Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИХ И РАДИОХЕМОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ У ЮРСКИХ ВОДОРОСЛЕЙ

ВАК РФ 03.00.18, Гидробиология

Автореферат диссертации по теме "ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИХ И РАДИОХЕМОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ У ЮРСКИХ ВОДОРОСЛЕЙ"

Я -1ШЭ

ВСЕСОШНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

СЕльскохоачйствЕнаой радиологии

ГОСАГТОПРОМА СССР ■

Ня правах рукописи

ДЁМИНА Инна -Васильевич

УДК 574/577:539.16:562.26/.27(26)

ИЗУЧЕНИЕ РОЖ «ЕНОЛЬНЫХ СОЦДИНШИЙ В РАДИОБИОЛОГИЧЕСКИХ И РАДКОХЕМОЭШЮ ГИЧЕСКИХ Д1РОЩКСАХ У ЮРСКИХ ВОДОРОСЛЕЙ

Специальность 03.00. ОХ-р-щнобиология, 03. 00.18-гидробиология

Автореферат .

диссертация на еоисгчние учёной степени кандидата биологических няук

Обнинск 1986

Ряботя выполнена в отделе радиационной и химической биологии Института биологии вжнда мовейим. А.0.Ковалевекого АН УССР

Научный руководитель:

Официялънме оппонента:

член-корреспондент АН УССР, доктор биологических няук, профессор Г.Г. ПОЛИКАРПОВ

лактор биологических наук, профессор Н.В, КУЛИКОВ кандидат биологических наук В.Л. ЕГОРОВА

Ведущее учретщение:

Институт эволюиионноЯ морфологии и экологии животных АН СССР ии. А.Н.Северыева■

Зящитв состоится "17

1Я&7 г.

нп заседании специялизировпнного совета К 120.61.01* при Всесоюзном няучно-иссл едователъскои институте сельскохозяйственной радиологии Москва-Центр, ул. Белинского, 4, комн. 300).

С диссертацией можно ознакомиться я библиотеке Всесоюзного НИИ сельскохозяйственной радиологии. Отзывы ня автореферат просьбч направлять по адресу: 249020, Калужская обл., г. Обнинск, ВНИИСХР, специализированный совет.

Автореферат разослан:

К,

Н.И.Сянжяром

ОЕВДЯ 1АРАКГЕГИСЛИКА РАБОТЫ Дк.падыюсть работы. Появление в природе такого антропогенного фактора, как нскусствеинне радионуклиды, а таим прогрессн-руадее загрязнение гидросфер! промышленными отходами, содержащими среди наиболее распространениях токсических веществ фенолы и . тяжелые металлы, поставило перед радиоэкологами задач; со изучению процессов накопления радиоактивных веществ морскими- гидробионта-ми из среди* загрязнение! названными токсическими веществами, т.е. в условиях их комбинированхого действия.

Интерес к фенолышм соединениям вообще, а их биологическом; действию в частности, вызван всеобщим распространением их в растительном и животном мире, наличием у этого класса веществ с достаточно высоко! и разнообразной биохимической, физиологяческоА н токсикологической активностью (За прометав, 1974,Барабой, 1976). Ивогиы из них присуща антиоксидаптная активность. Этим объясняется способность фенолов образовывать комплексные соединения с ионами металлов и тем самым связывать активизирующие аутоокисление агенты (Барабой, 1976, Веидре, Кирсо, 1976, Эмануэль, 1983). Фе-вольдые -соединения определяют радиочувствительность организмов, вмступая'в роли сенсибилизаторов и радиопротекторов (Кузин, 1966, 1975, 1976, Кудрятов, Гончаренш, 1970, Се1себаев,Вайбекова,1979).

В настоящее время фенолы как аллохтонвого, так и автохтонного происхождения в повышенных концентрациях повсеместно встречается в морях и океанах, загрязняя их акватории.

В токе время, ядерные испытания, быстро развивапдаяся атомная энергетика, космические полеты о радионуклидннми источниками, все распрострзвящееся использование нонизпрущего излучения в медицине, сельском хозяйстве, технике и других отраслях народного хозяйства - все эти области нуждается в дальнейшей разработке проблемы действия иониаиругаей радиации на живые организмы . при

услохвягщихоя условиях охрухапце! средн. Дня понимания поведения -химических контамннавтов вполне прняохвми освоение понятая к крин-пш, разработанняе к применявшие, в радиобиологии я радиохемоэко-догжи морских организмов (Поликарпов, 1964» 1972, IS6I; о«5и111тва, 1971; Анолэ, 1ЭТ4).

р Цедьп настоящей работы являлось

изучение оововвях заковомерносте! накопления ряда нскусственамх радионуклидов морскими водорослями -макролитами в условиях комбинированного действия фенолов, внепнего гамма-облученяя. сероводорода к тяхелмх металлов. ' ■ .

Для осуществления его! цели бшш сформирована следящие зада«:

I.. Установять динамику накопления фенола г Г^С морскими макро -фятами при ихвнешнем J* - обличена и и без вето в различные се-эонм года.

. Z. Выявить деХствив коаизврувде* радяакюг на фенолъви& состав наиболее распространении! в Черном море водорослеЯ - Cyatoaoira barba*«, Ulra rígida.

З^Иаучшть процессы концентрирования 109 Cd водорос-

лями при ввеонем f -облучении, в присутствия фенолов автохтонного х аллохтонаого происхождения*

4. Установить степень токсического действия фенолов в тяжелее металлов (в отдельности к при их комбинировании) ва вакопле-ние^аг,3^. 10ЭС4, .2««.

