО РАН.

На основе применяемых в диссертационной работе методик биохимического анализа растительного сырья был написан и издан учебно-методический комплекс – методические рекомендации «Биотестирование загрязненных сред: методы биотестирования и биоиндикации в оценке состояния окружающей среды».

Апробация результатов исследований. Материалы диссертационной работы докладывались на заседаниях кафедры экологии и генетики Тюменского государственного университета (2011-2013 гг.); II международной конференции «Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов» (Тюмень, 2011 г.); Всеросийской конференции с международным участием «Физиологические, биохимические и молекулярно-генетические механизмы адаптаций гидробионтов» (Борок, 2012 г.).

Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано 5 работ, из них две – в журналах из перечня ВАК, 3 – в трудах и материалах международных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 основных глав, выводов и приложений. Список литературы включает 204 источника, в том числе 18 на иностранном языке. Диссертация изложена на 184 страницах машинописного текста и иллюстрирована 32 таблицами и 41 рисунком, 6 приложениями.

Выражаю большую признательность и благодарность: А.И. Коваленко, Н.В. Хозяиновой, Т.А. Кремлёвой, Л.В. Михайловой, А.М. Субботину, Н.А. Боме.

Особую благодарность выражаю научному руководителю д.б.н., профессору Г.А. Петуховой.