Env.sci. sites
04-09-2011 - 08-04-2011.
Key words: environmental sciences, ecology, water, surfactants, macrophytes, aquatic, water quality, self-purification
EditЛазарева Е.В., Остроумов С.А. Ускорение снижения концентрации поверхностно - активного вещества в воде микрокосма в присутствии растений: инновации для фитотехнологии // ДАН.http://www.scribd.com/doc/61589259
http://www.scribd.com/doc/61589259/; Лазарева Е.В., Остроумов С.А. Ускорение снижения концентрации поверхностно - активного вещества в воде микрокосма в присутствии растений: инновации для фитотехнологии // ДАН (=Doklady Akademii Nauk), 2009, Т. 425, № 6, С. 843–845. Табл. Библиогр. 15 назв. В водных системах с добавленным синтетическим ПАВ додецилсульфатом натрия (SDS) в присутствии фитомассы водных растений (макрофитов OST-1) обнаружено заметное ускорение восстановления уровня поверхностного натяжения до величины, характерной для чистой воды. Это согласуется с выводом, что в присутствии макрофита ускоряется исчезновение из воды ПАВ. Результаты опыта вносят вклад в понимание роли растений в судьбе поступающих в воду поллютантов из класса синтетических ПАВ и подтверждают предположение, что растения могут использоваться для фиторемедиации сред, загрязненных ПАВ. Пер. на англ.: E.V. Lazareva, S.A. Ostroumov. Accelerated decrease in surfactant concentration in the water of a microcosm in the presence of plants: innovations for phytotechnology. - Doklady Biological Sciences, 2009, Vol. 425, p. 180–182. [© Pleiades Publishing, Ltd., 2009. ISSN 0012-4966; DOI: 10.1134/S0012496609020276.
·
EditОстроумов С.А. Биологический механизм самоочищения в природных водоемах и водотоках: теория и приложения // Успехи современной биологии. 2004. т.124. №5. с.429-442. http://www.scribd.com/doc/57695131
http://www.scribd.com/doc/57695131/ Остроумов С.А. Биологический механизм самоочищения в природных водоемах и водотоках: теория и приложения // Успехи современной биологии. 2004. т.124. №5. с.429-442. УДК 574.635:574.632.017 БИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ САМООЧИЩЕНИЯ В ПРИРОДНЫХ ВОДОЕМАХ И ВОДОТОКАХ: ТЕОРИЯ И ПРИЛОЖЕНИЯ С.А.Остроумов (Москва 119234, Московский госуниверситет им. М.В.Ломоносова, биологический факультет) Гидросфера, Всемирный океан … весь насквозь проникнут живым веществом, которое прямо или косвенно целиком определяет все химические свойства океана. В структуре планеты это самое мощное проявление живого вещества. … В океане – гидросфере – громадная масса воды… переполнена вечно двигающимися живыми существами, центрами огромных химических реакций. В.И.Вернадский Многими авторами исследовались различные стороны системы биотических процессов, участвующих в функционировании и самоочищении водных экосистем, в формировании качества воды [3-8, 12, 13, 18, 19, 23, 25, 28, 29, 55, 58, 78]; см. также Телитченко, 1972; Винберг, 1973; Бульон, Никулина, 1976; Иванова, 1976; Хлебович, 1976; Кокин, 1981; Вавилин, 1983; Заварзин, 1984; Поликарпов, Егоров, 1989; Spellman, 1996; и др. – цит. по: [35]. Механизм самоочищения воды и тем самым поддержания водных местообитаний и важных параметров экосистемы является частью механизма стабильности экосистемы, познание которой относится к приоритетным проблемам экологии [75]. В этой статье автор ставит своей целью объединить и систематизировать элементы представлений о роли биоты в самоочищении водоемов и водотоков и в тезисном виде сформулировать некоторые элементы качественной теории, которая описывает полифункциональную роль водной биоты, а также некоторые практические выводы из этой теории. Синтез и структурирование эмпирического материала о роли гидробионтов планируется сделать на концептуальном уровне, не претендуя на то, чтобы дать обзор работ в данной обширной области. Отметим, что вне границ поставленной задачи находятся и вопросы количественных оценок роли отдельных групп организмов [1, 8, 57, 58], скоростей и масштабов [ 1, 15, 22] процессов биотического самоочищения водоемов и водотоков. Исходя из анализа предыдущих работ [32-44, 46-52, 68-74, 76] и опираясь на теорию функционирования водных экосистем, разработанную для пресноводных [3-7] и морских [13] экосистем, приведем некоторые обобщающие и концептуальные положения, которые в совокупности составляют элементы экологической теории полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосистем. Основы этой теории включает в себя положения, характеризующие следующее: основные процессы и факторы системы самоочищения водных экосистем; основные структурно-функциональные блоки системы самоочищения; источники энергии биотических механизмов самоочищения водных экосистем; участие основных крупных таксонов в самоочищении водных экосистем; надежность системы самоочищения воды и механизмы обеспечения надежности; отношение всей системы самоочищения к внешним (антропогенным) воздействиям на водоем; связь данной теории с фундаментальными концепциями экологии; некоторые рекомендации и выводы для природоохранной практики. 1. Основные процессы (физические, химические, биотические), ведущие к очищению воды в водных экосистемах Для формирования качества воды, ее очищения в водных экосистемах являются важны ми многие физические, химические и биотические процессы. Некоторые из них приведены в публикациях [ 3-8, 18,19, 23, 24, 25, 29, 33, 35, 55, 70, 78 ]; см. также Зак, 1960; Телитченко, 1972; Винберг, 1973; Бульон, Никулина, 1976; Иванова, 1976; Хлебович, 1976; Синельников, 1980; Кокин, 1981; Вавилин, 1983; Поликарпов, Егоров, 1989; Swisher, 1987; Wetzel et al., 1995; Spellman, 1996; Newell, Ott, 1999; и др. – цит. по: [35]. Систематизированный перечень основных процессов приведен в таблице 1. Многие физические и химические процессы самоочищения воды регулируются б
·
EditОстроумов С.А. Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды.// Водные ресурсы 2004, т. 31. № 5. С. 546 – 555. http://www.scribd.com/doc/57648905/
http://www.scribd.com/doc/57648905/; Остроумов С.А. Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды // Водные ресурсы 2004, т. 31. № 5. С. 546 – 555. Библиогр. 57 назв. .4VodnResursy.R Краткий реферат: ВЛИЯНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ САМООЧИЩЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ Аннотация. Дан обзор многолетних исследований автора по изучению биоэффекторв поверхностно-активных веществ ПАВ , включая воздействие ПАВ и детергентов на фильтраторов. Проанализирована роль фильтраторов в функционировании пресноводных и морских экосистем. Выявлены новые аспекты оценки экологической опасности химических загрязняющих веществ, включая ПАВ и детергенты. Ключевые слова: поверхностно-активные вещества ПАВ , детергенты, роль фильтраторов в функционировании пресноводных и морских экосистем, новые аспекты экологической опасности химических загрязняющих веществ, самоочищение воды, качество воды, загрязнение, поллютанты, гидробионты, сохранение биоразнообразия, охрана окружающей среды, экологическая безопасность источников водоснабжения, устойчивое развитие и использование водных и водно-биологических ресурсов, пеномоющие средства УДК 574.635 : 574.632.017 журнал “Водные ресурсы” ВЛИЯНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ САМООЧИЩЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ © 2004 С.