Статьи журнала - Принципы экологии
Все статьи: 532
Технология биоочистки производственных сточных вод от отработанных смазочных (моторных) масел
Статья научная
Для очистки производственных сточных вод, загрязненных полусинтетическим (Shell Helix HX7 Diesel 10W-40) и минеральными (И-40А, соляровое) маслами, спроектирован и создан распылительно-отстойный биореактор (РОБ) колонного типа с тремя равными зонами: 1–2 – зоны распыления, иммобилизации углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) и интенсивной биодеструкции загрязнений; 3 – зона отстоя и частичного биоокисления остаточных загрязнений. Используя РОБ в качестве основного аппарата, мы разработали биотехнологическую схему очистки со следующими сооружениями: приемник-осветлитель сточной жидкости, усреднитель-смеситель, биореактор, вторичный отстойник, дозаторы подачи УОМ, биогенных элементов и индуцирующих соединений, насос подачи сточной жидкости, откачка очищенной воды в усреднитель-смеситель, а биомассы микроорганизмов в дозатор. Установлено, что при непрерывном режиме очистки сточной жидкости с отработанными смазочными маслами 25, 50, 75, 100 и 200 мг/дм3 в РОБ со скоростью 0.7–0.8 л/мин (при давлении потока до 3.0 атм.), обеспечении температуры среды от 19 до 26 ºС, рН – от 6.0 до 8.0, исходного содержания растворенного кислорода 1.5–3.0 мг/дм3, биогенных элементов в пределах 20–50 мг/дм3, индуцирующих веществ до 35 × 10 6 М, УОМ от 101 × 10 6 до 106 × 10 6 кл/см3 достигается очистка на 92.0–99.6 % (в зависимости от вида загрязнения). Остаточное количество масел в очищенном стоке укладывается в норму оборотного водоснабжения и отвода в открытые водные источники без ущерба их экологическому состоянию.
Бесплатно
Тополевые насаждения, скрытоживущие насекомые-филлофаги, повреждение листьев насекомыми
Статья научная
В городе Красноярске исследования комплексов дендрофильных насекомых проводились еще в конце ХХ в., таким образом, существует потребность в современной оценке состояния городских зеленых насаждений. Целью наших исследований было выявление комплекса скрытоживущих насекомых-филлофагов тополевых насаждений на территории города Красноярска и проведение оценки поврежденности ими листьев тополей. Сбор и учеты численности насекомых проводились на семи пробных площадях в течение лета 2016 г. Неповрежденные и поврежденные листья учитывались на концевом участке ветви длиной 50 см. Всего было проанализировано 3620 листьев. Выявлен комплекс скрытоживущих видов насекомых – минеров, галлообразователей, трубковертов. Видовое разнообразие энтомокомплекса низкое. Повреждаемость листьев галлообразователями и трубковертами в среднем по городу – 2.5 и 1.1% соответственно, минерами – до 10 %. Обнаружены статистически значимые различия в долях неповрежденных листьев в разных районах города.
Бесплатно
Три парадигмы изучения мира (взгляд экологов)
Статья научная
Еще в 1948 г. У. Уивер (W. Weaver) обращал внимание на проблему Complexity. Активное изучение этой проблемы началось в конце ХХ в. в работах И. Р. Пригожина (I. R. Prigogine) и Г. Хакена (H. Haken). В статье дается и третья трактовка Complexity с позиции статистической неустойчивости любых выборок биосистем (заметный вклад в осмысление и математизацию этой парадигмы внесен В. М. Еськовым и его последователями). Это так называемые системы третьего типа (нет повторов начального состояния, вектора текущего состояния и конечного состояния; все уникально). В этом случае Complexity выходит за рамки детерминизма и стохастики. Обсуждаются некоторые экологические примеры.
