Новости

На правах, рукописи

Джамбетова Петимат Махмудовна

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ НЕФТЕПРОДУКТАМИ НА ПРИРОДНЫЕ ПОПУЛЯЦИИ РАСТЕНИЙ
И ТЕСТ-СИСТЕМЫ

03.00.16-Экология
03.00.15-Генетика

АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук

Нальчик
2004

Работа выполнена на кафедре генетики биологического факультета Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова

Научные руководители:
     доктор биологических наук, профессор Керефова М.К.
     доктор биологических наук Абилев С. К.

Официальные оппоненты:
     доктор биологических наук Засухина Г.Д.
     доктор биологических наук Котелевцев С.В.

Ведущая организация: Экологический факультет Российского университета Дружбы народов

Защита диссертации состоится 3 марта 2005 года в 15.30 на заседании Диссертационного совета Д.501.001.55 в Московском Государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119992, Москва, Воробьевы горы, МГУ, Биологический факультет МГУ.

Автореферат разослан 1 февраля 2005 г.

Отзывы в двух экземплярах просьба направлять по адресу: 119992, Москва, Воробьевы горы, МГУ, Биологический факультет, кафедра гидробиологии.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время возникла острая необходимость в изучении глобальных изменений, вызываемых накоплением в окружающей среде химических веществ, значительная часть которых является мутагенами и канцерогенами, эффект которых связан с поражением наследственных структур клеток всех видов микроорганизмов, растений, животных, включая человека. Опасность особенно возрастает в силу того обстоятельства, что действию мутагенных химических соединений подвергаются не отдельные индивидуумы, а целые популяции.

Основными загрязнителями окружающей среды в Чеченской Республике являются нефть и продукты ее переработки. Несмотря на то, что крупные промышленные предприятия разрушены и не функционируют, сегодня количество выбрасываемых вредных веществ не уменьшилось, а скорей всего увеличилось, так как горят десятки нефтяных скважин и на территории республики распространена переработка нефти на кустарных мини-установках. При пожарах велика опасность загрязнения окружающей среды продуктами горения нефти, которые по своей токсичности могут во много раз превосходить продукты самих химических производств. Однако основная особенность этих соединений заключается в их способности накапливаться в окружающей среде и живых организмах. Необходимо знать не только какие загрязнители, и по каким механизмам аккумулируются в компонентах окружающей среды, но изучать и прогнозировать отклик экосистем на антропогенные воздействия.

Не всегда удается установить прямую зависимость между содержанием загрязнителя в среде и ее пригодностью для обитания живых организмов. В качестве метода определения генотоксичности загрязнителя используются специальные растительные тест-системы, по изменениям которых можно судить о степени загрязнения окружающей среды (F.D. dе Sеrrsз, 1978; Grant, 1978; Nilan, 1978; Vig ,1982; Constantin et а1, 1982;; Ма1аhan et al, 1997; Kong et al 1999). Вместе с тем подобрать единый универсальный набор биотестов для всех случаев оценки степени загрязнения почвы и ее генотоксичности практически невозможно, т.к. в зависимости от химической природы загрязнителя реакция организмов может быть различная.

Следует особо подчеркнуть, что исследования по влиянию загрязнений среды продуктами переработки нефти на территории ЧР в настоящее время крайне ограничены, а эффективная защита окружающей среды от опасных химических загрязнителей невозможна без достоверной информации о степени влияния загрязнения почв на живые системы.

Актуальность работы определяется тем, что впервые в Чеченской республике проведены исследования по эколого-генетическому влиянию антропогенных загрязнений на растительный покров в районах, насыщенных продуктами добычи, переработки и горения нефти.

