Выявление токсичных цианобактерий в озере Байкал и водохранилищах восточной сибири

наибольшую вероятность застоя воздуха, что характерно для всей территории Иркутской области. Это объясняет близкие значения уровней накопления элементов в снеговой воде на исследуемом участке и в городской среде.

Для района исследований характерно небольшое количество твердого осадка в снеге, а следовательно, низкая степень запыленности. Известно, что по мере удаления от источников загрязнения преобладает перенос тяжелых металлов в водной фазе снега [1]. Для оценки поступления загрязняющих веществ с твердой фазой снега рассчитывался уровень накопления металлов за период снегостояния [3].

Уровни накопления элементов в твердой фазе снегового покрова — низкие относительно уровней, характерных для городской среды (табл. 3).

Таблица 3

Средние уровни накопления элементов в твердой фазе снежного покрова

Ni Cu As Cd Pb Co Mn Al Fe Zn

Катангский район мкг/м2 мг/м2

0,02 0,03 0,01 0,001 0,07 0,06 0,00024 0,026 0,014 0,00013

г. Иркутск, 2001 г. 1,5 1,62 не обн. не обн. 0,87 0,76 15,3 342,1 136,8 1,62

Полученные данные свидетельствуют о том, что район работ является фоновым, и любое загрязнение, связанное, в частности, с развитием эксплуатационных работ нефтегазовых месторождений или близким расположением населенных пунктов (пос. Непа, пос. Ербогачен), отражается на балансе химических элементов в окружающей среде.

Конечно, проблема дефицита микроэлементов в окружающей среде не может стоять на одном уровне с избыточными концентрациями (в результате загрязнения промышленными выбросами), приводящими к большому числу заболеваний различного характера, но может стать причиной нарушения элементного баланса (элементозы) как для растений, так и для человека.

литература

1. Василенко В.Н. Мониторинг загрязнения снежного покрова / В.Н. Василенко, И.М. Назаров, Ш.Д. Фридман. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1985. — 180 с.

2. Геохимия окружающей среды Прибайкалья / П.В. Коваль, В.И. Гребенщикова, Н.А. Китаев и др. // Геология и геофизика, 2000. — 571 с.

3. Королева Г.П. Геохимический мониторинг загрязнения снегового покрова металлами-экотоксикантами (Южное Прибайкалье) / Г.П. Королева, А.В. Верхозина, А.Е. Гапон // Инженерная экология. — 2005. — № 3. — С. 22.

4. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России / В.Ф. Протасов. — М.: Финансы и статистика, 1999. — 672 с.

5. Экогеохимия городов Восточной Сибири / И.С. Ломоносов, В.Н. Макаров, А.П. Хаустов и др. — Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН, 1993. — 108 с.

А.С. Гладких, И.В. Тихонова, О.И. Белых

выявление токсичных цианобактерий в озере Байкал и водохранилищах восточной сибири

Лимнологический институт СО РАН

Цианобактерии — широко распространенная в природе группа организмов. Наличие цианобактерий в пресной воде последнее время все чаще вызывает угрозу из-за их способности продуцировать токсичные для человека и животных соединения. Своевременное выявление токсичных видов цианобактерий является важным для предупреждения развития массовых отравлений.

Большую группу цианобактериальных токсинов составляют микроцистины. Опасность представляет то, что микроцистины являются мощными ингибиторами эукариотических белковых фосфатаз типа 1 и 2А. При попадании в организм человека и животных они вызывают некроз печени и обладают канцерогенными свойствами (Bell, Codd, 1994; Falconer, 1996; Dunn, 1996).

В течение 2005 — 2006 гг. был проведен мониторинг по выявлению микроцистинпродуцирующих цианобактерий в озере Байкал. Для анализа были взяты пробы из разных точек акватории озера. Для выявления наличия у цианобактерий изучаемых водоемов генов синтеза токсина-микроцистина выделяли ДНК и проводили реакцию амплификации генов mcyA и mcyE с использованием соответствующих

праймеров. Предварительно проводили ПЦР с праймерами к гену 16S рРНК для детекции ДНК цианобактерий в исследуемых образцах.