5. Исследовать комбинированное действие фенола ж сероводоро-, да ва акхуиуляцис ""Hg червоморско! водорослью Cyatoaeir»

раучваа новизна. В работе впервые предпринята попытка изу-' чения комбинированного действия радиационного и химического факторов (фенолов» сероводорода я тяжелых металлов) на уровне накоп-

ления ряда искусственен* радионуклидов мореками ыакрофатами,-.

Комплексные исследования этих механизмов позволили подучить материалы, основными из которых являются следящие:

1) Ваервне получены давние по .действию внешнего ^ -облучения на фенолышй состав морских водорослей.

2) Оценено влияние фенолов автохтонного в аллохтонвого про- -похождения вместе с ионизирутаей радиацией на концентрирование радионуклидов морскими растениями.

3) Исследованы уровни накопления радионуклидов макрофагами в условиях комбинированного загрязнения морской среды феволами в металлами. .

4) Получена данные по накоплению ртути в условиях сероводородного заражения морской среди.

Практическая ценности. Сделанные в работе выводи могут быть использованы для решения ряда вопросов, связанных с контролем в предотвращением загрязнения водное среды радиоактивными и дру-. гими токсическими веществами (фенолы, тяжелыз металлы). Определены коэффициенты накопления ртутя водорослями в условиях сероводородного заражения морской среды, что особенно важно для бассейна Черного моря»

Практический интерес может дредставлять изучение фенольных соединений морских макрофигов, содержание которых значительно возрастает при внешнем Ц* -облучении с послепупцяма рекомендациями использования морских водорослей-макрофитов в качестве источников' получения ценных феиольных соединений для применения , " в фармацевтическоЗ,пищевой промышленности я медицинской радиология.

Эти данные могут быть полезны также при разработке и осуществлении биологического мониторинга в районах АХ и морских прибрежных экосистемах.

• Арробаднз,,ра,б<^'я. Материал» джссертавди были представлены на 24 Всесоюзном гидрохимическом совещании (Новочеркасск, 1375), на БоесовэяоЯ вояференции молодке учеыих-охеанологов (Мэсхва, — 1976)* ва III Всесоюзной совещании со wopcKot адьголопга-мвкро-фитойентосу (Севастополь, 1979), ва U Всесоюзном симпозиуме по фенольн»! соединения» (Ташкент, 1962), ва II Всесоювом съезде океанологов (Ялта, I9Ö2), ва конференции по кавцерогевнкм веществам во внутренних и внешних водоемах (Москва, 1962), на вауч-нопрактжчесжоЯ конференция, посвященной 200-летию города-героя Севастополя (Севастополь, I9Ö3), на Всесоюзно! конференция по малым дозам жонизирувдей радиации (Севастополь, 1984), яа научно-координационном совещании "Геветяхо-бнохямпческие аспекты -рашоустойчквости культурных растении" (Обнинск, 1965).

SjfifflSSBBS* Основное положения диссертации опубликованы в 16 печатных работах.

Диссертационная райота состоит из введения, 5 глав, за -Ключения и выводов,, излажена на 162 страницах машинописного текста, включает IS таблиц и 25 рисунков. Список использованной литературы содержит 328 ист чинков,в т.ч. 104 зарубехных.

ШШШ ' И МЕХОМ ЖСЩЩШЯ

Объекты исследования - ыакро$итап бурые водоросли циотозира Cjatoeeira barbeta, саргасс Sarga«»ua Hjatix, джкт'оптеряс Diotjro pteria membranacsa, верноцаотио Morlooyatl» luetk»anai вехеные водоросли ульва Ц1та faaoiat»,Ulva rigIda, КОдяум Codiim Ysrml-larla, «втероморфа EatM-oaorpha olatbrateptpaCBa« водоросль XB- . лопитио Eaiopitja pina»tyoid«a и цветковое морское растение воет ера Zoatara m&rina.

В опнтах использовали вегетационные оосудн. Пео<3 ходим! объем воды рассчитывали таким образом, «годы концентрация радио-

нуклида в.воде оставалась к концу опита на уровне, близкой к стационарному, я обеспечивала достаточную скорость счета препаратов,- В раэкнх экспериментах объем морской воды варьировал от 3 до 10 литров.

Исследуемые соединения». Для экспериментальных работ применялись вахвые в разных отношениях искусственные радионуклида:

са — £ излучатель, один из вакнеВшхх радиоактивных за -грязнятелей окрухахщей среди. Активно включается в биологический круговорот, мигрирует по биологических цепочкам, в том числе, которые замыкаются человеком.

^Зг - ве только освовноЯ представитель искусственных радиоизотопов II группы, во и один:из наиболее вакних в биологическом отношении компонентов среди продуктов деления (Поликарпов, 1964). Радиоактивные изотопы стронция является основными компонентами радиоактивных осадков, сопровождениях ядерные взрывы, я их токсичность в 25 раз больше токсвчностя.других продуктов ядерямх взрывов.•

^Пе § - излучатель,; изотоп с наведенной радиоактивностью,

входит в состав радиоактивных продуктов при ядерных взрывах в в состав отходов ядерных силовых установок, а также служит радиоактивным индикатором стабильной ртути, являткмся сильным токси-кантом-загрязвителем водной средн.