А.Остроумов Московский государственный университет, 119991 Москва, Ленинские горы Аннотация: Дан обзор многолетних исследований автора по изучению биологических эффектов поверхностно-активных веществ (ПАВ), включая воздействие ПАВ и детергентов на фильтраторов. Проанализирована роль фильтраторов в функционировании пресноводных и морских экосистем. Выявлены новые аспекты оценки экологической опасности химических загрязняющих веществ, включая ПАВ и детергенты. Исследования автора [21-38] и данные, приведенные в [5, 40, 56, 57], свидетельствуют о негативном воздействии ПАВ и ПАВ-содержащих препаратов на представителей основных функциональных блоков экосистем, включающих в себя как автотрофные [5, 38, 40], так и гетеротрофные организмы [21, 22, 27]. САМООЧИЩЕНИЕ ВОДОЕМОВ И РОЛЬ ГИДРОБИОНТОВ В ПОДДЕРЖАНИИ КАЧЕСТВА ВОДЫ Существует несколько вариантов определения понятия "самоочищение воды". Согласно одному из них, это “весь комплекс биологических, физических и химических процессов, обусловливающих способность водоемов освобождаться от загрязнений, вносимых сточными водами и образующихся вследствие жизнедеятельности аборигенных организмов” [16], согласно другому, "самоочищение воды водоемов – очищение воды в результате естественных биологических и физико-химических процессов, трансформации органических и отчасти неорганических веществ" [46]. Важную роль в понимании процессов самоочищения играют результаты ряда исследований [7, 13]. После прохождения загрязненных вод через очистные сооружения далеко не всегда достигается полная их очистка. Таким образом, важнейшая функция природных экосистем - окончательная очистка вод. Процессы самоочищения водных экосистем важны не только с точки зрения поддержания качества воды как ресурса для водопотребления, но и с точки зрения поддержания нормальных местообитаний, необходимых для сохранения биоразнообразия. Участие гидробионтов в процессах поддержания качества воды и ее очищения Очищение водной среды включает в себя: (1) физические и физико-химические процессы [ 27], в том растворение и разбавление; вынос загрязняющих веществ (ЗВ) на берег и в сопредельные водоемы; сорбцию ЗВ взвешенными частицами с последующей седиментацией; сорбцию ЗВ донными осадками; испарение ЗВ; (2) химические процессы [42], в том числе гидролиз ЗВ; фотохимические превращения; редокс-каталитические превращения; превращения с участием свободных радикалов; связывание ЗВ растворенными органическими веществами (РОВ), ведущее к уменьшению токсичности ЗВ; химическое окисление ЗВ с участием кислорода; (3
·
Остроумов С.А. Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на гидробиологические механизмы самоочищения водной среды // Водные ресурсы 2004, т. 31. № 5. С. 546 – 555. Библиогр. 57 назв. Краткий реферат: ВЛИЯНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ГИДРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ САМООЧИЩЕНИЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ Аннотация. Дан обзор многолетних исследований автора по изучению биоэффекторв поверхностно-активных веществ ПАВ , включая воздействие ПАВ и детергентов на фильтраторов. Проанализи
·
EditОстроумов С.А. Воздействие синтетических поверхностно-активных веществ и смесевых препаратов на моллюсков, используемых в аквакультуре. http://www.scribd.com/doc/57638851
http://www.scribd.com/doc/57638851/ .2009.Ryb.Hoz.R.No3.p.92-94Full.text.ДействиеСинтетическихВеществНаМоллюсковВаквакультуре Остроумов С.А. Воздействие синтетических поверхностно-активных веществ и смесевых препаратов на моллюсков, используемых в аквакультуре // Рыбное хозяйство. 2009. № 3. с.92-94. Табл. 3. Библиогр. 20 refs. [= Effects of the synthetic surfactants and chemical mixtures on marine mollusks used in aquaculture]. Fisheries Management. 2009. No. 3. p.92-94. Tabl. 3. Bibliogr. 20 refs. [effects of TDTMA and SDS on Crassostrea gigas; also, effects of detergents on C. gigas and M. galloprovicialis]. экотоксикология, биотестирование, устрицы, моллюски, ПАВ, детергенты, синтетические моющие средства, ингибирование, фильтрация воды, аквакультура, морские экосистемы, TDTMA, SDS, Crassostrea gigas; effects, detergents, C. gigas, M. galloprovicialis, СМС, Lanza-automat, Benckiser, IXI Bio-Plus, Cussons; ЖМС, Е, dish washing liquid, (E) , Cussons International Ltd, dish washing liquid Fairy, Procter&Gamble Ltd; ЖМС «Мила», НПК «Химаком», Москва, ** Воздействие синтетических поверхностно-активных веществ и смесевых препаратов на моллюсков, используемых в аквакультуре д-р биол. наук С.А. Остроумов Биологический факультет Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова При выращивании объектов аквакультуры необходимо учитывать возможные негативные последствия загрязнения водной среды химическими веществами, в том числе синтетическими поверхностно-активными веществами. Ранее воздействие этих веществ на морских моллюсков было изучено недостаточно. Изучение воздействия некоторых поверхностно-активных веществ (ПАВ) и ПАВ-содержащих смесевых препаратов на гидробионты выявило ряд негативных биологических эффектов [1, 2]. В наших предыдущих работах показано, что некоторые ПАВ и ПАВ-содержащие смесевые препараты воздействуют на скорость фильтрации морских гидробионтов [8, 10, 11]. Учитывая экологическое значение этого эффекта [6–7, 15–17], представляло интерес расширить объем информации в этом направлении, в том числе о воздействии этих веществ на важные для аквакультуры организмы. Среди культивируемых морских видов на первом месте стоят моллюски. Продукция морских моллюсков, выращенных за год в марикультуре, уже давно значительно превосходит среднегодовую продукцию марикультуры морских рыб и ракообразных [19]. Важность марикультуры делает необходимым выяснение тех факторов, которые могут нарушать физиологическую активность объектов марикультуры (в том числе моллюсков) и ухудшать условия их обитания и культивирования. Цель данной работы – исследовать в экспериментальных условиях, могут ли ПАВ и ПАВ-содержащие смесевые препараты ингибировать фильтрационную активность моллюсков, выращенных в условиях марикультуры, в особенности устриц Crassostrea gigas Thunberg. Методы Эксперименты ставили по ранее разработанной методике ([8], с небольшими изменениями). Скорость фильтрации определяли по снижению оптической плотности среды инкубации при 550 нм в результате вызванного фильтрацией изъятия из морской воды предварительно добавленных клеток Saccharomyces cerevisiae. Концентрация клеток S. cerevisiae (САФ-Момент, S.I. Lesaffre, 59703 Marcq-France) обычно составляла 100 мг/л (по сухому весу). Температура указана в табл. 1 и 2. Оптическая плотность измерялась на СФ-26 ЛОМО при длине оптического пути 10 мм. Средний вес использованных устриц и объем среды инкубации указан в примечаниях к табл. 1 и 2. Устрицы были выращены в марикультурном хозяйстве ИнБЮМ НАНУ (г. Севастополь) и Государственного Океанариума Украины. Изученные вещества включали: додецилсульфат натрия (ДСН), тетрадецилтриметиламмоний бромида (ТДТМА), несколько синтетических моющих средств (СМС) и жидких моющих средств (ЖМС). В статье использованы обозначения: СМС1 (L) – препарат «Lanza-automat» (производитель Benckiser); СМС2 (I) – препарат «IXI Bio-Plus» (производитель Cussons); ЖМС1 (Е) – препарат жидкого моющего средства (dish washing liquid) «E» (производи
