Исследования, проведенные преподавателем кафедры экологии и природопользования Марией Сысолятиной и её научным руководителем профессором Анной Ольковой, послужат научной основой для создания нормативов содержания лантана и его комбинаций с медью в водной среде
www.vyatsu.ru
Совсем недавно основное внимание экологов, работающих над вопросами водоемов, сосредотачивалось на тяжелых металлах. Они считались основными загрязняющими веществами, наносящими значительный ущерб экосистеме и человеку. В этом нет ничего преувеличенного.
Тяжелые металлы подверглись тщательному анализу, в результате чего многие проблемы, связанные с их негативным влиянием, были решены. Однако человечество столкнулось с новой проблемой, которая раньше не была столь очевидной. Она касается редкоземельных элементов, которые лидируют по объему разработки месторождений и добычи.
Лантан выделяется среди редкоземельных элементов, так как его запасы в земной коре велики, он занимает второе место по объемам производства после церия. Его соединения необходимы в современной оптике, электронике, производстве аккумуляторов, медицине, катализе, металлургии и для создания люминофоров. Лантан также используется в качестве реагента для удаления фосфатов из сточных вод. В результате он накапливается в осадке в виде нерастворимых солей,
— поделилась информацией преподаватель кафедры экологии и природопользования ВятГУ Мария Сысолятина.
Долгое время лантан не вызывал особых опасений, считаясь гораздо более безопасным по сравнению с тяжелыми металлами. Однако на практике он часто встречается в различных комбинациях, в том числе с медью. Эти сочетания представляют собой примеры опасного синергизма, обусловленного схожими механизмами токсического воздействия. В то же время серьезные исследования о влиянии лантана и его комбинаций с медью на состояние водных экосистем до сих пор не проводились; также не разработаны нормативы его содержания ни в нашей стране, ни за границей.
Водоросли (Scenedesmus quadricauda), дафнии (Daphnia magna)
Значимым шагом в решении этой проблемы стало исследование, проведенное Марией Сысолятиной под руководством профессора ВятГУ Анны Ольковой.
Мария Сысолятина отметила:
В нашем исследовании мы использовали организмы различных частей водной экосистемы — от водной толщи до донных отложений. Сначала мы изучали планктонные организмы, обитающие в воде: водоросли, инфузории, дафнии, цериодафнии. Затем мы перешли к бентосным организмам, которые живут на дне: амфиподам и личинкам комара-звонца, или хирономидам. Таким образом, мы оценили, как лантан и его смеси с медью влияют на разные экологические группы — как на тех, кто обитает непосредственно в воде, так и на тех, кто находится в зоне осадков.
Мария Александровна уточнила, что необходимая для исследования среда моделировалась в лаборатории на основе культивационной воды с заранее известным химическим составом. В нее добавлялись разные компоненты: лантан, медь и их смеси. Для эксперимента использовались соли сульфата меди и сульфата лантана.
В каждом варианте было использовано шесть концентраций. Это означало, что каждый экспериментируемый организм подвергался трем вариантам добавок в шести различных концентрациях.
Амфиподы (Hyalella azteca), хирономиды (Chironomus riparius)
Наблюдения за гидробионтами позволили сделать выводы о остром и хроническом токсическом воздействии исследуемых веществ. Острая токсичность возникает при быстром или кратковременном воздействии, тогда как хроническая развивается постепенно при длительном контакте с загрязнителем. Острая токсичность проявлялась при высоких концентрациях — например, дафнии быстро погибали или теряли подвижность. Хроническая токсичность проявлялась при длительном воздействии даже низких доз: у дафний снижалась или изменялась плодовитость, у амфиподов изменялись размеры и стирались различия между самцами и самками. Таким образом, оба типа эффектов существовали — просто проявлялись в разных условиях.
Лантан, как предполагалось в начале исследования, оказался наименее токсичным из трех вариантов. Это не умаляет его опасности, особенно учитывая, что он не является эссенциальным элементом для организма. Он чужд организму, а значит, представляет собой угрозу.
Одна из задач заключалась в изучении не только самого лантана, но и его комбинации с медью. Мы установили, что в таком сочетании негативный эффект усиливается — это называется аддитивным действием. Лантан и медь часто встречаются вместе в природе и в производственных отходах. Поэтому важно исследовать их совместное воздействие, а не по отдельности,
— прокомментировала Мария Сысолятина.
Исследование, проведенное в ВятГУ, обладает явной практической значимостью. Оно направлено на создание научной базы для разработки нормативов содержания лантана в воде и выбора эффективных методов биомониторинга в местностях, где добываются и используются редкоземельные элементы.
Результаты научной работы М.А. Сысолятиной представлены в многочисленных статьях, опубликованных в авторитетных международных журналах – как зарубежных, так и отечественных. Недавно Мария Сысолятина, выпускница аспирантуры ВятГУ, успешно защитила диссертацию на соискание ученой степени кандидата биологических наук в Казанском федеральном университете.
Источник