— входит в состав продуктов активации, которые в ряде случаев ставят серьезную задачу при спуске отходов атомных реакторов в водоема; как это было, например, при загрязнении р.Колумбии сбросами атомных заводов в Хенфорде,

109са - изотоп, присутствие которого в водной среде (наряд; с радионуклидами цинка и фосфора) отмечено щ>я подводных взрывах ядерного оружия. Кроме того, 109са радиокндикатор сильного токсиканта - кадмия.

204 II - наиболее вами! радиоактивный изотоп таллия, используемый в качестве меченого атома стабильного элемента. Кроме того, вследствие сходства химических свойств и величины хриоталличе -ского радиуса ионов таллия в калия, таллжй ведет себя в организме подобно калии.

Из токсических соединений Овлн использовав» фенольнмв соединения, наиболее часто встречввдиеся а загрязненных участках море! и океанов, а именно: фенол, гидрохинон, флороглщин. Из солей тяжелых металлов использовали соли азотнокислого свинца и взотио -кислой ртути, хлористый кадмий.

исследования. В своих исследованиях по действии физн-ко-хнмических факторов на аккумуляции радионуклидов водорослями основывались на радиоэкологических принципах и радаохемсэкологи-'. ческхх подходах (Поликарпов, 1964, IS72, 1973, 1961). Метода-изучения накопления радионуклидов состояли из нескольких этапов: приготовление растворов изотопов, выбор достаточного объема морской воды, подготовка макрофитов к опыту, отбор проб их обработка и Bit-бор метода рацнометрирования.

Измерение проб о осуществляли на анализаторе НС -482В

со сцинтидяторсм ИЬ — 108/9 - 5 (кристалл tiaY 20x20). Измерение р - радиоактивности проб проводили на торцовом счетчике . СЕГ-13 в свинцовой защите (окно 5 мг/см2) о пересчетно! установкой Ш-16.

Критерием ответной реакции водорослей ва действие ^-облучения к токсикантов олукило изменение коэффициентов накопления изучаемого радионуклида, которые определялись как отношение элемента

(изотопа) в махрофитах и воде:

Ст

где Cj и С.2 - ковцевтрация изотопа в ги.дробионте и водной среде.

Еоаффициеиты накопления выракали .на сир?» массу растений, ко- -торив отрахаи дейотвятакьну» роль макрофвтов в накоплении яки радионуклидов из морской средн.*.

Биохимические определения фенольиого состава водорослей проводили методами экстракции гомогенезированного сирого материала водорослей. Дня экстракции использовали подкисленный и очищенный от перекисей серняй вфир,.втиловый спирт, втилацетат (Чуковский,. 1971, Волыиец, Ыаттаков," 1973). Перевод фенольнах соединений в летучие производные осуществляли методом силирования с помощью' гексаметшфшсялазана я перидине (I : I). Полученные экстракты хроматографироваля на приборе "Двет-5". Условия разделения на' шименноиониз анионном детекторе хроматографа в режиме программирования температуры.

Индентификацпо фенодъних соединений проводили по температурам удерта&ения индивидуальных веществ.

При определении гидрохимических параметров <02 и Н^ з) в ак-варщиах использовала методВинклера я иодометричеекий метод соответственно (Руководство по морским гидрохидаческим анализам, 1959).' ' .

Облучение водорослей проводили однократно на облучателе ЛЕИ-Ш (цеаиевый) дозами от 10 до 200 Гр.

Статистическая обработка наблюдений заключалась в определении средних значений коэф^яциентов накопления, которые рассчитывали, всходя из нормального типа распределения варианта в выборках. Доверительные интервал» средних рассчитнвали с вероятностью 95*.

Математическая обработка наблюдений выполнена на ЭШ "Про минь" я "Наири-2".

- g> -

SfftRlTn HttfiarrA лудАЯ ЧАСТЬ • Актстиигяттия Фенола - II4C морским ^кроДятру. В ходе исследований повлияли» февоха на накопление радионуклидов водороо-дш бака научена аккумуляция самого фенола шкро$т;аын отдельно л в присутствии азотнокислого свинца. Использовал» мечена! фенол

гЩ. ■ -

В результате было выяснено, что фенол - 114С хорошо концентрируется как цнстозиро! я удьво!, так я востерой из Черного моря.

Полученные давние показали, что фенол с первых же часов наблюдения активно включается в процессы жизнедеятельности раотений. Равновесие процесса его накопления у у львы устанавливается уха ва вторые сутхя (коэффициенты накопления составляют 530). Усвоение фенола у цистозиры а эостеры идет постепенно в равновесны! режим достигается только к &-I0 суткам соответственно, коэффициенты накопления равен 300 в 600 соответственно. Необходимо отопить* что накопление фенола — 1^0 в значительной степени зависит от освещения. В темноте коэффициенты накопления у у львы а первые сутки мало отличались от'контрольных* и а последующие два они резко снизились до 200. Эксперименты о убитвин нагреванием водорослями показали, что коэффициенты накопления у убитой цжстозирн составляли воего 45-75, у у львы - 50-130, что указывает на способность Еодоросле! активно использовать фенол только при жязни, включая его в процессы метаболизма. Исследования, выполненные К.Завдель, о меченым фенолом* показали* что при введении его в корни и öa зальную мери. систему озерного, о последующей радиохроматогр&фяей вта-аольного экстракта, происходит полное его усвоение растениями. При этом были обнаружены меченые вещества о функциями неароматических соединений* свойственных для этого растения ( 3eid«l,I963, 1965, 1966) . Хороню включается фенол в сахара л другие оргаяжче-с кие соединения растительного организма (Чрикитявилм, 1976), Ш®-

Рис Л Накопление фенол* - 114С черноморской водороельв Oyatoeelra barbate. I - контроль; 2 - » присутствии азотнокислого свчнц». Кн - коэффициент накопления. .