·
EditОстроумов С.А. ГИДРОБИОНТЫ КАК ФАКТОР РЕГУЛЯЦИИ ПОТОКОВ ВЕЩЕСТВА И МИГРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ.http://www.scribd.com/doc/57635187
http://www.scribd.com/doc/57635187/ Остроумов С.А. ГИДРОБИОНТЫ КАК ФАКТОР РЕГУЛЯЦИИ ПОТОКОВ ВЕЩЕСТВА И МИГРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ В ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т.5, №2, 2003. с.249-255. Гидробионты.как.фактор.регуляции.Изв.Сам.2003(ssc52249 Ключевые слова: гидробионты, фактор регуляция, перенос вещества, миграция элементов, водные, экосистемы, новые концепции, биокосная регуляция, организмы, биосфера, экология, векторные, стохастические, перемещения; циклические, нециклические, биоразнообразие, В.И.Вернадский,
·
EditВорожун И. М., Остроумов С.А. К изучению опасности загрязнения биосферы: воздействие додецилсульфата натрия на планктонных фильтраторов.http://www.scribd.com/doc/57568656/
http://www.scribd.com/doc/57568656/ ; Ворожун И. М., Остроумов С.А. К изучению опасности загрязнения биосферы: воздействие додецилсульфата натрия на планктонных фильтраторов // ДАН. 2009, Т. 425, No. 2, с. 271–272. .ВорожунОстроумовДАН2009.DOK0271 ** Многие виды планктонных и бентосных беспозвоночных являются активными фильтраторами. Фильтрационная активность водных организмов имеет большое значение для функционирования экосистем [1, 2]). Ранее было показано, что поверхностно-активное вещество додецилсульфат натрия (ДСН) ингибировало фильтрационную активность Mytilus edulis, M. galloprovincialis и некоторых других водных организмов-фильтраторов [3-15]. Цель данной работы – проверить, оказывает ли это же вещество (ДСН) ингибирующее воздействие на фильтрационную активность массового вида планктонных фильтраторов - дафний Daphnia magna. В опытах использовали Daphnia magna размером около 1 мм и возрастом 5 дней. До начала опыта их содержали в лабораторных условиях в сосудах, куда добавляли в качестве корма зеленые водоросли Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. в сравнительно низкой концентрации (около <50 тыс. кл/мл). В начале опыта клетки S. quadricauda были добавлены в более высокой концентрации (400 тыс. кл/мл). Наряду с контрольным вариантом (инкубация дафний в среде без добавления ДСН) были поставлены варианты, где в среду инкубации добавляли ДСН в концентрациях 0.1; 0.5; 1; 5; 10 мг/л. Концентрации были подобраны в предварительных опытах. Измерение концентрации клеток S. quadricauda проводили путем подсчета в камере Нажотта (глубина 0,5 мм) через 3, 6, 9, 12, 24 часов после начала опыта. В каждом сосуде в объеме 50 мл содержалось 25 дафний. Инкубацию вели при температуре 24 ± 1.5 ˚С. Каждый вариант был поставлен в двух повторностях. При расчете рациона ( R ) использовали общепринятую формулу R = V (K0 – Kt) / N ∙ t (1) Обозначения, использованные в формуле (1): R - рацион; V – объем сосуда (мл), K0 - концентрация клеток водорослей в начале периода времени; Kt - концентрация клеток водорослей в начале периода времени; N – количество дафний в сосуде; t – длительность периода времени (ч). Опыты показали, что с течением времени происходило постепенное снижение концентрации клеток водорослей S. quadricauda по сравнению с началом инкубации (Таблица 1). Это свидетельствовало о том, что имело место изъятие дафниями клеток водорослей из воды в результате ее фильтрации организмами ракообразных. Это снижение концентрации наблюдалось и в контроле, и при нескольких концентрациях ДСН (0.1; 0.5; 1; 5; 10 мг/л). Через 3 ч инкубации при всех исследованных концентрациях ДСН (0.1 мг/л и более) численность клеток водорослей была больше, чем в контроле, что указывает на снижение скорости фильтрации и эффективности изъятия водорослей из воды. При концентрации ДСН 5 и 10 мг/л после периода фильтрации 6 – 24 ч наблюдали более высокие численности клеток S. quadricauda, чем в контроле. При сравнительно меньших концентрациях ДСН (0.1; 0.5; 1 мг/л) отличие от контроля наблюдалось после 3 ч инкубации; затем, через 6 - 24 ч инкубации отличия численности клеток от контроля не наблюдали. Расчет рациона показал, что в течение первых трех часов после начала опыта при воздействии ДСН рацион снижался (таблица 2). Величина рациона при концентрации ДСН 0,1 мг/л снижалась по сравнению с контролем почти на 50%. При повышении концентрации ДСН до 0,5 мг/л величина рациона по сравнению с контролем снижалась более чем на 60 %. Существенно, что в течение 3 суток от начала опыта не наблюдали никакого повышения смертности дафний, подвергнутых воздействию изученных концентраций ДСН. Таким образом, все выявленные эффекты имели место при сублетальных концентрациях ДСН. Токсикологическая опасность ДСН, по-видимому, связана, с мембранотропным характером этого вещества, относящегося к анионным поверхностно-активным веществам [14]. Полученные данные важны для понимания опасности антропогенных нарушений экологических процессов, существенных для
·
EditBiocatalysis of Matter Transfer in a Microcosm Is Inhibited by a Contaminant: Effects of a Surfactant on Limnea stagnalis. S.A. Ostroumov, M.P. Kolesnikov. Doklady Biological Sciences, Vol. 373.http://www.scribd.com/doc/57512087; http://5bio5.blogspot.com/2012/06/biocatalysis-of-matter-transfer-in.html;
http://www.scribd.com/doc/57512087/373-2; Biocatalysis of Matter Transfer in a Microcosm Is Inhibited by a Contaminant: Effects of a Surfactant on Limnea stagnalis. S. A. Ostroumov and M. P. Kolesnikov. Doklady Biological Sciences, Vol. 373, 2000, pp. 397–399. Translated from Doklady Akademii Nauk, Vol. 373, No. 2, 2000, pp. 278–280. Original Russian Text Copyright © 2000 by Ostroumov, Kolesnikov. ** Aquatic invertebrate phytophagous animals excrete large amounts of pellets, which contain some food components because of incomplete digestion. Food assimilability by gastropods varies from 42 to 85% (67.7% on the average) [1]. The excreted pellets settle by gravity to form the bottom detritus, thus contributing to the formation of bottom sediments. This process is important for water ecology; however, the effects of contaminants, including surfactants, on this process have not been studied sufficiently. Pulmonates (Gastropoda: Pulmonata), including Limnea stagnalis (Bassomatophora), are both phytoand zoophages in water ecosystems. The L. stagnalis feeding base comprises plants and other food available in water bodies [1]. The purpose of this study was to detect and analyze the possible disturbances caused by a surfactant in vertical matter transfer in a microcosm (exemplified by L. stagnalis) as a model of matter transfer in the entire ecosystem. The mollusks were collected in a pond in the upper Moskva River in June and placed into jars (five to ten animals per jar). The total biomass of the mollusks per jar was about 10–14 g (on the average, 11.72 g; wet weight with the shell). The mollusks were fed on submerged leaves of Nuphar lutea (L.) Smith collected at a depth of 1.5 m in the Moskva River in June. We eliminated the main rib from each leaf and cut the leaf in halves, with one half to be used as a food in the microcosms with a surfactant and the other, in the control microcosms. The surfactant was tetradecyltrimethylammonium bromide (TDTMA). The volume of water