Сборник материалов «миссия молодежи в науке республики казахстан»
жүктеу/скачать 7,92 Mb. Pdf көрінісі
|
А.К. Ермекпаев, М.С. Кадырова Инновационный Евразийский университет, г. Павлодар, Казахстан ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ РТУТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА ЭКОСИСТЕМУ ОЗЕРА БЫЛКЫЛДАК
Актуальность данной темы обусловлена экотоксикологической опасностью для окружающей природной среды последствий воздействия техногенной геохимической аномалии ртути, в связи с ее высокой токсичностью, мутагенным и канцерогенным эффектами. Цель работы – анализ влияния ртутного загрязнения на экосистему накопителя сточных вод - озера Былкылдак. Задачи исследования:
проанализировать влияние ртути на экосистему; провести литературный обзор характера действия ртути на организм человека;
указать меры по профилактике ртутных отравлений; определить пути поступления ртути от ПХЗ в окружающую среду;
на основе проведенных исследований дать оценку степени ртутного загрязнения северной промышленной зоны г. Павлодара;
дать оценку риска для окружающей среды, населения и экосистемы в целом от загрязнения подземных вод и прилегающих водоемов северной промышленной зоны г. Павлодара. Озеро Былкылдак, что в окрестностях Павлодара, местные жители называют «Ртутным». Тридцать лет Павлодарский химический завод 86
сбрасывал сюда промышленные стоки. Теперь ртуть содержится не только в воде, но и в рыбе, которую местные рыбаки незаконно поставляют на городские рынки. Пятнадцать лет назад на Павлодарском химическом заводе разразилась экологическая катастрофа - произошла утечка ртути. В озеро попала ртуть при сбросе сточных вод, и, судя по балансовым расчетам, там ее накопилось примерно десять тонн. Она лежит в донных отложениях и, растворяясь, загрязняет поверхностную воду озера. Промышлять рыбалкой на Балкылдаке запрещено, по всему берегу стоят предупредительные знаки. Но меры предосторожности не волнуют любителей рыбной ловли. Хуже всего, что нередко местный улов попадает на городские рынки. Переубедить попавшихся браконьеров в том, что рыба отравлена, удается редко. Стихийные рынки города проверяют сразу четыре ведомства, ищут рыбу с Балкылдака. Павлодарцы рискуют получить на стол опасный для здоровья продукт. Чтобы избежать риска отравлений, необходимо запретить всю уличную торговлю рыбой. Поступление ртути в организм человека и животных. Поступление ртути может быть связано с контаминированной пищей, водой и воздухом. Однако в общей популяции в обычных условиях основным путем поступления является пищевой за счет употребления рыбы и в меньшей степени в связи с употреблением других продуктов. В рыбе ртуть содержится в форме метилртути, а в других продуктах чаще всего присутствует как элементарная ртуть. При оральном поступлении 94-95% метилртути подвергается всасыванию в кровь. Неорганические соединения ртути всасываются в кишечнике в гораздо меньшей степени. Piotrowski et al., 1992 сообщает, что у крыс при однократном поступлении хлорида ртути всасыванию через кишечник подверглось от 3 до 6.5%. По данным Elinder et al. (1988) всасывание в кишечнике составляет менее 10%. Эксперты ВОЗ предлагают для расчетов поступления ртути в организм человека принимать, что из кишечника в кровь абсорбируется 7% неорганических соединений ртути. Принять абсорбцию неорганических соединений ртути за 7% предлагает также U.S. EPA (1987). Ртуть в растениях. Наличие остаточных токсикантов в почве, в частности, тяжелыx металлов, может вызвать загрязнение растений, произрастающих на ней. Загрязнение почвы ртутью оценивается вблизи источника загрязнения, а доступность ртути - по степени ее поглощения растениями. По валовому количеству ртути в почве нельзя судить о степени ее поглощения растениями, поскольку доступность элемента зависит от многих параметров, среди которых рН, количество органического вещества и карбонатов в почве [1]. Ртуть в почве. Загрязнение почв ртутью определяется функциони- рованием предприятий цветной металлургии, применением ртутьсодержащих фунгицидов, использованием сточных вод в целях орошения и разработкой месторождений ртути. Накопление ртути в окружающей среде некоторые 87