сутствяе свинца во разному влияло на накопление фенола. Нажболь-ие! чувотвятельвостыо к его действию обладает цисюзира, в цельней степени ульва я тестера, (рис. I).

Накопдевие Фенола - о^дещдйд реойя^енвдЗ.р^този-ооД.Известно, что феволы относятся к чдслу наиболее важпях ве -щвств, определяших радиочувствительность растений. Выделенные es облученннх растений полифенолн обладает. радиомодифицирупцими свойствами (Кабиев, Баяцухажв, 1975; Куаин, 1966, 1975). Присутствие простых о-феволов в морских водорослях отмечено многими авторами (Fríes, IS7I; Барашков» 1972; Уткина, 1962). Это представляет несомненны* интерес дав решения вашей задачи, вами бшш проведет! о шин по вняснеяжю ч™«"» жошаярупцей радиация на накопление фенола — гшегозирой. Эксперименты проводили в разине сезоны года» н это четко отражалось да величинах коэффициентов накопления. Аккумуляция фенола - 114С в зимний период ваяменьеая. Коэффициенты вакопдеаия его в первые сутки составляли 3-6 н только к 12 я 19 суткам наблЕдеквЙ доотягали 120 и 206 соответственно Б летни! период коэффициенты накопления на 4 сут-' кя бшш равны 32В я на шестнадцатые достигали 616, Такое различие а процессах усвоения февола - водоросль» связано, по-ввдхшшу, с активностью хизнеанах процессов, резко отличащихся у водорослей в зимний я летшй неряодн (Калугива-IV тник, 1975).

Действие радиации на цистозяру в разные сезоны года проявлялись тажхе по разному, Коэффжциевты накопления фенола — у водорослей* собранных и облученных дозой 200 Гр в январе, ма-. ло отличались от контрольных веоблученвых и составляло к 12 суткам на&шденжя 140-150. Летом действие радиация в тех же дозах ■ проявлялось заметно. Коэффициенты накопления фенола у облученных водорослей по сравнению с контролем резко увеличивались ухе в нервна часы, достигая к восьим суткам - Ж4. Мокно предполагать»

что такое различав в концентрировании фенола как у ойлучевных, так и у неоОлутенннх водорослей, связано с пониженными процессами всех фегмевтативннх реакций у водорослей, в том числе я со степенью активности фенодусваквападх и федоокислящих систем (полифенолонсидаза, вероксидазв я др.) в зимннй период,, югорне легче активизируются летом и при облучении растений в.этот период, т.е. в период активно! фазы развития водорослей,

Д^етвие введшего облучение ра содержание беиаяьвыг соедирудч» »} воцор^^-дгдтг- В последние годи особенно во»-'

рос интерес к исследованиям, связанным о определением в расте-, нивх физиологически активных соединений, известных как эндогенные регуляторы жизненных процессов. Речь идет о таких природных фитогармонах, как ауксины, терпкноидн я феаольнне соединения. Вопрос о содержании фенолов я их действии в водорослях шло изучен. Тем не менее, проблема взыскания новых источников активных соединений природного происхождения в настоящее время представляет несомненный интерес*

При облучении биологических объектов как растительного,так и животного прожсхождеиия,в них возрастает количество фенольных соединений (Кузин, 1966,1976; Кошнов, 1966,1979; Крисов а, 1978; Сейсибаев, Байбекова, 1379),

Как следует из представленных вами хроматограи* (рис.2,3), имеется вполне определенное различие между веществами, выделенными ив облученной дозой 200 Гр и взойдучевной Ядотозиры. Особенно это касается вещества, отмеченного цифрой 5 и ивдеити$я-цироваиного, как феруловая кислота. Как н следовало ожидать,способ екстрапщи и выбор -аястрагента существенно влияет на о<4адй вид хрома тограмм,однако, несмотря ва разли тая,обу словленные эк-страгентом, влияние облучения проявляется отчетливо* При экстракции эфиром идентифидагроваяа гентиэиновая кислота. При испальэова-

иеобжучеяноИ ц*етоя«ры (схема 6)

Рис.3 Хроыатограмма экстракта из облученной цистоаиры » доае 200 Гр (схема Е )

sks втжладетата ва хроматогракмах отмечены р- и о-срезолы.

В облученной у льве идентифицировании галловая, гентизивовая сиваповая кислоты, которые ве характерна для хроматограмм необду-ченвой улъвв.

