Дополнительное свидетельство адекватности предлагаемых подходов для практических мероприятий по сохранению и улучшению качества воды получено при анализе качества вод в водотоках Северной Америки, загрязняемых диффузными источниками поллютантов (non-point sources of pollution) (Fisenko, 2004 [20]).
Вышесказанное целесообразно принимать во внимание в практической работе по охране водных объектов, в том числе при совершенствовании экологического законодательства.
В рамках научного обобщения новых фактов и анализа всей суммы существующих данных, выявление полифункциональной роли биоты (комплекса организмов) в самоочищении воды [5-18] дополнительно детализирует тезис В.И.Вернадского о том, что "Живое вещество…геологически…является самой большой силой в биосфере и определяет… все идущие в ней процессы" [1].
Благодарность. Автор благодарит В.В.Малахова, Е.А.Криксунова, Г.С.Розенберга, В.К.Жирова, Т.И.Моисеенко, С.В.Котелевцева, А.П.Садчикова, Г.Е.Шульмана, О.Г.Миронова, И.К.Тодераша, Е.И.Зубкову за обсуждение некоторых затронутых вопросов и критические замечания, Н.Н.Колотилову, А.А.Солдатова и Е.А.Соломонову за помощь в опытах, А.В. Клепикову за помощь в оформлении статьи. Часть работы поддержана грантом РФФИ по проекту 06-04-90824Мол_а.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. М.: Наука, 1991. 272 с.
2. Кураков А.В., Ильинский В.В., Котелевцев С.В., Садчиков А.П. Биоиндикация и реабилитация экосистем при нефтяных загрязнениях. М. : Графикон. 2006. 336 с.
3. Моисеенко Т.И. Методология и методы определения критических нагрузок (применительно к поверхностным водам Кольской Субарктики) // Изв. АН. Сер. географ. 1999. № 6. С. 68-78.
4. Морозов Н.В. Эколого-биотехнологические пути формирования и управления качеством поверхностных вод (региональные аспекты). Автореф….докт. биол. наук. М. МГУ. 2003. 53 с.
5. Остроумов С.А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. М.: МАКС-Пресс, 2001а. 334 с.
6. Остроумов C.А. Синэкологические основы решения проблемы эвтрофирования // Докл. РАН. 2001б. Т.381. № 5. С.709-712.
7. Остроумов С.А. Опасность двухуровневого синергизма при синэкологическом суммировании антропогенных воздействий // Докл. РАН. 2001в. Т.380. №6. С. 847-849.
8. Остроумов С.А. Сохранение биоразнообразия и качество воды: роль обратных связей в экосистемах // Докл. РАН. 2002а. Т.382. № 1. С. 138-141.
9. Остроумов С.А. Система принципов для сохранения биогеоценотической функции и биоразнообразия фильтраторов // Докл. РАН. 2002б. Т.383. № 5. С.710-713.
10. Остроумов С.А. Новый тип действия потенциально опасных веществ: разобщители пелагиально-бентального сопряжения // Докл. РАН. 2002д. Т.383. № 1. С.138-141.
11. Остроумов С.А. 2004. О биотическом самоочищении водных экосистем. Элементы теории // Доклады академии наук (ДАН). 2004. т.396. № 1. С.136-141.
12. Остроумов С.А. О некоторых вопросах поддержания качества воды и ее самоочищения // Водные ресурсы. 2005. т.32. № 3. С. 337-347.
13. Остроумов С.А. Модельная система в условиях рекуррентных (реитерационных) добавок ксенобиотика или поллютанта // Ecological Studies, Hazards, Solutions. 2006. – Т. 11. – С. 72-74.
14. Остроумов С.А., Вальц Н., Руше Р. Воздействие катионного амфифильного вещества на коловраток // Доклады РАН (ДАН). 2003. т. 390. № 3. С.423-426.
15. Остроумов С.А., Донкин П., Стафф Ф. Ингибирование анионным поверхностно-активным веществом способности мидий Mytilus edulis фильтровать и очищать морскую воду // Вестник МГУ. Сер. 16. Биол. 1997. № 3. C. 30-35.
16. Остроумов С.А., Соломонова Е.А. К разработке гидробиологических вопросов фиторемедиации: взаимодействие трех видов макрофитов с додецилсульфатом натрия.—Вода и экология. 2006. № 3. стр. 45-49.
17. Остроумов С.А., Подходы к очищению и оздоровлению водных объектов (фиторемедиация, биоремедиация, зооремедиация) в связи с теорией полифункциональной роли биоты в самоочищении вод // Вода: технология и экология" 2007 № 2 с.49-69.
18. Остроумов С.А. Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов. М. МАКС-Пресс. 2008. 200 с.
19. Остроумов С.А. Биоконтроль загрязнения водной среды: элементы теории. (предыдущая статья этой серии из двух статей ) Токсикологический вестник. в печати.
20. Fisenko A. I. A New Long-Term On Site Clean-Up Approach Applied to Non-Point Sources of Pollution // Water, Air, & Soil Pollution. 2004, Volume 156, Numbers 1-4, p. 1-27.
21. Hernandez I. , Perez-Pastor A., Vergara J. J. , Martinez-Aragon J. F. , Fernandez-Engo M. A. , Perez-Llorens J. L. Studies on the biofiltration capacity of Gracilariopsis longissima : From microscale to macroscale. - Aquaculture, 2006, vol. 252, no 1, p. 43-53
22. Ostroumov S.A., Yifru D., Nzengung V., McCutcheon S. Phytoremediation of perchlorate using aquatic plant Myriophyllum aquaticum // Ecological Studies, Hazards, Solution. Vol. 11, M.: MAX Press, 2006, P. 25-27.