авторы связывают с применением соединений ртути в сельском хозяйстве. В настоящее время соединения ртути в большинстве стран используются практически только в качестве протравителей семян. Наиболее широкое применение получили различные соли метилртути, этилртути, метокси- этилртути и фенилртути. Наличие остаточных токсикантов в почве, в частности, тяжелых металлов, может вызвать загрязнение растений, произрастающих на ней. Загрязнение почвы ртутью оценивается вблизи источника загрязнения, а доступность ртути - по степени ее поглощения растениями. По валовому количеству ртути в почве нельзя судить о степени ее поглощения растениями, поскольку доступность элемента зависит от многих параметров, среди которых рН, количество органического вещества и карбонатов в почве [1]. Ртуть в атмосфере. Много ртути попадает в атмосферу в результате производственной деятельности людей: при получении ртути из ее руд, металлургической переработке сульфидных, железных, марганцевых и других руд, в которых в качестве примеси содержится ртуть, при переработке нефти, сжигании каменного угля и другого топлива. Кроме того, ртуть используют при изготовлении катодов для получения натрия и хлора электролизом, в люминесцентных и ртутных лампах, контрольно-измерительных приборах (термометры, барометры) и др. [2]. Профилактика ртутных отравлений. Лицам, длительное время находившимся в загрязненном помещении, рекомендуется обратиться в диагностический центр с целью проведения углубленных медицинских обследований [7]. На основе данных медицинского обследования рекомендуется комплекс патогенетических лечебно-профилактических мероприятий, включающий:
лечебное комбинированное применение антиоксидантов; интенсивная витаминотерапия с использованием витаминных комплексов, применение массивных доз витаминов Е и С;
выделительная терапия с использованием тиолсодержащих хелатов (унитиол, липамид);
индукция синтеза цитохрома-Р-450 и фермента второй стадии детоксикации глутатион-S-трансферазы с использованием комплекса токоферол - фолиевая кислота - никотиновая кислота.
Список литературы 1. Лушин Э.Н. Отчет о результатах работ по определению загрязнения ртутью промплощадки производства хлора и каустической соды Павлодарского химического завода (заключительный) / Э.Н.Лушин, Т.Э.Крахалева, А.Ф.Крахалев. - Павлодар: Научно- технический центр «Технолог», 1990. - 194 с. 2. Памятка населению по действиям при разливе ртути // Инф.- мет.сборник материалов по ЧС и ГО. - 2003. - Вып. 3. - С.67-71. 3. Сулеев Д.К. Экология и природопользование: Учебник / Д.К. Сулеев, С.И. Сагитов, П.И. Сагитов, К.К. Жумагулов. - Алматы: Ғылым, 2004. - 392 с. 4. Скрипник В.А. «Результаты обследования уровней загрязнения ртутью 88
строительных конструкций производственных зданий, расчет класса токсичности надземных частей зданий. Разработка рекомендаций по захоронению ртутьсодержащих отходов строительных конструкций и демеркуризации корпусов»: Отчет / В.А. Скрипник, А.А. Узбеков, А.Ю. Ноэль, М.И. Коршун. - Киев: КНИФ ГосНИИХЛОРПРОЕКТ, 1989. - 39 с. 5. Скрипник В.А. Рекомендации по демеркуризации оборудования и захоронению отходов производства хлора и каустической соды ртутным методом Павлодарского химического завода / В.А. Скрипник, В.И. Бармашенко, М.Н. Коршун. - Киев: КНИФ ГосНИИХЛОРПРОЕКТа, 1989. - 41 с. 6. Постолов Л.Е. Отчет по проекту «Разработать безотходные процессы очистки сточных вод и газообразных выбросов от ртути, технологию извлечения ртути из грунтов промзоны ртутного электролиза. Провести пилотные испытания процесса» / Л.Е. Постолов, И.И. Дрель. - Киев: КНИФ ГосНИИХЛОРПРОЕКТ, 1990. - 35 с. 7. Харьковская Н.Л. Осторожно - ртуть! / Н.Л.Харьковская, Л.Ф.Ляшнко, Т.Ю.Чижова // Химия в школе. - 2001. - № 1. - С. 5-7.