in each microcosm was 1 l (settled tap water was used). Four microcosms with the TDTMA solution tested contained 7.04 g of N. lutea leaf phytomass (the total wet weight in four jars) and 31 mollusks (the total wet weight was 55.72 g). Four control microcosms contained a total of 6.94 g of phytomass and 20 mollusks with a total wet weight of 38.04 g. A concentrated TDTMA solution (mol wt 336.4) was added to the experimental microcosms to a final concentration of 2 mg/l. The microcosms were incubated at 22.5– 24¡C for 72 h without stirring. Water was replaced and fresh TDTMA was added daily. Settled tap water preliminarily incubated at room temperature for several days was used in both experimental and control microcosms. The phytomass eaten by the mollusks (Table 1) was estimated from the difference between phytomasses before and after incubation. The total organic nitrogen according to Kjeldal was determined in the phytomass and pellets using mineralization [2, 3]. Phosphorous was determined by the modified phosphomolybdic blue method [4, 5]. The sum of organogenic and soluble (mineral) silicon was determined as described in [4, 5] with modifications; molybdenum [Mo (VI)] contained in silicomolybdic acid was photochemically reduced using riboflavin as a photosensitizer. Absolute dry weight was determined after drying at 105 °C for 2–3 h (until the weight became constant). Exposure to TDTMA decreased the feeding rate of mollusks, which was estimated from the rate of decrease in food, within three days of incubation. The inhibitory effect of TDTMA was observed at the surfactant concentration of 2 mg/l (Table 1). TDTMA inhibited feeding by 27.9–70.9%, depending on the time period. No mollusks died during the first two days of the experiment; after the third day of incubation, the mortality was as low as 9.7% (in the variant with TDTMA). The decrease in feeding rate was accompanied by a decr
·
EditS. A. Ostroumov. On Some Issues of Maintaining Water Quality and Self-Purification.http://www.scribd.com/doc/57511892/0305
http://www.scribd.com/doc/57511892/0305; 0305; S. A. Ostroumov. On Some Issues of Maintaining Water Quality and Self-Purification. - Water Resources, Vol. 32, No. 3, 2005, pp. 305–313. Translated from Vodnye Resursy, Vol. 32, No. 3, 2005, pp. 337–346. Original Russian Text Copyright © 2005 by Ostroumov. INTRODUCTION The role of self-purification increases due to the deterioration of natural water quality [5, 13, 29] and increased anthropogenic load on water bodies and streams [4, 9, 13, 21, 22, 26, 29]. The self-purification of aquatic ecosystems and water quality formation is controlled by many [1–3, 6–13, 15–19, 21, 22, 24, 33, 35]. The objective of this study is to systematize the knowledge about the polyfunctional role of aquatic biota (aquatic animals) in the self-purification of water bodies and streams and briefly present the qualitative theory of the self-purification mechanism of aquatic ecosystems. The synthesis and structurization of material was made at the conceptual level without detailed reviews of works. MAJOR PROCESSES CONTRIBUTING TO WATER SELF-PURIFICATION IN AQUATIC ECOSYSTEMS The formation of water quality and its purification in aquatic ecosystems is governed by physical, chemical [24], and biotic [1–3, 6–13, 15–19, 21, 22, 24, 33, 35] processes (Table 1). The physical and chemical processes of water selfpurification are often controlled by biological factors or strongly dependent on them. Thus, the redox state of the aquatic environment, which forms with the participation of H 2 O 2 released by microalgae in the light [22, 24], is of importance for a decrease in the toxic effect of some pollutants. The amount of H 2 O 2 released into the aquatic environment was estimated at 10 –5 mol/(l day). The concentration of H 2 O 2 in the Volga was found to equal up to 10 –6 –10 –5 mol/l, which was supported by measurements made by E.V. Shtamm and other authors [22, 24]. An important process is gravitational sedimentation of suspended particles both of biotic and abiotic nature. The sedimentation of phytoplankton sedimentation depends on water temperature T. It is equal to 0.3–1.5, 0.4–1.7, and 0.4–2.0 m/day at T = 15, 20, and 25 ° C, respectively. According to our data, the sedimentation velocity of Lymnaea stagnalis pellets varies from 0.6 to 1.4 cm/s with a mean value of 0.82 cm/s (at T = 22– 24°ë ) [22]. Experiments with traps for suspended particles showed that suspended matter precipitates onto the bed of the Moskva River with a mean rate of 2.3 mg per 1 cm 2 of the bed surface per day, that is, 23.1 g per 1 m 2 of the bed surface per day; the proportion of C org in these sediments is 64.5% [34]. Organic matter oxidation and water filtration by aquatic animals are among the biotic processes contributing to water purification. The overall oxidation of organic matter by the entire community can be expressed either in absolute or in relative units, for example, as the ratio of energy expenditure to the exchange (total respiration R ) by aquatic animals to their total biomass B . This ratio ( R / B ) e is referred to as Schrodinger ratio. The subscript “e” is introduced to show that the estimation is made for the ecosystem as a whole. In the water bodies where primary production exceeds the total respiration of the community, this ratio averages 2.99–6.1 [2], but it can be even greater in some water bodies. For example, the Schrodinger ratio is 17.0 in Lake Lyubevoe in Leningrad province and 33.8 in Lake Zun-Torei east of Lake Baikal [2]. It is believed that the primary production in these lakes is much less than the total respiration and a large amount of organic matter delivered from outside is oxidized here. Many aquatic animals contribute to organic matter oxidation, but particular role in this oxidation belongs to bacteria [19]. The total population of heterotrophic bacterioplankton in the M
·
EditFundamentals: Basics of the Molecular-Ecological Mechanism of Water Quality Formation and Water Self-Purification.Contemporary Problems of Ecology, 2008, Vol. 1, No. 1, pp. 147–152. S. A. Ostroumov.http://www.scribd.com/doc/57511814/
http://www.scribd.com/doc/57511814/08CPEC-basicsMol-ecol-Mech-waterQuality-0147 ISSN 1995-4255, Contemporary Problems of Ecology, 2008, Vol. 1, No. 1, pp. 147–152. © Pleiades Publishing, Ltd., 2008. Original Russian Text © S.A. Ostroumov, 2006, published in Sibisrkii Ekologicheskii Zrurnal, 2006, Vol. 13, No. 6, pp. 699–706. 08CPEC.basicsMol.ecol.Mech.waterQuality(0147 http://www.scribd.com/doc/57511814/; Basics of the Molecular-Ecological Mechanism of Water Quality Formation and Water Self-Purification. S. A. Ostroumov Lomonosov Moscow State University, Vorob’evy Gory, Moscow, 119992 Russia Abstract—The paper formulates some basics of the modern ecological theory of the polyfunctional role of biota in the molecular-ecological mechanism of water quality formation and self-purification of aquatic ecosystems. The theory covers the following items: (1) sources of energy for self-purification mechanisms, (2) the main structural and functional units of the self-purification system, (3) the main processes involved in the system, (4) contributions of major taxa to self-purification, (5) system reliability and supporting mechanisms, (6) the response of the system as a whole to external factors, (7) particulars of the operation of water purification mechanisms, and (8) conclusions and recommendations for biodiversity preservation practice. DOI: 10.1134/S1995425508010177