Бесплатно
Тромботические свойства некоторых азотсодержащих соединений
Статья научная
Среди лекарственных средств, применяемых для регуляции процесса свертывания крови, довольно большая часть содержит аминогруппы или четвертичные атомы азота. С точки зрения влияния на коагуляционные свойства крови их количество и пространственная организация имеют первостепенное значение для реализации физиологических функций организма. Поэтому изучение механизмов активации процесса тромбообразования у различных видов является необходимым условием создания новых лекарственных препаратов подобного действия. Кроме того, в повседневной жизни мы сталкиваемся не только с лекарственными средствами, но и другими веществами, также имеющими в своем составе аминогруппы или четвертичные атомы азота, в частности с различными пищевыми добавками, компонентами бытовой химии, поллютантами и др., что, несомненно, вносит в рассматриваемую проблему экологический аспект. В настоящей статье исследована in vitro способность различных азотсодержащих соединений (предельных, ацетиленовых, ароматических и гетероароматических аминов, их гидрогалогенидов и четвертичных аммониевых солей) ускорять коагуляцию (свертывание) крови мышей. Она зависит не только от кислотно-основных свойств соединений, поскольку ею обладают также гидрогалогениды аминов и четвертичные аммониевые соли, не участвующие в кислотно-основных взаимодействиях. Максимальный эффект проявляют вещества, содержащие в своем составе октильные заместители нормального строения. Возможно, при усилении процесса свертывания крови координационная способность лигандов с н-октильными группами по отношению к Fe(II)-протопорфирину IX, входящему в состав гемоглобина, также играет важную роль. Ввиду того, что многие медицинские препараты (особенно вводимые внутривенно) являются аминами, их солями или четвертичными аммониевыми солями, мы обращаем внимание, что значительная их часть при длительном использовании может увеличивать риск тромбообразования, даже если в настоящий момент подобные эффекты для них не описаны. Высказывается предположение о возможности использования подобных соединений в качестве потенциальных составляющих лекарственных средств для лечения заболеваний (например, некоторых видов гемофилий), связанных с пониженной способностью крови к свертыванию.
Бесплатно
Статья научная
Изучение трофической связи животных и сорных растений актуально для понимания процессов, происходящих в популяциях при различных сукцессиях. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых, экологически чистых кормовых рационов продуктивных животных. Цель – исследовать трофическую зависимость перекисного окисления липидов (ПОЛ), активность супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы в плазме крови кролика от потребления им некоторых сорных растений. 50 % грубого корма опытных животных заменяли на вьюнок полевой, тростник обыкновенный или бодяк полевой, в остальном рационы животных совпадали. Для анализа использовали плазму крови. Определяли спектрофотометрически уровень ПОЛ, активность СОД и каталазы. Показана зависимость от типа питания ПОЛ и активностью оксидоредуктаз. Так, при использовании в составе сочных кормов и особенно сена вьюнка наблюдается снижение продуктов ПОЛ, активность СОД и каталазы. Выявлена способность вьюнка влиять на баланс антиоксидантной защиты и снижать окислительный стресс.
Бесплатно
Статья научная
В последние годы жители Карелии стали сообщать о находках ужей на своих приусадебных участках. Ужи отмечены даже севернее г. Петрозаводска. Можно утверждать, что за последние 10 лет ареал обыкновенного ужа в Карелии сместился к северо-востоку на 100 км.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Статья научная
Одной из современных экологических проблем является распространение чужеродных видов беспозвоночных, в частности представителей тропических водоемов, в несвойственных им условиях среды. Экспериментально установлены значения нижней летальной температуры (НЛТ) для Melanoides granifera - тропического брюхоногого пресноводного моллюска, как представителя инвазионной фауны. Определяли НЛТ при двух температурах акклимации и разном времени экспозиции. С уменьшением температуры акклимации отмечено снижение значения НЛТ и точки холодовой смерти. При 8-часовом времени воздействии пониженных температур и акклимации при температуре +20˚С значение НЛТ составило +8.4˚С, при акклимации к температуре воды +18 - +7.3˚С. При увеличении времени воздействия до 168 часов при температуре акклимации +20˚С значение НЛТ составило +13.3˚С. Изучение динамики выживаемости моллюсков при пониженных температурах показало закономерный рост процента гибели особей по мере увеличения времени воздействия. Однако выявлено, что они способны сохранять жизнеспособность в течение 168 часов в осушенном грунте с влажностью 20 %. Отмечено, что при постепенном осушении грунта моллюски способны выживать при снижении влажности грунта до 2 %. Показано, что при действии пониженных температур вероятность выживания моллюсков в обсыхающем грунте выше, чем в обводненном, что, вероятно, связано с их переходом в состояние биологического покоя. Полученные результаты свидетельствуют, что низкие значения температуры среды в осенне-зимний период могут стать основным фактором, ограничивающим инвазию Melanoides granifera в естественные водоемы средней полосы России.