Цель и задачи. Основной целью наших исследований являлось:

• установление характера и уровня загрязнения почв нефтепродуктами и
• продуктами горения нефти, поступающими в окружающую среду;
• определение экологического и цитогенетического эффекта данного
• типа загрязнения на некоторые виды природной флоры;
• исследование степени его генетической опасности на тест-системах с использованием различных образцов почвы, отобранных на территории Чеченской Республики

Выполнение поставленной цели определило следующие задачи:

1. Выделить районы с одинаковым почвенным покровом, сходными микроклиматическими условиями, характеризующиеся различной степенью загрязнения почв нефтепродуктами.
2. Провести химический анализ образцов почв из выбранных районов.
3. Подобрать виды растений природной флоры, которые встречаются не только в исследуемых районах, но и распространены повсеместно, и выявить их индивидуальную чувствительность к загрязнению по показателямих роста и развития.
4. Провести цитогенетический анализ на корешках проростков вы бранных видов растений и дать оценку генотоксичности загрязнителей.
5. Для оценки характера возникающих соматических мутаций использовать широко применяемую в генетических исследованиях растительную тест-систему сою Glycine max (L.) Merill. линии Т 219.
6. Изучить экстракты почв из районов с разным уровнем загрязнения на их мутагенную активность с использованием теста Эймса на штаммах Salmonella typhimurium
7. Провести анализ полученных данных, определяющих степень влияния загрязнений почвенной среды нефтепродуктами как важнейшего негативного экологического фактора.
8. На основании полученных данных установить возможность использования дикорастущих растений и лабораторных тест-систем для экологического и генетического мониторинга загрязнения почв нефтепродуктами.

Научная новизна работы. Впервые проведено изучение влияния почвенного загрязнения нефтепродуктами на рост, развитие и семенную продуктивность четырех видов высших растений: ромашка непахучая (Matricaria recutita L.), щавель конский (Rumex confertus Willd.), одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.s.l.), подорожник большой (Plantago maior L.), широко распространенных в природной флоре предгорной лесостепной зоны ЧР, и установлена различная степень их реакции на исследуемый экологический фактор. Впервые установлено генотоксическое влияние загрязненной почвы продуктами переработки нефти, и выявлено значительное повышение уровня хромосомных аберраций в корешках проростков исследуемых видов растений. Мутагенная активность данного вида загрязнений подтверждена с использованием растительной тест-системы сои (Glycine max (L.) Merill.) линии Т 219. При этом отмечено преобладание генных мутаций над хромосомными. Оценка мутагенных свойств нефтезагрязнений в исследуемых районах также проведена с использованием теста Эймса Salmonella/микросома.

Практическая значимость полученных результатов. Впервые установлена возможность использования сои Glyicine max (L.) Merill. линии Т 219 в качестве растительной тест-системы для определения генотоксичности нефтяных загрязнений почвы.

Установлена возможность использования природных популяций растений на примере Matricaria recutita L., Rumex confertus Willd., Taraxacum officinale Wigg.s.l.., Plantago maior L.. для экологического и генетического мониторинга загрязнения почв нефтепродуктами.

Полученные данные используются в учебном процессе в рамках дисциплины 'Техногенные системы и экологический риск'.

Результаты вошли в материалы комплексных исследований лаборатории экологии АН ЧР.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на Региональной межвузовской научно-практической конференции 'Вузовская наука-народному хозяйству' (Грозный, 2002);на Региональной научно-практической конференции, посвященной 15-летию кафедры геоэкологии Чеченского госуниверситета 'Актуальные проблемы экологии и природопользования в условиях посткризисного восстановления экономики и социальной сферы ЧР' (Грозный, ноябрь, 2003г); на заседании кафедры общей генетики, селекции и семеноводства биологического факультета Кабардино-Балкарского госуниверситета (Нальчик, май 2004); на Объединенном научном семинаре лабораторий 'Флоры и фауны ЧР' АН ЧР и 'Экологии' Комплексного НИИ РАН 'Проблемы экологического, рационального использования и охраны природы ЧР' (Грозный, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования, выводов, списка литературы. Текст диссертации изложен на 121 странице машинописного текста, включает 18 таблиц, 5 рисунков, 4 фотографии. Список литературы состоит из 156 источников, в том числе отечественных, иностранных авторов - Зб.