·
http://www.scribd.com/doc/57505974/CV-english-ostroumov; http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/9186_CV_March12011; CURRICULUM VITAE of Dr. S. A. Ostroumov, (2011, March 1), Bibliography included at the end of the file: a list of some publications; [in part updated Junde 8, 2011] Availability: is available for a new international research project, and/or international lecturing in English-speaking environment; Name: Sergei A. Ostroumov; Member, the Russian Academy of Natural Sciences; Position: Leading Research Scientist, Laboratory of Physico-Chemistry of Biomembranes, Faculty of Biology, Moscow State University, Moscow 119991; Russia; Mail address: Lab of Physico-Chemistry of Biomembranes, Faculty of Biology, M.V.Lomonosov Moscow State University, Moscow 119991; Russian Federation; 2010 (Sept) - 2011 (Feb) – Exchange Fulbright Scholar, Univ. Mass., Amherst, MA, U.S.A.; Email: ar55@yandex.ru; Degrees: Ph.D., and the Degree of Doctor of Science (in Russia, the degree that is the next step after getting Ph.D. degree) 2001 (Moscow State University); Education: Moscow State University, graduated with Highest Honours; The Timiryazev Scholarship for the best student; concentration in Biology; additional training: Microbiology at MBL, Woods Hole, U.S.A.; postdoc training: universities of U.S.A. and U.K.; IREX Program 'Contemporary Issues' (Environmental Sciences), internship at National Science Foundation (Washington, D.C.). Positions Held: 2010 (Sept) - 2011 (Feb) – Exchange Fulbright Scholar, Univ. Mass., Amherst, MA, U.S.A.; 2008 - now: Leading Research Scientist, Moscow State University, Faculty of Biology, Lab. of Physico-Chemistry of Biomembranes; 2003 - 2008: Leading Research Scientist, Moscow State University, Faculty of Biology, (Aquatic Ecology): 1980 – 2003: Junior Research Scientist; promoted to Research Scientist, then promoted to Senior Research Scientist; then promoted to Leading Research Scientist; Moscow State University, Faculty of Biology; 1975 - 1979: Junior Research Scientist; M.M. Shemiakin Institute of Bioorganic Chemistry (currently M.M. Shemiakin and Yu.A. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry), Russian Academy of Science, Moscow; Courses taught and other services provided to students and the home institution courses taught: Biochemical Ecology, General Ecology; organizer and chair, Seminar on General Ecology and Biosphere (a series of sessions); organizer and co-chair, Seminar on Aquatic Ecology (a series of sessions); organizer and co-chair, series of scientific conferences ‘Ecosystems. Organisms. Innovations’; founding editor, series ‘Ecological Studies, Hazards, Solutions’; secretary, organizing committee, Association of Alumni of the Biological Faculty of Moscow State University; advisor to students doing Diploma theses (equivalent to Bachelor and Master degrees in Science), advisor to graduate students (PhD students) (in Russia, USA, and other countries); those students included female students and minorities; Publications: over 100 major scientific publications; among them the books: (2005) Biological Effects of Surfactants (CRC Press); (2005) Pollution, Self-purification, and Restoration of Aquatic Systems; (1991) Conservation of Living Nature and Resources: Problems, Trends and Prospects (with Corresponding Member of Russian Academy of Sciences, Prof. A.V.Yablokov; English edition: Springer Press (New York etc.); (1986) Introduction to Biochemical Ecology; Reviewed journals: including papers in the internationally recognized journals indexed by PubMed, covered by Springer Link, ScholarGoogle, and the Russian academic and professional journals (Reports to Russian Academy of Sciences [English edition: Doklady Biological Sciences], Ecology, Water Resources, et al.); more detailed list of publications – see below. Discovered: fundamentally new biological effects of xenobiotics and pollutants, new types of hazards to the biosphere, new method for analysis
·
EditЭкобезопасность, реабилитация загрязненных водных объектов, фиторемедиация, фитотехнологии, очищение, самоочищение, качество воды, улучшение, борьба с загрязнением, экотехнологии, мониторинг.Список.Сайты. http://www.scribd.com/doc/57468259/
http://www.scribd.com/doc/57468259/; Экобезопасность, реабилитация загрязненных водных объектов, фиторемедиация, фитотехнологии, очищение, самоочищение, качество воды, улучшение, борьба с загрязнением, экотехнологии, мониторинг. Экобезопасность, реабилитация загрязненных водных объектов: Публикации и материалы. Приведены сайты, где материалы доступны бесплатно. Ключевые слова: Экобезопасность, реабилитация загрязненных водных объектов, фиторемедиация, фитотехнологии, очищение, самоочищение, качество воды, улучшение, борьба с загрязнением, экотехнологии, мониторинг, контроль, безопасность, охрана окружающей среды, охрана природы, устойчивое использование, снижение химического загрязнения, экология
·
EditОстроумов С.А. Синэкологические основы решения проблемы эвтрофирования..2001ДАН381.Эвтроф. ном.5.с.709-712
http://b23.ru/nipm; http://www.scribd.com/doc/57458085/ Остроумов С.А. Синэкологические основы решения проблемы эвтрофирования // Доклады академии наук (ДАН). 2001. том 381. № 5. С.709-712. УДК 574.5: 574.63: 574.64 (Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет). Представлено академиком М. Е. Виноградовым 09.07.01. Дан новый анализ причин эвтрофирования в пресноводных и морских экосистемах, учитывающий более широкий круг факторов, чем принимали во внимание раньше. Видение автором решения проблемы эвтрофирования основывается на синэкологическом подходе. Автор предложил двухкомпонентное решение в целях защиты водных экосистем от эвтрофирования. Во-первых, необходимо снизить поступление биогенов. Во-вторых, равным образом важно снизить поступление поллютантов, которые ослабляют потенциальную способность экосистем удалять биомассу фитопланктона благодаря активности фильтраторов. Эти поллютанты включают в себя поверхностно-активные вещества, детергенты и некоторые другие. Поскольку синэкология – один из ключевых подходов в нашем анализе проблемы, эта концепция противодействия эвтрофирования названа синэкологическим решением проблемы. Таким образом, в статье сформулированы и обоснованы основы двукомпонентного подхода к предотвращению эвтрофикации. Этот подход включает в себя снижение поступления в водоем и биогенов, и токсичных веществ, которые могут подавлять активность консументов водорослей – т.е. снижать фильтрационную активность фильтраторов. Положения статьи хорошо согласуются с результатами предыдущих публикаций автора и в то же время вносят новое в видение путей решения важной проблемы. Приведены также результаты новых экспериментов автора. Им показано, что Детергент Fairy ингибировал фильтрационную активность мидий Mytilus galloprovincialis, что дополняет ранее полученные данные автора о том, как детергенты воздействуют на фильтраторов.