Бесплатно
Факторы возникновения очагов местной малярии на территории Вологодской области
Статья научная
Малярия – одно из наиболее распространенных инфекционных заболеваний на Земле с высоким риском смертельного исхода. В Вологодской области малярия как массовое заболевание была ликвидирована в 1958 г., и на территории регистрируются только завозные случаи. Сегодня вероятность развития местной малярии сохраняется. Малярийные комары распространены на всей территории Вологодской области. Каждый год отмечают завозы малярии из других регионов. Данные, относящиеся к концу XIX века, свидетельствуют о значительной заболеваемости малярией на территории современного Устюженского района: регистрировалось до 300 случаев болезни в год. В начале XX века заболеваемость достигала 40 тысяч случаев. Появлению местной малярии способствует высокая численность малярийных комаров в районе населенных пунктов, расположенных на Волго-Балтийском канале и Северо-Двинской водной системе. При появлении лиц с трехдневной малярией, оставшихся без внимания врача, возможно, что определенное время инфекция будет существовать незамеченной. Завозные случаи могут спровоцировать очаг постликвидационной малярии, который будет иметь характер вспышки. Наиболее вероятными территориями потенциального риска возникновения малярии сегодня являются населенные пункты, расположенные вдоль Волго-Балтийского канала, и крупные административные центры – города Вологда, Череповец и Великий Устюг.
Бесплатно
Феномен псилотермии и его значение в биологии позвоночных животных
Статья научная
Анализ конкретных данных по температурам тела, принципам организации термобиологических статусов в разных группах позвоночных животных дал возможность выявить и описать базовое свойство позвоночных, ставшее организующей силой их биологии, начиная с рептилий. Это псилотермия - терморегуляционная реакция, направляющая животных повышать температуру тела (обычно выше 28-30°); также это тип термобиологического статуса, при котором животные постоянно или часть времени в сутках поднимают и удерживают температуру тела выше 28-30° посредством тепла, поступающего или извне организма («относительная» эктотермия, брадиметаболическая псилотермия, «потенциальная теплокровность» современных рептилий), или изнутри - эндогенным термогенезом (мезометаболическая и тахиметаболическая псилотермия, т. е. разные степени проявления эндотермии у многих вымерших групп рептилий - архозавроморфов, архозавров, динозавров, развитых териодонтов, а также у птиц и млекопитающих). Альтернативой псилотермии и исходным состоянием является хамилотермия - тип термобиологического статуса, при котором у животных не проявляется реакция псилотермии, в результате чего они имеют температуру тела, мало отличающуюся от температур внешней среды, чаще всего ниже 28-30°; таковы рыбы и амфибии. Описанный нами механизм псилотермии является важнейшим, базовым, фундаментальным свойством высших позвоночных животных.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены основные фенотипические характеристики - морфологическое разнообразие и темп роста леща из р. Печора, являющейся крайней северо-восточной границей нативного ареала данного вида. Показана область его распространения на территории европейского северо-востока России. Выявлено, что наиболее оптимальными местообитаниями леща в бассейне р. Печора является придаточная система - многочисленные шары (протоки и рукава) и курьи (неотшнурованные старичные водоемы) нижнего течения. Предполагается, что этому способствуют их благоприятный температурный режим и хорошо развитая кормовая база, что подтверждает анализ размерно-весовых характеристик. Показано, что статистически значимые различия в средних значениях меристических показателей выборок леща из русел рек Печора и Вычегда отсутствуют. Уровень внутрипопуляционного морфологического разнообразия, установленный с помощью показателя «µ» Животовского, также указывает на фенотипическую идентичность исследованных группировок. В качестве основной причины низкой величины изменчивости предполагается устойчивая фенотипическая (генотипическая) структура данного вида. Возможно, не менее важным фактором является малое время изоляции изучаемых популяций леща.