23. Stabili, L., Licciano, M., Giangrande, A., Longo, C., Mercurio, M., Marzano, C.N., Corriero, G. Filtering activity of Spongia officinalis var. adriatica (Schmidt) (Porifera, Demospongiae) on bacterioplankton: Implications for bioremediation of polluted seawater // Water Research 2006, v.40 (16), p.3083-3090.
24. Toderas I., Zubcov E., Biletchi L., Zubcov N., Botnaru A. Functional role of populations of benthic invertebrates in biogenic migration of microelements // Anale stiintifice ale Universitatii de Stat din Moldova, Seria Stiinte chimico-biologice. (Научный ежегодник Молдавского гос.ун-та. Серия: химико-биол. науки) 1999. p. 137-140.
Табл. 1 . Фиторемедиационный потенциал некоторых водных растений (примеры).
| виды растений | поллютант | Комментарии | ссылки |
| Роголистник Ceratophyllum demersum | Тяжелые металлы Pb, Cd, Cu, Zn | В присутствии растений ускоряется снижение концентрации металлов в воде | Новые данные С.А.Остроумова, Т.В. Шестаковой и сотрудников |
| Роголистник Ceratophyllum demersum | ПАВ додецилсульфат натрия (ДСН) | В присутствии растений ускоряется снижение концентрации ПАВ в воде | Новые данные С.А.Остроумова, Е.В.Лазаревой |
| Myriophyllum aquaticum | перхлорат | начальная концентрация перхлората 21-26 мг/л | [22] |
| Элодея Elodea canadensis Mchk. | ПАВ додецилсульфат натрия (ДСН) | суммарная нагрузка 4 мг/л (нагрузка распределена частями в течение 18 сут.) | [16] |
| Рдест Potamogeton crispus L. | ДСН | суммарная нагрузка 3,3 мг/л (нагрузка распределена частями в течение 8 сут.) | [16] |
| Najas guadelupensis L. | ДСН | суммарная нагрузка свыше 120 мг/л (нагрузка распределена частями в течение 168 сут) | [16] |
| Sphagnum teres (Schimp.) Ångstr. in Hartm. и S. Sphagnum angustifolium (C. Jens. ex Russ.) C. Jens. | ДСН | серия добавок по 2 мг/л | Новые исследования автора |
| макрофит OST-1 | представители анионных и катионных ПАВ | серия добавок ДСН и ТДТМА, различные нагрузки | Исследования автора (1999), продолженные аспирантом Е.А.Соломоновой |
| несколько видов макрофитов | СМС | различные нагрузки, использовали СМС "Аист" | Новые результаты (Остроумов, Соломонова) |
Табл. 2. Изучение фильтрационной активности и удаления взвесей из воды организмами-фильтраторами (примеры)
| Организмы | взвеси одноклеточных организмов | ссылки | Примечание |
| Дафнии Daphnia magna | Планктонные зеленые водоросли Scenedesmus quadricauda (Turp.) de Brébisson | Новые результаты | Опыты И.М. Ворожун и С.А. Остроумова показали ингибирование (подавление) фильтрации воды при действии ПАВ ДСН |
| Перловицы Unio sp. | водоросли, цианобактерии | [5-7] | Показано ингибирование фильтрационной активности при воздействии ПАВ |
| Unio tumidus | Scenedesmus quadricauda (опыт с ПАВ Тритоном Х-100) Saccharomyces cerevisiae (опыт с СМС ОМО) | [12] | Показано ингибирование фильтрационной активности при воздействии Тритона Х-100, 5 мг/л, и синтетического моющего средства ОМО, 50 мг/л, |
| Мидии Mytilus edulis | водоросли | [15] | Показано ингибирование фильтрационной активности ПАВ |
| Мидии Mytilus galloprovincialis | водоросли; дрожжи Saccharomyces cerevisiae | [5-7] | Показано ингибирование фильтрационной активности при действии ПАВ, СМС, металлов, нефтепродуктов |
| Mytilus galloprovincialis | S. cerevisiae | [8] | Ингибирование фильтрационной активности при действии СМС IXI 20 мг/л |
| Устрицы Crassostrea gigas | водоросли; S. cerevisiae | [8] | Ингибирование фильтрационной активности при действии ПАВ, СМС (Дени-автомат, 30 мг/л) |
| Unio tumidus, M. galloprovincialis, Crassostrea gigas | водоросли; S. cerevisiae | [9] | Показано ингибирование фильтрационной активности пятью детергентами (1-50 мг/л) |
| коловратки Brachionus calyciflorus | Nannochloropsis limnetica L. Krienitz, D. Hepperle, H.-B. Stich & W. Weiler (Eustigmatophyceae) | [14] | Показано ингибирование фильтрационной активности катионным ПАВ (0,5 мг/л) |
Табл. 3 Накопление металлов в биомассе популяции дрейссен Dreissena polymorpha (пояснения и ссылка в тексте).
| Элементы | включение в состав биомассы дрейссен мкг/м2 |
| Mn | 18360 |
| Pb | 277 |
| Al | 21750 |
| Ti | 6730 |
| Ni | 4740 |
| Mo | 1020 |
| V | 1090 |
| Cu | 6990 |
| Zn | 63840 |
Табл. 4. Примеры биогенной миграции элементов (некоторых металлов) в течение вегетационного сезона вследствие жизнедеятельности популяции дрейссен Dreissena polymorpha в Кучурганском водохранилище (см. пояснения и ссылку в тексте).
| Элементы | Изъятие из воды в составе взвесей и дальнейшая седиментация с осаждением на дно, кг |
| Mn | 450 |
| Pb | 106 |
| Al | около 750 |
| Ti | около 300 |
| Ni | 205 |
| Mo | 15 |
| V | 56 |
| Cu | 455 |
| Zn | около 2000 |