·
EditОстроумов С.А. Опасность двухуровневого синергизма при синэкологическом суммировании антропогенных воздействий..2001ДАН380с.847-849.Синерг2
http://www.scribd.com/doc/57457153/ Остроумов С.А. Опасность двухуровневого синергизма при синэкологическом суммировании антропогенных воздействий // Доклады академии наук (ДАН). 2001. т.380. №6. с.847-849. Пер. на англ. яз.: The hazard of a two-level synergism of synecological summation of anthropogenic effects. - Doklady Biological Sciences, 2001, Vol. 380, Numbers 1-6, p. 499-501. DOI 10.1023/A:1012348127085. Суть: новый опасный вид суммирования антропогенных воздействий. В статье введен новый термин: “двухуровневый синергизм”. Кроме того, в статье приведены новые обоснования и новые примеры полезности другого нового термина (а именно, «синэкологическое суммирование антропогенных воздействий»), который впервые был введен в предыдущей статье того же автора (Остроумов С.А. Реагирование Unio tumidus при воздействии смесевого химического препарата и опасность синэкологического суммирования антропогенных воздействий. ДАН. 2001. Т. 380. № 5. С. 714–717 ). 15 ключевых слов: качество воды, комплексное загрязнение окружающей среды, новый вид опасности загрязнения, двухуровневый синергизм, синэкологическое суммирование антропогенных воздействий, смеси химических веществ, поллютанты, синтетические поверхностно-активные вещества, ПАВ, детергенты, СМС, двустворчатые моллюски, устрицы Crassostrea gigas, мидии Mytilus galloprovincialis, самоочищение воды
·
http://www.scribd.com/doc/56503552/; Новое в учении о биосфере. Доклад в Институте геохимии РАН, июнь 2011. Мне приходилось читать курс экологии в МГУ на нескольких факультетах. Студенты задавали мне интересные вопросы. Я прогнозирую, что они мне могут задать следующий вопрос: что принципиально нового появилось в последнее время в учении о биосфере? Вопрос важный и заслуживающий внимания. Я попытаюсь ответить на этот вопрос в докладе, который меня пригласили сделать 28 июня. Этот доклад состоится в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского Российской академии наук в рамках Биогеохимических чтений памяти В.В.Ковальского. Планирую говорить о действительно совершенно новых вещах в экологии и науках об окружающей среде. Например, наши экспериментальные работы подвели нас к важному концептуальному рубежу. Если мы сделаем следующий шаг, то это будет означать открытие нового типа вещества. Что значит нового? Сейчас известны два типа вещества: живое и неживое. Новый тип, о котором я планирую рассказать - третий тип. Это вещество, которое отличается и от живого, и от неживого...Возможно, что доклад и его обсуждение как раз и окажутся этим следующим шагом. Вход в этот институт только по пропускам. Если вы хотите прийти на доклад, я должен включить вас в список приглашенных, и вы должны прийти с паспортом. Если вы хотите, чтобы вас включили в список, напишите заранее по эл почте ar55[at]yandex.ru. В письме укажите полностью ФИО и где вы работаете или учитесь. Институт геохимии находится на пересечении Проспекта Вернадского и улицы Косыгина. С уважением Ваш С.А.Остроумов, д.б.н. Ключевые слова: биосфера, В.И.Вернадский, геохимия, биогеохимия, экология, биология, окружающая среда, типы вещества, новый тип вещества, учение о биосфере, новое, биогеохимические чтения, В.В.Ковальский, С.А.Остроумов, инновации, открытие
·
ECOLOGY, ENVIRONMENT: TEXTS AVAILABLE ONLINE FREE. http://www.scribd.com/doc/56081967/ECOLOGY-list-Texts-scribd-march-Apr2011; the files are at http://www.scribd.com/; 20 March - 25 April; keywords: ecology, ecotoxicology, biogeochemistry, water, water quality, bioassay, pollutants, xenobiotics, biology, discovery, innovations, biosphere, environmental, protection, biodiversity, conservation, safety, ecosystem, detergents, surfactants, hazards, biochemical, new, concepts, conceptualization, terms,
·
http://www.scribd.com/doc/53784108/Modernizing-education-Ostroumov;S.A. Ostroumov (Russia, Moscow) Up-dating and modernizing education in environmental science and ecology: using interdisciplinary concepts M.V.Lomonosov Moscow State University 119991 Russian Federation, Moscow, The goal of this publication (which is written on the basis of [14]) is to analyze some specific examples of the educational use of a series of the scientific monographs in two important areas of modern ecological science, relevant to the new discipline of biochemical ecology, and to the equally or even more important area of conservation biology. In 1986, the book ‘Introduction to Biochemical Ecology’ was published, in which new fundamental concepts of ecology were developed. In the book, the basics of the new scientific discipline of biochemical ecology were formulated, and the new concepts and terms ‘ecological chemomediators’ and ‘ecological chemoregulators’ were proposed (Ostroumov, 1986). Later, the presentation of those concepts and terms was repeated in another book, ‘Introduction to Problems of Biochemical Ecology’ (Telitchenko, Ostroumov, 1990). We also coauthored books on conservation of biodiversity (Yablokov, Ostroumov, 1983, 1985; 1991). In those books, a new conceptual approach – according to the levels of organization of life systems - was used to classify and to put into a system the data on the contemporary man-made impact on the biosphere. The books (Ostroumov, 1986; Telitchenko, Ostroumov, 1990; Yablokov, Ostroumov, 1983, 1985; 1991) provided the new concepts that helped organize and put into a logical and modern system a massive body of factual information. Some information on how those books have been used in educating students in ecology and other academic disciplines is given below in Tables 1-4. Table 1. Using concepts of the book ‘Introduction to Biochemical Ecology’ (Ostroumov, 1986) [С.А.Остроумов "Введение в биохимическую экологию" М.: изд. МГУ. 1986] in education, some examples. The relevant concepts were commented in the text. Educational institution or program (in English) Educational institution or program (mainly in Russian, Ukrainian, or Polish) Country, city Peoples Friendship University of Russia (PFUR) Российский Университет Дружбы Народов (РУДН) Moscow, Russia Samara State University Самарский Гос. Университет кафедра общей химии и хроматографии, Программа составлена ст. преп., канд. хим. наук Е.А.Колосовой, доц. С.В.Курбатовой; www.ssu.samara.ru/~unc/book2/1_10.html Samara, Russia Samara State University Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный университет», Факультет химический, Кафедра органической химии; БИОЛОГИЯ С ОСНОВАМИ ЭКОЛОГИИ chemfac.ssu.samara.ru/.../Biol_ecolog1.htm ; http://chemfac.ssu.samara.ru/KOChem/progr/Biol_ecolog1.htm; Составитель рабочей программы: к.х.н., доцент Белоусова З.П. ; Рецензент: к.х.н., доцент Дерябина Г.И. Samara, Russia Irkutsk State University Иркутский государственный университет; Химический факультет; Химические взаимодействия в живой природе - www.chem.isu.ru/.../programs/pr_nature.html - http://www.chem.isu.ru/faculty/programs/pr_nature.html; Irkutsk, Russia Irkutsk State University Иркутский государственный университет. Учебный курс. Название: Введение в биохимическую экологию; автор: А.А. Приставка Irkutsk, Russia Grodno State University named after Yanka Kupala Гродненский Гос. Университет им. Янки Купалы Grodno, Belarus University of Georgia Университет Грузии Georgia Belarusian State University Белорусский гос. университет Minsk, Belarus Krivorozhsky State Pedagogical University, Ukraine Криворізький державний педагогічний університет, Украина Krivoi Rog, Ukraine Moscow Fizico-Technical Institute МФТИ, Кафедра физико-химической биологии и биотехнологии ФМБФ Moscow, Russia Voronezh, Lyceum number 4; course : «Biochemical ecology» Воронеж
·
http://www.scribd.com/doc/53721456/; Экология, биология: Новый вклад. Инновации. Открытие новых фактов. Новые концепции. Кратко суммированы инновации, содержащиеся в публикациях доктора биологических наук С.А.Остроумова и соавторов. Ecology. Key Innovations, Discoveries. NEW FACTS, and NEW CONCEPTS. This concise material includes two updated tables. They are in part based on the book [Ecology and Life Sciences: Bibliography of S. A. Ostroumov. 4th ed., updated. Мoscow: MAX-Press, 2010. – 132 p. (series: Science. Education. Innovation. Issue 11)]. (Pages 116-131) With additions, updated 24.04.2011.