Бесплатно
Фенотипическое разнообразие чужеродных видов при разных механизмах вселения в бассейн р. Вычегда
Статья научная
В работе представлено описание морфологического разнообразия чужеродных для бассейна р. Вычегда популяций белоглазки и ротана-головешки. Их вселение произошло в результате разных механизмов инвазии - самостоятельного расселения и акклиматизации. Показано, что белоглазка широко распространилась по магистральному руслу р. Вычегда, вплоть до верхнего течения, а акклиматизированный ротан обитает в нескольких пожарных водоемах дачных обществ в районе среднего течения реки. Сравнение морфологических описаний выборки белоглазки с ее номинативной формой позволило установить более широкий размах изменчивости количества лучей в анальном плавнике и тычинок на первой жаберной дуге. Для ротана также отмечено большее число лучей в грудном и спинном плавниках. Данные изменения можно расценивать как результат адаптации исследованных популяций чужеродных видов к обитанию в условиях приобретенной части ареала. С помощью показателя µ Животовского выявлен сходный уровень внутрипопуляционного морфологического разнообразия выборок ротана и белоглазки. Это может указывать на общность протекающих процессов при вселении вида на новую территорию. Однако частота асимметричного проявления на признак в выборке ротана оказалась высокой (4 балла) и соответствовала уровню значительного отклонения от нормы. На основании проделанной работы выдвинута гипотеза о том, что популяция, формирующаяся из небольшого числа особей в водоеме малой площади, испытывает большее воздействие экологических факторов на период раннего онтогенеза по сравнению с самостоятельно расселяющимися по руслам рек видами. Предполагается, что в основе данного процесса лежат эффекты «основателя» и «горлышка бутылки».
Бесплатно
Фитопланктон как показатель экологического состояния реки Маны (Красноярский край)
Статья научная
По результатам исследований фитопланктона р. Маны (Красноярский край) в 2021–2024 гг. дополнен его видовой состав, установлена таксономическая структура, доминирующие комплексы водорослей, численность и биомасса, индексы биоразнообразия. Идентифицировано 159 видовых и внутривидовых таксонов водорослей из 7 отделов, основу видового богатства (67.92 %) создают диатомовые водоросли. Доминирующий комплекс фитопланктона формируют случайно-планктонные виды диатомей, безгетероцистные цианопрокариоты, мелкоклеточные зеленые и золотистые водоросли. Индексы биоразнообразия фитопланктонных сообществ свидетельствуют о низком уровне видового разнообразия и средней сложности их структуры. Трофический статус реки преимущественно соответствует олиготрофной категории с переходом к мезотрофной в 2021 году. Качество воды варьируется от 1-го класса «предельно чистая» до 3-го класса «удовлетворительная чистота». Экологическое состояние р. Маны в целом оценивается как удовлетворительное с наличием некоторых негативных процессов, вызванных повышенным антропогенным воздействием.
Бесплатно
Фитотоксичность цезия для ряски малой Lemna minor L.
Статья научная
Загрязнение радиоцезием поверхностных водоемов является одним из наиболее опасных для биоты и человека. Двойственность токсического действия радионуклидов на живые организмы выражается в совместном влиянии радиации и химического агента в виде ионов тяжелого металла. Исследование реакции растений на стабильный цезий актуально для раскрытия механизмов действия радиоактивных изотопов, а также поиска эффективных фиторемедиаторов загрязненных участков водных объектов. В данной работе изучена фитотоксичность цезия для свободноплавающего пресноводного растения ряски малой (Lemna minor L.). Лабораторную культуру выращивали на среде Штейнберга с добавлением 0.17; 0.51; 0.85; 1.19; 1.36; 1.53; 2.55; 3.4 ммоль/л цезия. Через семь дней после начала эксперимента подсчитывали удельную скорость роста, число растений с хлорозами и некрозами, среднюю площадь поверхности фронда. Биохимические показатели (сумму хлорофиллов (a + b), каротиноиды, малоновый диальдегид) определяли через четыре дня после начала эксперимента. Стабильный цезий в концентрациях, встречающихся в природе, нетоксичен для ряски. Цезий в миллимолярных концентрациях оказывал тормозящее действие на удельную скорость роста, приводил к сокращению средней площади фрондов, появлению растений с хлорозами и некрозами. Высокие концентрации цезия обладали прооксидантными свойствами, увеличивая перекисное окисление липидов мембран, что подтверждалось возрастанием содержания малонового диальдегида. Воздействие цезия привело к снижению концентрации хлорофиллов (a + b) и каротиноидов до 20 % от уровня контрольных растений. Результаты исследования подтвердили возможность использования Lemna minor для фиторемедиации загрязненных радиоцезием водоемов.
Бесплатно
Формирование флуктуирующей асимметрии в процессе индивидуального развития Вetula pendula
Статья научная
Формирование величины флуктуирующей асимметрии в течение индивидуального развития особей исследуется на примере листовой пластинки березы повислой (Betula pendula Roth) с о. Климецкий (Онежское озеро, Республика Карелия). Установлена достоверная зависимость уровня асимметрии метрических вегетативных признаков от стадии морфогенеза листа – показатели изменяются в течение вегетационного периода года. Возрастное состояние березы повислой оказывает статистически значимое влияние на величину ее флуктуирующей асимметрии. При этом тренды изменчивости уровней асимметрии в течение онто- и морфогенеза особей и их органов достоверно отличаются у разных групп признаков. Пять изученных свойств листовой пластинки были сгруппированы в три характеристики с разной реакцией на их развитие. Модель «компенсаторного роста» соответствует установленным закономерностям в изменчивости показателей асимметрии в процессе индивидуального развития березы повислой.