А.С. Жанасбаева, Г.Н. Кузьмина Восточно-Казахстанский государственный университет имени С. Аманжолова, г. Усть-Каменогорск, Казахстан
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКРЫТОГО ВИРУСОНОСИТЕЛЬСТВА КАРТОФЕЛЯ МЕТОДОМ ИММУНОФЕРМЕНТНОГО АНАЛИЗА
Основными методами определения качества семян в процессе сертификации семенного картофеля являются визуальные методы оценки растений и клубней. Вместе с тем следует отметить, что при всех очевидных преимуществах визуальные методы контроля имеют существенные недостатки. С их помощью нельзя выявить и оценить латентные, т.е. скрытые формы инфекции, когда присутствие в семенном материале тех или иных патогенов еще не проявилось по внешним признакам. В связи с этим возникла необходимость разработки и введения в схему сертификации семенного картофеля объективных лабораторных методов, позволяющих выявлять в семенном материале наличие патогенов до появления внешних признаков патологического процесса (болезней). В настоящее время разработано достаточно много эффективных лабораторных методов для диагностики патогенов картофеля. В качестве примера наиболее часто применяемых лабораторных методов можно привести следующие:
для диагностики вирусов – серологические: метод капельной агглютинации и иммуноферментный анализ (ИФА) или ELISA-тест, ПЦР- анализ;
для диагностики возбудителей бактериозов – также серологические методы – капельной агглютинации и иммуноферментный анализ или ELISA- тест, иммунофлуоресцентной микроскопии, ПЦР-анализ; 89
для диагностики вироида веретеновидности клубней картофеля (PSTV) – методы электрофореза, молекулярной гибридизации с кДНК, содержащей (диен) Pt метку, ПЦР-анализ. Главной целью использования всех перечисленных лабораторных методов в области оригинального семеноводства является получение качественно оздоровленного исходного материала, соответствующего требованиям существующих нормативных документов. Следует отметить, что из всех лабораторных методов диагностики патогенов картофеля наиболее технологичным и адаптированным для проведения массовых анализов является метод иммуноферментного анализа или ELISA-тест [1]. Этот метод обеспечивает достаточно высокую эффективность диагностики вирусов и возбудителей некоторых бактериозов картофеля. Наибольшее распространение в семеноводстве картофеля получил «сэндвич»-вариант твердофазного ИФА. Принцип его основан на после- довательном взаимодействии тестируемого вируса с иммобилизованными на твердой фазе и меченными ферментом антителами с последующим выявлением фермента-маркера субстратом [2].
Рисунок 1 – Схема лабораторного тестирования листовых и клубневых проб методом иммуноферментного анализа
В качестве твердой фазы в практике наиболее часто применяют 96-луночные микроплаты из оптически прозрачного полистирола, позво- ляющие проводить весь цикл анализа от стадии иммобилизации до измере- ния ферментативной активности в каждой из лунок. На первом этапе на поверхность лунок полистироловых плат сорбируют специфические антитела к вирусным антигенам, затем отмывают избыток
90
антител и вносят тестируемый образец, предположительно содержащий целевые антигены вирусов. После инкубации, приводящей к образованию первичных иммунных комплексов, отмывают не связавшийся материал и добавляют в лунки конъюгат – ковалентно связанные с пероксидазой х гена антитела против вирусных антигенов, взаимодействие которого со свободными антигенами вирусы приводит к образованию на стенках лунок «сэндвича»: антитело-антиген-конъюгат. После тщательной отмывки не связавшегося конъюгата проводят ферментативную реакцию с субстратом, сопровождающуюся образованием окрашенного продукта в том случае, если в образце содержатся целевые вирусные частицы. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию тестируемого вируса в пробе и может быть выражена в единицах оптической плотности с помощью вертикального фотометра (ELISA-ридера) или визуально [3]. Для анализа методом ИФА из листьев выжимают сок с помощью ручного или механического пресса. Затем сок разбавляют буфером в лунках плат, покрытых антителами, в соотношении 1:10 [4].
Рисунок 2 – Нанесение сока на лунку платы
Методом иммуноферментного анализа летом 2014 года нами было проанализировано 43 Казахстанских и Российских сортов картофеля.