·
EditОстроумов С. А., Колесов Г. М. Водный макрофит Ceratophyllum demersum иммобилизует Au после добавления в воду наночастиц..Золото.ДАН.Ост.Колес.(DOK0566
http://www.scribd.com/doc/53719264/; Остроумов С. А., Колесов Г. М. Водный макрофит Ceratophyllum demersum иммобилизует Au после добавления в воду наночастиц // Доклады академии наук (ДАН), 2010, том 431, № 4, с. 566–569. Табл. Библиогр. 15 назв. http://scipeople.com/publication/69695/; Впервые определена концентрация золота (Au) и ряда других элементов в фитомассе C. demersum после инкубации растений в микрокосме, с добавками наночастиц Au. (1) Впервые получены данные, которые показывают, что наночастицы золота (Au) в существенном количестве связываются с живой фитомассой водных растений C. demersum. В результате связывания и/или иммобилизации наночастиц Au содержание этого элемента в фитомассе измеренное методом НАА, превышало фоновый уровень в 430.3 раз. (2) Модификация наночастиц белком (иммуноглобулином) не оказывала существенного влияния на способность наночастиц к иммобилизации макрофитами. Результаты вносят вклад в понимание потенциальной роли этих организмов в биогенной миграции элементов. Полученные данные позволяют полнее оценить потенциальную роль фитомассы указанного выше вида макрофитов как фактора концентрирования элементов (на примере Au) в водной системе. Впервые доказана способность биомассы водных макрофитов иммобилизовывать золото, внесенное в водную систему в виде наночастиц (наноматериалов). More about some relevant discoveries see: http://www.scribd.com/doc/51414359;
·
EditСнижение измеряемых концентраций Cu, Zn, Cd, Pb в воде экспериментальных систем с Ceratophyllum demersum: потенциал фиторемедиации.Остроумов С.А., Шестакова Т.В...ДАН09.Ост.Шест.CuZnCdPbC.demersumРусDOK0282
http://www.scribd.com/doc/53718816/;Снижение измеряемых концентраций Cu, Zn, Cd, Pb в воде экспериментальных систем с Ceratophyllum demersum: потенциал фиторемедиации // ДАН. 2009. т.428. № 2. С. 282-285 [Остроумов С.А., Шестакова Т.В.]. Библиогр. 15 назв. Представлено академиком Г.В. Добровольским. Реферат: Концентрации тяжелых металлов Cu, Zn, Cd, Pb в воде экспериментальных микрокосмов измеряли методом инверсионной вольтамперометрии. В некоторых микрокосмах инкубировали водные растения (макрофиты) Ceratophyllum demersum (роголистник). Измеряемые этим методом концентрации металлов в воде микрокосмов с макрофитами снижались значительно быстрее, чем в воде контрольных микрокосмов без растений. Впервые в водной системе, моделирующей комплексное загрязнение воды четырьмя токсичными тяжелыми металлами (медь, цинк, кадмий, свинец), для всех четырех металлов установлен факт положительной роли растений C. demersum как фактора, способствующего уменьшению концентрации металлов в воде. Выявленные факты вносят вклад в научную базу разработки инновационной экобиотехнологии (фитотехнология, фиторемедиация) для улучшения качества воды и ее очищения от тяжелых металлов. scipeople.com/publication/66711/; http://www.maikonline.com/maik/showArticle.do?auid=VAFZC61RXH; PII: S0869565209260338; [=Ostroumov S.A., Shestakova T.V. Decreasing in the measurable concentrations of Cu, Zn, Cd, Pb in the water of the experimental systems with Ceratophyllum demersum: phytoremediation potential. - Doklady Akademii Nauk. 2009, vol. 428, No. 2, p. 282–285]. http://scipeople.ru/users/2943391/; More about some relevant discoveries see: http://www.scribd.com/doc/51414359; Текст статьи: ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2009, том 428, № 2, с. 282–285; ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ. УДК 574.635:574.632; СНИЖЕНИЕ ИЗМЕРЯЕМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ Cu, Zn, Cd, Pb B ВОДЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ СИСТЕМ С CERATOPHYLLUM DEMERSUM: ПОТЕНЦИАЛ ФИТОРЕМЕДИАЦИИ; © 2009 г. С. А. Остроумов, Т. В. Шестакова Представлено академиком Г.В. Добровольским 02.02.2009 г. Поступило 02.02.2009 г. Развитие учения В.И. Вернадского о биосфере выявило новые примеры того, как организмы воздействуют на физикохимические параметры окружающей среды [1, 2], в том числе на свойства водной среды [3, 4]. В природных водных экосистемах функцио нируют комплексные механизмы самоочищения, в которых существенная роль принадлежит биоте [5–11], в том числе макрофитам. Макрофиты ис следуются с перспективой разработки экотехно логий очищения компонентов окружающей сре ды [12, 14]. В предыдущих работах изучали роль макрофитов как потенциальных компонентов очищения водной среды, загрязненной перхлора том [14] и синтетическим поверхностноактив ным веществом (ПАВ) додецилсульфатом натрия [12, 13]. Представляло интерес изучить системы и с другими загрязняющими веществами, среди кото рых одно из приоритетных мест занимают тяжелые металлы. Многие тяжелые металлы оказывают разнообразные негативные эффекты на организ мы, в том числе проявляют мембранотропное дей ствие. Цель данной работы – получить информацию о динамике концентраций металлов (Cu, Zn, Cd, Pb) в водной среде микрокосмов, содержащих макрофит Ceratophyllum demersum. Для приготовления водной среды, содержа щей металлы, использовали водопроводную воду, отстоенную в течение недели. В качестве исход ных водных растворов ионов металлов использо вали ГСО (государственные стандартные образ цы) с массовой концентрацией 1 мг/см3 при тем пературе 20°С. Были использованы следующие ГСО: Zn ГСО 77702000 в 1 М соляной кислоте, Pb ГСО 77782000 в 1 М азотной кислоте, Cd ГСО 77732000 в 1 М азотной кислоте, Cu ГСО 7764 2000 в 0.5 М серной кислоте. С использованием последовательных разбавлений и определенных аликвот был получен раствор, содержащий в 1 л: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова по 2 мг Zn и Cu; 0.1 мг Pb; 0.02 мг Cd. По всем этим элементам имело место превышение ПДК
·
http://www.scribd.com/doc/52782231/World-wide-evaluations-evidence-of-merit; http://www.scribd.com/doc/52782231/World-wide-evaluations-evidence-of-merit; World.wide.evaluations.evidence.of.merit: Independent evaluations, evidence of merit, success, achievement, and recognition: a series of posts and sites, material available online: – works by Dr. S.A.Ostroumov, on Ecology, Biology, Environmental Sciences; summary of innovations in the publications authored and coauthored; World-wide and international citing of the publications authored by Dr. S.A. Ostroumov; The publications that were cited in USA, Canada, Germany, France, UK, Italy, Argentina, Japan, Australia, China, India, and other countries; Opinion on and rating of Dr. S.A.Ostroumov’s works: comments of experts, citation in scientific literature worldwide; Comments in published editions, reviews; other forms of evaluation of publications and works;