Таких образом, можно констатировать увехнчегав фенольных соединений Ери облучении водорослей дозой 200 Гр, присутствие предшественников которых отмечено многими авторами (Сузн, I9G8; Pries, ISTIf Зацрометов, 1971).

p^nr^wft fffffimero-. J*- облууанид ц- йенодьшд оовдщениД на ПУАГ^СТ"1 гатаядт*,Исходя из'того, что при действии лови-зирущего излучения в клетках растений увеличивается количество авдогенинх фенолов, вами была предпринята попытка последовательного изучения ад»«™* внешнего излучения и фенолов цистози-ра ва аккумуляцию ^Св черноморской ульвой*

Било установлено, что облучение дозой 200 Гр вызывает небольшую стимуляцию в концентрорсшанш ^7са ульвой. к 13 суткам эко-• перимевта устанавливается равновесие накопления при коэффициентах Э в контроле и 13 - в облученных водорослях** Фенольные соединения, выделенные при экстракции в©облученной цветозиры, не вызывали су' цественвото увеличения коэЗфщневтов накопления у ульвы. Экстракты,

выделенное из ойдученвой цистозиры вызывали стимуляцию накопления

147 ' '

Се в водорослях. Сочетание действия ионизиругаей радиации и

экстрактов, особенно из облученной цистозиры еще в большей степени способствовало включению в водоросли. Коэффициенты ва-кошения составляли 20 и 25 соответственно (рис*4)>. Подобные результаты баш получены ори изучении влияния внешнего ft -излучения и синтетического фенола на концентрировали е cd цисто-зирой. Присутствие фенола стимулировало накопление кадмия, тогда как облучение мало изменяло хозф&щиентн накопления. И в опыте, к в контроле они составляли £000. Совместное же действие иснизи-

дотавА радиации я фенола значительно увеличивало коэффициенты накопления, величина их достигала 8000 (рио.5).

Исследования, выполненные нами по действия внешнего $-излучения в фенола сннгегяческого производства не накопление 137Ся

вдгстоэирой, также показали стимулирующее действие иониэирупцей

тэт

радиация и фенола ва накопление с» водоросль». В контроле коэффициента накопления Сьиш равна II . Облучение дозой 10 Гр г фенол (5-10 мг/л) отполировало и включение в водоросли

ва 30 я 40J соответственно. Лоза 200 Гр о последующей добавкой фенола увеличивало коэффициенты их накопления ва 60 и 7Q£.

В отношении ульва действие ионизирущей радиация и фенола . на накопление было прямо противоположным. В первые семь \

суток коэффициенты накопления у облучении водорослей в нрисуг- ^ ствии фенола и без него мало отличались от контрольных, составляя 400-600. В последущие дли как февод к £ -облучение в отдельности, так я совместное хх действие угнетали процесс аккуму-109

дягои vCd водорослью.

Полученные данные позволят предполагать различные механизма влияния фенола ва облученные водоросли, относящиеся к разным типам. Еурве водоросли в большом количестве содержат вещества фе-нольвой природа, которые способны образовывать комплексные соединения с металлами. Известно такте, что во многих химических в биохимических системах, где образуется февоксильные в семихвао-новне радосады в присутствии гонов переходных металлов возможно образование вх комплексов (Худяков, Кузшш, 1975).

Теки* образом» февольные соединения бурой водоросли шгсто-sepu, количество которых увеличивается при облучения, способствует более прочному связыванию 10®са . я интенсифицируют его концентрирование. Зеленая водоросль >льва по своему химическому составу резко отличается от яиотозирн. .Небольшое количество фенолов.

-17 '

альгянатов .вероятно, обуславливает меньшее нажошение хек

в контроле, так к в опытах о облученной ульвой в присутствии фенола.

Вауотц^е таяиортклиаов вототюрддя в руг^тп^и» щ неяртадю; ш^пгг ти^гчвскнх загрязнителе!.'

Строддй-ЭО. с радиоэкологн ческой точки зрения представляют больной интерес данные по фенола ва вакопиенхе водо-

рослями, в особенности сапой массовой черноморское водорослью сто-то адроЁ. Как известно, 90гг является химическим аналогом Са.^Эг вместе с Сав результате жизнедеятельности растений участвует в процессах карбона тообра аования. В воде9°3г находится в основном в катионной форме, Ынгращюнная способность Зг достаточно/ высока, т.к. в пряродвнх морских акоснотемах содержится довольно высокое количество Са, чтобы препятствовать сорбции.®® 2г. Кроме того, в морской воде высока концентрация и стабильного стронция.

. В вагах опытах по выяснению влияния фенола (5 мг/л) ва накопление цнстозирой четко выявляется стимуллрувдее действие фенола на аккумдощвю этого радионуклида. Равновесны! реким его накопления как в контроле, так и в присутствии фенола устааавли-вается ва четвертые сутки наблюдений. Коэф&щвентн накопленяя в контроле составляли 67 , а в присутствии фенола — 107 *. Фенол в количестве 20 иг/л оказывал незначительное стимулиругщее действие при накоплении цнсюзирой. Коэффициенты его накопления были равна 7В.

Известно, что некоторые типы эодорослей содерлат л выделяет

органические вещества, которые способна вакоиплекгуовнвать многие

_ 10й

химические влементц.Так, отмечена разница при накоплении Ки нехотрыми. типами морских водорослей, например, ламинарией я ульвой, что обусловлено различием их биогеопшичеокого состава (альгнновая кислота, полисахариды я др.соединения). В;в они образую! о рутением устойчивый комплекс, что влияло ва пооледужвув

> I

Рис.4 Накопление I3f?Ce в интыстно* (I) * облученной в дозе

200 Гр С2) ульве, в присутствии экстракта из необяученной (3) и обличенной в дозе 200 Гр (4) цистсиир«, а тане при совместном действа« J*- овдучення и экстрвкта из необученной (5) и облученной (6) цистогири. Кн - хоаффи^мит накопления.