Таблица 1 – Скрытое вирусоносительство сортов картофеля № Название сорта Проверен о, кол-во Обнаружено вирусов X n, % S n, %
M n, %
Y n n, % L n, % 1 Крепыш
10 0 0 0 0 0 2 Жуковский ранний 10 0
0 2,
20 0 3 Колобок 10
0 0 0 0 0 4 Ильинский 10
0 0 0 0 0 5 Великан 10
0 0 0 0 0
91
6 Накра
10 0 0 0 0 0 7 Метеор
10 0 0 0 0 0 8 Удача
10 0 0 0 0 0 9 Аксор
10 0 3, 30 6,
60 6,
60 1,
10 10 Сантэ 10 1,
10 2,
20 4,
40 0 0 11 Тамыр 10
0 0 0 6, 60
0 12 Невский 10 0
6, 60
2, 20
0 13 Латона 10 0
10 10,
100 5,
50 0 14 Белоснежка 10 0 0 0 0 0 15 Ароза 10
0 1,
10 1,
10 0 0 16 Улан 10
1, 10
4, 40
4, 40
0 0 17 Розара 10 4,
40 4,
40 4,
40 3,
30 3,
30 18 Манифест 10 0
10 1,
10 0 0 19 Уладар 10
0 1,
10 0 0 0 20 Лилея 10 0
20 0 3, 30 0 21 Янка 10 0 0 0 0 0 22 Скарб 10
0 6,
60 0 0 0 23 Журавинка 10 0
50 0 0 0 24 Вектор 10 0
10 0 0 0 25 Бриз 10 0
0 0 0 26 Волат 10
0 2,
20 0 0 0 27 Алена 10 0
10, 100
7, 70
0 28 Гибрид-10 10 0
7, 70
0 0 29 Брянский деликатес 10 0 0 7, 70
0 0 30 Жанасай 10 0 10, 100 10,
100 0 0 31 Улан мелкий 10
0 2,
20 2,
20 0 0 32 Улан крупный 10
0 4,
40 3,
30 0 0 33 Аксор производственный 10 0
20 7,
70 0 0 34 Тамыр элита 8 0 5, 6,
0 0
92
62,5 75
35 Аксор №4 8 0 2, 25
4, 50
0 0 36 Аксор №6 8 0 0 0 0 0 37 Аксор №7 8 0 3, 37,5
3, 37,5
0 0 39 Хозяюшка in vitro 8 0 2, 25 2,
25 0 0 40 Даренка 10
0 0 0 3, 30
0 41 Хозяюшка 10 0
0 0 0 42 Зарочка 10
6, 60
2, 20
0 0 0 43 Майя 10
0 0 3, 30 4,
40 0
По результатам иммуноферментного анализа наибольшее развитие вируса Х наблюдается в сортах Зарочка – 60%, Розара – 40%, вирус S в сортах Тамыр элита – 62,5%, Скарб – 60%, Жанасай – 100%, Y вирус в сортах Аксор, Тамыр – 60%, Алена – 70%.
Рисунок 3 – Положительные реакции на сорте Жанасай со 100% поражением вирусами S и М
Вирус L определился только в двух сортах: Аксор – 10% и Розара – 30%. Самым распространенным вирусом является М вирус, который определился в 20 сортах, из них в сортах Латона, Алена и Жанасай – 100%.
Рисунок 4 – Положительные реакции на сорте Алена со 100% поражением вирусом М и 70% поражением вирусом Y 93
А в таких сортах как Хозяюшка, Великан, Крепыш, Накра, Удача, Колобок, Метеор, Белоснежка, Янка, Бриз и Ильинский вирусы не обнаружены.
Рисунок 5 – Здоровый от скрытого вирусоносительства сорт Удача
Полученные данные говорят о серьезности положения данного вопроса, необходимости организации определения скрытого вирусоносительства не только по листовым пробам, но и на всех этапах оригинального семеноводства и осуществлении контроля качества в каждом
элитпроизводящем хозяйстве. Необходимо начать изучение и внедрение метода ПЦР, как наиболее мобильного и эффективного. Вопрос стоит в оборудовании и организации лаборатории, в которой можно будет проверять как пробирочные растения in vitro, так и растения в разных фазах вегетации в поле и клубнях. Таким образом, из проанализированных сортов 11 являются здоровыми от скрытого вирусоносительства. В связи с тем, что сорт Удача является адаптированным сортом Восточного Казахстана и наиболее урожайным, а также здоровым, он может быть вполне рекомендован для использования в оригинальном, элитном и репродуктивном семеноводстве Восточного Казахстана.
Список литературы 1
Контроль качества и сертификация семенного картофеля: Практ. руководство. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. – 316 с. 2
Практ. руководство. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2004. – 80 с. 3
Инструкция по применению иммуноферментного диагностического набора для определения вирусов картофеля. – Коренево, 2011. 4
семеноводстве картофеля: Рекомендации. – М. – 2000.
|