Бесплатно
Формы нахождения радионуклидов уранового ряда в листовом опаде деревьев семейства ивовые
Статья научная
С целью прогнозирования барьерных функций компонентов природных экосистем в миграции радионуклидов исследованы формы нахождения U, 226Ra и 210Pb в свежих листовых опадах ивы и осины, собранных на загрязненной вследствие добычи радия таежной территории. В ходе эксперимента указанные радионуклиды экстрагировали из образцов опавшей листвы последовательно дистиллированной водой (водорастворимые формы), 1М ацетатом аммония (рН 7) (обменные формы) и 0.1М раствором серной кислоты (кислоторастворимые формы). Установлено, что исследуемые радионуклиды существенно отличаются степенью экстракции из листового опада. После всех этапов экстрагирования в опаде сохранялось 64-84 % 226Ra и 85-88 % 210Pb от их исходного валового содержания. Среди подвижных форм нахождения радионуклидов для радия была наиболее характерна обменная (12-20 %), а для свинца - кислоторастворимая (8-9 %). Количество извлеченного из опада урана по сравнению с этим было выше. После всех этапов экстракции доля неэкстрагируемого урана составила 6-14 % и 20-23 % в случаях ивы и осины соответственно. Результаты эксперимента свидетельствуют, что при радиоактивном загрязнении территорий таежной зоны листовой опад исследованных представителей семейства ивовых является хорошим временным депозитарием 226Ra и 210Pb. В то же время для урана ожидается относительно быстрое возвращение из ивового и осинового опада в абиотические компоненты окружающей среды. Полученные результаты, принимая во внимание степень накопления исследованных радионуклидов в зеленой массе древесных растений, их широкую распространенность в тайге, а также возможность ветрового рассеяния листового опада, дополняют данные, необходимые для прогнозирования миграции и концентрирования естественных радионуклидов уранового ряда в загрязненных таежных экосистемах.
Бесплатно
Фрактальные методы анализа структуры сообществ
Статья научная
В основе разнообразия жизни и сложности экосистем лежит порядок, обеспечивающий функционирование фундаментальных физических и биологических процессов. Степенные законы описывают эмпирические отношения масштабирования, которые интерпретируются как количественные характеристики биоразнообразия. Для этих целей используются представления о самоподобии и элементы фрактальной геометрии. Самоподобие предполагает, что копирование и масштабирование некоторого «эталонного» образа позволяет природе легко создавать сложную многомасштабную структуру. Реальные объекты имеют довольно четко ограниченный интервал масштабов, в которых они проявляют свою фрактальную природу. Степенные законы позволяют осуществлять экстраполяцию и прогнозировать в широком диапазоне масштабов. Некоторые из них представляются универсальными и встречаются практически во всех таксонах организмов и типов окружающей среды. Дано краткое жизнеописание выдающегося математика, создателя нового направления в геометрии – фрактальной геометрии, – профессора Бенуа Мандельброта (Benoît B. Mandelbrot, 1924-2010). Разработанная им теория фракталов оказала существенное влияние на разные области человеческой деятельности и знания – компьютерную графику, финансы, экологию и др. Наиболее общее описание внутреннего устройства самоподобных объектов позволяет дать теория мультифракталов, характеризуемых бесконечной иерархией размерностей. Рассмотрены отличия монофрактального и мультифрактального подходов. При применении мультифрактального формализма к структуре сообщества, это сообщество рассматривается как множество, состоящее из отдельных фрактальных подмножеств, которые можно интерпретировать как совокупности особей, относящихся к видам со сходной представленностью. Для таких подмножеств можно вычислить фрактальную размерность, которая и будет характеризовать видовое разнообразие. Обсуждаются результаты применения правила Виллиса к анализу таксономического разнообразия флоры Cамарской Луки (бассейн р. Волги). Утверждается, что закономерности, выявленные для мультифрактального спектра видовой структуры сообщества, в известной мере, сохраняются и для спектра родовой структуры.
Бесплатно