- и -

Рис.5 Накопление Cyntoeeira tarbeta,

I - контроль» 2 - в присутствии фенола! * 3 - облученной водоросль»; 4 - облученной водорослью в присутствии фенола Кн - коэффициент накопления

- сорбцию рутения песком на 70-80* (Громов, Сшгада, 1975). Вполне -возможно, что присутствие фенола в морской воде я довольно высокое его содержание в цистозяре способствовало более интенсивному

90

вкличенжю т3г в водоросли за счет образования хм комплексных соединений о феаоаами.

Рт^ть-2С0^ Поскольку фенольнве соединения, как правило, содрав охдаится образованием сероводорода в водоемах (Костяав, Лукина , 1972), вами было изучено комбинированное деХотвие этих соединений не накопление н& черноморской цистозирой. Концентрация фенола 5 мг/л о его ежедневной добавкой в начале эксперимента стимулировала накопление 20%в. В последующие дня наблюдений этот процесс несколько угнетался. Возможно, что это было связано как о ивгибжрупщш действием постоянно пржсутствупцего фенола,так ж о тем, что ртуть в морской вода, загрязненной фенолом, проходя через ряд химических превращений, в числе которых есть стадия образования комплексного соединении (С^)^ не * становится менее доступной водорослям, чем в ионной форме (Прокофьев,1961). Действие фенола в сероводорода ва накопление было идентичным, совместное их действие еще в больней степени угнетало аккумуляции Не цистоажрой. Образовали? детрита (в присутствии. сероводорода), сопровохдащееся увеличением его сорбционной способности по отноненх» к образущемуся радиоактивному сульфиду ртути, ведет х резкому увеличению коэффициентов накопления 203 не в детрите цжстозжрн. Коэффициенты ее накопления достигают 6300 в . присутствии фенола л сероводорода и 3600 в присутствии одного сероводорода.

ФосФур-Э^ Исследуя действие фенолов на процесса концентрирования меченых фосфатов представителями разных типов водорослей, мохво выделить довольно устойчивые виды к февольннх загрязнениям. В первую очередь, к таким видам полно отнести бурые водоросли.

Собственно фенол, в равной степени гидрохинон в фиороглщкн.в концентрации 10 кг/л, а танке ысесь »тих фенолов довольно активно стимулирует включение фосфатов в цистозжру. Известно» что гидрохинон, двухатомный фенол, является продуктом окисления одноатом-вого фенола, Бнолохяческая активность гидрохинона находится на одаом уровне с фенолом (Велдре ■ др., 1976). "Вполне возможно,*» смесь исследуемых соединений; -обладая одинаково направленным действием, шзтенси$яцирует накопление

Щ

в форме фосфатов сжстоэирой,

Набдцдавшееся вами явгибирование процессов накопления ыечепо-го фосфора у другого, родственного цпстоэирой вида водоросла-оар-гаса можно объяснить воздействием более высокой, вефизиологпчео* кой концентрацией фенола 18-36 мг/л. Зеленые водоросли, в частноо-ти, у льва, несмотря на овей более высокие сапробнне свойства, реа-rapjeT ва фенол снижением ховффщиевтов накопление в форме фосфатов,что связано, по-видимоц?, с биохимическим составом водорослей.

Комбинированное действие фенола н свинца на аккумуляцию фоо-фатов саргассами находилось в большой зависимости от солености воды, в черноморской воде (18°/оо) свинец, фенол и их совместное присутствие оказывала небольшое стимулирующее действие ва этот процесс* В океаанической воде (36°/оо) ахкукуляцая фосфатов в ирасут-ствшш свинца мало отличалась от контроля. Фенол ингибировал накопление фосфатов. Вполне возможно, что подобное действие фенола связано о тем, что в воде с высокой соленостью он обладает повешенной токсичность®. Свинец, обладая способностью образовывать комплексные соединении с фенолами, снижает ингабадопцее действие фенола (Барабой, 1975).

Последующе наблюдения по действии ртути ж фенола ыа аккумуляцию фосфатов щстоэжрой, в своп очередь, показали "обезвреживающее* действие фенола ва влияние соли ртути (Hgio^ ). Eon ртуть

- 22" ' , при отдельном ее внесения несколько тормозит накопление ( в форме фосфатов) в начале опыта и резко увеличивает его концентрирование в последупмв дня наблюдений ва счет гибели водорослей я образованна детрита, то в присутствии фенола этот процесо ждет медленнее*, вабл»дается равномерное увеличение коэффициентов накопления в более медленная гибель водорослей за счет бяхтержоциднях , свойств фенола. Ртуть, как отмечалось выше,по-видимому, образуя комплекс (С^Нд) д не , медленнее аккумулируется водорослями, я зудьтате чего токсический эффект ртути снижается, \

Накопление 3% зеленой водоросль® ульвоКв'щриоутствиж кадмия ж феноле. Наблюдается четкое стявдлированне в концентрировании 32Р в присутствии кадмия <500 мкг/л). Фенол несколько угнетает накопление фосфатов. Вполне возможно, как указывает многие авторн, это связано о тем, что целый ряд металлов, в том числе я кадмий, способны влиять на кинетику гибели промежуточных саыихявоновях радикал-ионов, образушкхся при окисления фенола (Худахов,К1вихн,1975). Гибель радикалов а присутствии солей кадмия, вероятно,я обуславливает подобное действие фенола. В тоже время известно, что жадкий способен к комшехсацня с гумивовшв веществами, в состав которых, как правило, входят фенольнне соединения, ц^сущие функциональные группы ОН (Пемковиак, 1981; ЦрковскнЯ, КазмэЧс. ,1561). Ваолве возможно , что в данном случае комплежсация кадмия о фенолом снижает токсичность фенола, т.е. эти соединения четко, как я ртуть, проявляет отрицательный сивергизы по своем; действию на накопление фосфатов водорослями. .