Несмотря на присутствие в пробах потенциально токсичных видов цианобактерий при проведении ПЦР-анализа с ДНК фитопланктона озера Байкал гены синтеза микроцистинов выявлены не были.

Параллельно был проведен анализ наличия токсичных цианобактерий в ряде водохранилищ. Отбор проб производился в летние месяцы в период максимального прогрева воды, когда вероятность развития «цветения» была максимальной.

В пробах фитопланктона из Иркутского и Богучанского водохранилищ не было обнаружено цианобактерий, содержащих гены биосинтеза микроцистинов. В Братском, Усть-Илимском и Берешском водохранилищах был получен положительный результат ПЦР.

ПЦР-продукты были секвенированы с целью подтверждения их принадлежности к семейству генов биосинтеза цианобактериальных микроцистинов. BLAST-анализ выявил высокую гомологию (не менее 97 %) по гену mcyE для изолятов из Усть-Илимского и Берешского водохранилищ со штаммами Microcystis aeruginosa из базы данных GenBank, что позволяет говорить о развитии данного вида цианобактерий в исследуемых водоемах.

В Братском водохранилище обнаружена цианобактерия рода Anabaena, содержащая ген синтеза микроцистина, она имеет 99 % гомологии с морским штаммом Anabaena circinalis 90.

Разработанный и опробированный метод детекции генов mcyA и mcyE, ответственных за синтез микроцистинов, является быстрым и достоверным и может быть применен для анализа качества питьевой воды и прогнозирования появления цианотоксинов в любых водоемах.

Работа была выполнена при поддержке грантов РФФИ № 05-04-97222, Лаврентьевского конкурса молодежных проектов СО РАН № 140.

О.Н. Гордеева, Г.А. Белоголова

биогеохимические особенности микроэлементного состава молока сельскохозяйственных и техногенных районов южного Прибайкалья

Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН

Проблема оценки загрязнения пищевых продуктов химическими веществами имеет особую актуальность во всем мире, поскольку заболеваемость человека во многом обусловлена микроэлементозами, приводящими к состоянию дефицита эссенциальных элементов и избытку элементов-токсикантов, мигрирующих по трофической цепи в организм человека. Среди микроэлементов наиболее опасными для живых организмов являются тяжелые металлы и мышьяк. Их действие проявляется в ингибировании, блокировании метаболических процессов в организме, нарушении проницаемости клеточных мембран, снижении синтеза белка и увеличении фракции свободных аминокислот. По данным многих авторов, Hg, Pb, Cd, As обладают особой деструктивной активностью в живых организмах [3] и высокой техно-фильностью в окружающей среде.

Молоко среди продуктов питания занимает особое место. Наличие большого количества питательных веществ в нем делает молоко незаменимым, прежде всего, для детского организма, который обладает большой способностью накапливать элементы-токсиканты. В связи с этим изучение особенностей влияния техногенных факторов на микроэлементный состав молока может представлять большой интерес.

Особенности микроэлементного состава молока коров рассмотрены на примере Усть-Ордынского аграрного региона и техногенной территории г. Свирска, расположенной в пределах Приангарской промышленной зоны на берегу р. Ангары в 150 км от г. Иркутска. Наиболее опасным техногенным источником загрязнения здесь является промплощадка бывшего Ангарского металлургического завода по производству мышьяка для военной промышленности, расположенного в черте г. Свирска.

Образцы молока отобраны из частных хозяйств одновременно с опробованием почв. В Усть-Ордынском районе отобрано по 31, а в г. Свирске — по 15 проб молока и почв. Определение химического состава проб молока выполнялось методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой ISP-MS. Содержание ртути в молоке определено атомно-абсорбционным методом на спектрометре модели «РА-915 + ». Анализ почв проводился методом атомной абсорбции.

Основным источником загрязнения свирских почв являются отвалы огарков мышьяка бывшего металлургического завода, поэтому максимальное накопление элементов-токсикантов наблюдается в почвах, прилегающих к этому объекту. В почвах аграрных ландшафтов Усть-Ордынского региона, расположенного за пределами промышленной зоны, установлены минимальные содержания микроэлементов. Такая же закономерность установлена и по химическому составу молока, за исключением свинца (табл. 1).