Таддйй-204. Таллий принадлежит ж числу рассеяниях элементов» Предполагается, что в трехвалентной форме он до 100 г/т может концентрироваться жвлезяо-иарганцевши конкрециями (Виноградов, 1967). Известно,что трехвалентный таллий весьма склонен к жомшюксообра-завани» (Сонгина,1964). Кроие того, в литературе имехтря сведения ,

о том, 410 вследствие сходства химических свойств ■ величины кристаллического радиуса .ионов таллии и калия, таяли! ведет себя в организме подобно калию ( Uulllaa, I960; Скульекий и др.;1972). Кшщ! в радиоэкологическом ¡»жжении интересен из-за его изотопа В тоже греми известно, что таллий* постуоащп! в водоема о отходами технической промышленности, является кумулятивным ядом и обладает довольно высокими токсическими свойствами (Грушю,1972).

Накопление таллия изучали на семи представителях бурнх*эеяеннх я красных водорослей Атлантического я Индийского океанов в присутствии свинца и фенола. Проведенные исследования показали* что изучаемые водоросли все в равной степени с невысокими коэффициентами накопления ( 30), подобно аккумулируют т1 и достаточно устойчивы к присутствию свинца и фенола. Более ранние исследования* проведенные с черноморской ульво!, также показали довольно ниэкую способность концентрировать 204ii , которнА, как считают исследователя* пассивно накапливается на внешней и внутренней поверхности, клеток. Присутствие в воде 2,4-дхнитрофеиола не оказывало угве-

204

твтоего действия на накопление ^^ Т1 водорослью (Поликарпов я др.,1972). Иолно предполагать, что »то связано со способностью -

204

si образовывать комплексные соединения как. о хлоридами морской воды, так и с используемым в наиих опытах токсикантом (Кот- * тон.Уилкжвсон, 1969; Южькин и др.,1976; Прйщенко и др.,1978).

Необходимо отметить, что более высокие концентрации фенола (18-36 мкг/л) снижали коэффициенты накопления, а убитые водорооли вообцв неспособны к аккумуляции 204 и. \

Таким образом,полученные нами данные по изучению комбинированного действия фенолов я металлов на аккуцуляцию радиоизотопов морскими макрофитами входят, составной часть» в научные разработки проблем ограни окру жадней среды от комбинированного загрязнения ее радиоактивными,кащерогеннЕ2ми я другими токсическими' соединениями.

НВОДИ:

I. Ионизирующая радиация изменяет качественны* к количествен-' нмй состав феиольньк соединений .цистоэиры (суэ*овв1га ЪагЪа-Ьа ) и ульви (УГга г1«1<1а ). При внешнем ^ -облучении доз о* 200 Гр в них возрастает количество феруловой и гинтезиновов кислот, появляется рядфенольных соединения, нехарактерных для неоСлученных водорослей.

Черноморские маярофмтн: ульва, цистозара и зостера в результате свое* жизнедеятельности активно усваивает фенол из морокой средн. Коэффициент» накопления составляют 400, 500 и 600 соответственно. Внешнее ¿'-облучение не влияет на величину коэффициентов накопления фенола в зимний период и увеличивает в 3 раза его накопление в летнее время.

3. ^са и в равно* степени накапливаются как цис-тоэиро!, так м ульвой: коэффициенты накопления циетоэирой к у львов равны 1200 к этими.же водорослями - 12.

в 5 раз больше накапливается циетозирой (Кд * 4000), чем ульвой 0^=800), усваивается макрофитами с невысокими коэффициен-

тами накопления (20-40).

4. Кониэкрукщая радиация и фенол, как в отдельности, так и

при комбинироваином их действии усиливают накопление ^^Сй у

цистоэиры в 1,5-Й раза и ингибируют ©тот процесс у'ульвы.в 3-4

раза. Действие внешнего ( -облучения и фенолов на аи^^ляцил 137

Са цистозирой и ульвой сопровождается увеличением коэффициентов его накопления в 2-2,5 раза,

5. Концентрация фенола 5 иг/л в морской среде увеличивает накопление ^зг в 2 раза, при содержании фенола 20 мг/л коэффициенты накопления мало отличаются от контроля.

6. Фенол ы его гомологи - флороглюцин и гидрохинон увеличивают коэффициенты накопления фосфатного у цистоэнры по сравнению с контролем в 2-4 раза.

7. Комбинированное действие феном и свинца нд водоросли * не-отличается от их действия по отдельности на ахкумуляцив водорослями фосфатного ' Ртуть я фенол при совместном их ~ присутствия в морской воде действует на накопление фосфатного

у цистоэмры как антагонисты, а именно: фенол ошмт токсичность ртути. В случае комбинированного действия кадмия я фенола на у льву, кадми* уменьшает ингнбнрукцее действие фенола, смесь

яг также вызывает отрицательный сииергячный аффект при концентр

траровании фосфатного Р ульвой.

8. Суммарный токсический аффект воздействия смеси фенола и сероводорода, на цистозяру выше воадействяя каждого яэ компонентов в отдельности, чю выражается в уменьшения коаффяциен -

РСЛ

тов накопления Не у живых водорослей я увеличении же при детритообразовании. Отмирание водорослей я поел едущее обраао -ваше детрита в воде, загрязненной фенолом, ртутью я сероводородом, приведите к реэкоцу увеличению коэффициентов накопления 203 Нг * фосфатного

9. Уменьшение солености водной среды в 2 рааа кнгябирует накопление фосфатного ^Р* океаническими водорослями: их коэффициенты накопления снижается в 2-3 рвав. Токсичность фенола в воде с повышенной соленостью увеличивается. Добавка солей свинца снижает токсичность фенола. •

Список работ, опубликованных по матера ел ом диссертации:

1. Демина Н.В., Поликарпов Г.Г. Влияние некоторых химических загрязнения на аккумуляцию 203 Не черноморской цистоэиро*. . /Л'адиохемоэкология Черного моря.-Киев, 1977.- С.132-1Э6.

2. Демина Н.В. Накопление фосфора-32 я таляия-204 водорос-

ляш Индийского океана в присутствия свинца и фенола. // Комплекс-вае исследования МГИ в Индейском океане.- Севастополь, I977.-C.l79-

Ш5.

3. Демина Н.В. Усвоение фенола - некоторыми макрофитама Черного шря. // Hay чн. дом. вестей школы: Ввод,, науки.-1977.-Jt 6. С. 37-100.

4. Рохвнсхая Л.И., Демина В.В., Пархоменко A.B. Влияние некоторых химических агентов ва накопление я ^а черноморскими макрофитами. // Гвдройкол.лурн. - 1978.-Т.14, * 3.- С.91-93.

5. Демина Н.В., Парчевокая Д.С. Комбинированное действие фенола и кадмия на накопление фоофора-32 черноморской ульвой. // 3-е Всесоюзное совещание ш . морской адьголодш-маврофитобевтосу; Тез. докл. - Киев, 1979,- С. 41-42.

6. Демина Н.В., Ледевжова Т.П. Влияние внешнего у- - облучевон на содержание февольных соединений я бурой водоросли Cyatoneire barbeta. // 3-е Всесоюзное совещание по морской адьгологии-макро-фитобенюсу: ТеЭ.докл. - Киев, 1979,- С* 40-41.

7. Демина Н.В., Ролансквя Л.И. Радиохемоэкологичеокие исследования со накоплению я Ioscd черноморскими макрофатеми. / Ред.хурн."Биол.науки" - М., 1979,- 10с.: ял.- Деп.в ВШИПД 39.11.79, Ä 4042.

8. Дедана Н.В. Адкуыудяция фосфора- 32 бурыми водорослями

Cyatoaeira barbeta Я Sargasaum hyatrir ИЭ М0рСХ0Й ВОДЫ В ПРИСУТСТВИИ : свинца и фенола. //Комплексные исследования Мирового океана; Тез.докл. Всеоопз.конф. мол,ученых-океанологов. - М., 1979, - T.I, - С. 206-209.

9. Демина Н.В. Накопление фенола -

iUc облученной я неойлу-чевной водорослью Сувtoeaira barbat®. // 1У Всесоюзный СИМПОЗИУМ ш фенольввм соерзюевяям. - Ташкент* 1902. - С.

10. Демина Н.В. Действие фенольвнх соединений на накояленле

фосфатов и калюя черноморскими водог «дями. // П Всесоюзная съезд океанологов;- Тез. докл.- Севастополь, 19В2.-Веш.5,ч.2.- С. 35.

IX. Демина Н.В. Совместное действие радиаоих и фенолов на аккумуляцию фосфора-32 черноморскими шхрофиташ. // 7-й съезд Украинского ботанического общества: Тез,докл.- Киев, 1982.- С.446.

12. Демина Н.В.,0 роли фенола, модификатора канцерогенеза в хеморадиоэкологических процессах у морских растений. // Канцерогенные вещества во внутренних и внешних водоемах. - Ы. 1962. — С. 31-33.

13. Демина Н.В. Накопление фенола - облученной и необлу-ченаой водорослью с^аto««ira barbat» в различные сезон« года,// Радиобиология.-К64,Т. 24*4— с. 563-565.

14. Демина Н.В. Влияние внешнего гамма-облучения и фенодьннх соединений на накопление цезия-137 морским; макрофагами. // Все- . союввая конференция во действию малых доз.понизившей радиации: Теэ.докл. (Севастополь, октябрь 1964). - Киев, IS64.- С. 54.

15. Демина Н.В. Экспериментальвое изу ченое аккумуляции трехвалентного таллия океаническими водорослями в присутствии фенола и ионов свинца. / Ред.журя. " Вист, науки".- м., 1965. - Sc.: ил.

- Jfen. в ШЕИТИ 21.08.85, * 6189.

ifi. lollkarpov Q.O., Egorov V,Н., DJemlna M.T.et Ml. Иеоа-niemfi of radio«cologic*! processes, their mo a« Is and radiation, effecta In the hyttroblonta Black Sea// Role of microerganiems on'.the behaviour of radlomclldae in 'aquatic end terrestrial aystenwi aad their transfer to Man t Pro«.Worchop,E5-27 Лрг.1934 Bruaeel e 84.-i. 51-5 2.

'.-am. # 439 Ей Ooti4I 36.ia.o6 г. т. 100 КМУ СПИ