·
EditOstroumov S. A. Aquatic ecosystem as a bioreactor: water purification and some other functions.[water quality, freshwater, marine ecosystems].4Rivista.Biologia97p39Aquatic..Bioreactor.w.Add
http://www.scribd.com/doc/52656760/4Rivista-Biologia97p39Aquatic-Bioreactor-w-Add;Ostroumov S. A. Aquatic ecosystem as a bioreactor: water purification and some other functions. Rivista di Biologia / Biology Forum. 2004. vol. 97. p. 39-50. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15648211; PMID: 15648211 [PubMed - indexed for MEDLINE] http://scipeople.com/uploads/materials/4389/4Rivista.Biologia97p39Aquatic..Bioreactor.RTF; Sergei A. Ostroumov AQUATIC ECOSYSTEM AS A BIOREACTOR: WATER PURIFICATION AND SOME OTHER FUNCTIONS Short title: AQUATIC ECOSYSTEM AS A BIOREACTOR 1 Introduction 2 Methods 3 Role of the main groups of organisms in the biological processes of water purification 4 Aquatic ecosystem as a bioreactor with some features 5. Man-made effects and the effects of some xenobiotics 6. Aquatic ecosystems as part of the apparatus of the biosphere 7. Conclusions. Abstract. A fundamental concept is proposed of aquatic ecosystem as a bioreactor that carries out the function of water purification in natural water bodies and streams. The ecosystem as a bioreactor has the following characteristic attributes: (1) it is a large-scale (large-volume) bioreactor; (2) it is a diversified (in terms of the number of taxa and the scope of functional activities) bioreactor; (3) it possesses a broad range of biocatalytic (chemical-transforming and degrading) capabilities. New experimental data on xenobiotics-induced inhibition of the functioning of the molluscs Unio tumidus, U. pictorum, M. galloprovincialis and Limnaea stagnalis emphasize the potential ecological hazard from sublethal concentrations of pollutants (including those exemplified by synthetic surfactants and detergents). Keywords: environmental hazards, man-made impacts, anthropogenic effects, pollutants, xenobiotics, aquatic ecosystems, water purification, water filtration, bivalves, surfactants, detergents, biosphere Abbreviations: SDS, sodium dodecylsulfate; TX100, Triton X-100; TDTMA, tetradecyltrimethylammonium bromide; 1. INTRODUCTION Priorities of ecological research include the further studies of ecosystem functioning (Ostroumov et al., [2003]) that include functioning towards water purification (the self-purification of water) in natural water bodies and streams. The self-purification of water in natural ecosystems is a complex group of processes which includes physical, chemical, and biological components (Sushchenya, [1975]; Alimov [ 1981], [2000]; Skurlatov, [1988]; Uhlmann, [1988]; Izrael, and Tsyban, [1989]; Ostroumov [1998], [2001], [2002b]; Wetzel [2001]). Although biological aspects of water self-purification are generally attributed to heterotrophic microorganisms, the other groups of organisms are also known to play a significant role in this process (Sushchenya, [1975]; Konstantinov [1979], Alimov [ 1981], [2000], Wallace, and Starkweather, [1985]; Vymazal, [1988]; Walz, [1995]; Monakov[1998]; Wetzel [2001]; also, Vinberg, [1973]; Bul'on, Nikulina, [1976]; Ivanova,[1976]; Khlebovich, [1976]; - cit. in Ostroumov, [2001]). The goal of this work was to analyze some data from the literature and our own experimental data on water self-purification under natural conditions and to formulate a fundamental concept of the aquatic ecosystem as an analog of a bioreactor (in a broad sense) that contributes to water self-purification mediated by main groups of aquatic organisms. This paper is based on some previous publications of the author (Ostroumov [2000c], [2001], [2002a]). 2. METHODS The rate of water purification by macrozoobenthic filter feeders was measured experimentally as described earlier (Ostroumov [2001]). After the water sample had been kept with filter feeders for a certain time, the water filtration efficiency was monitored by the measuring the optical density of the suspension of unfiltered single - cell organisms that remained in the water column. The control samples of water were subjec
·
EditOstroumov S.A., Dodson S., Hamilton D., Peterson S., Wetzel R.G. Medium-term and long-term priorities in ecological studies.[research, Impacts, ecology, ecosystems, man-made, effects, Biosphere, Aquatic, terrestrial, Organisms, geosciences, anthropogenic, environmental, biospheric, sciences], .3RivistaBio96Priorities2
http://www.scribd.com/doc/52655707/3RivistaBio96Priorities2; Ostroumov S.A., Dodson S., Hamilton D., Peterson S., Wetzel R.G. Medium-term and long-term priorities in ecological studies // Rivista di Biologia / Biology Forum. 2003 (May). 96: 327-332. Abstracts in Eng. and Italian (p. 332). Bibliogr. 20 ref. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14595906 ; PMID: 14595906 [PubMed - indexed for MEDLINE] http://scipeople.com/uploads/materials/4389/3RivistaBio96Priorities2.rtf Research priorities in ecology and environmental sciences for the future are formulated. The priorities for both fundamental and applied ecology are proposed. The list of priorities includes 50 items. The priorities are relevant to terrestrial, aquatic, and general ecology. The list of priorities is helpful when grant proposals are being prepared, evaluated, and selected for funding. KEY WORDS: priorities, fundamentals, ecology, environmental sciences, biospheric sciences, life and biomedical sciences, geosciences, ecosystems, biosphere, organisms, levels of life systems, man-made impacts, anthropogenic effects, terrestrial and aquatic, research topics MEDIUM-TERM AND LONG-TERM PRIORITIES IN ECOLOGICAL STUDIES short title: PRIORITIES IN ECOLOGICAL STUDIES S. A. Ostroumov1, S. Dodson2, D. Hamilton3, S. Peterson4, R. G. Wetzel5 1 Department of Hydrobiology, Moscow State University, Moscow 1198991; [current address: Laboratory of Physico-Chemistry of Biomembranes, Faculty of Biology, Moscow State University, Moscow 119991, Russian Federation]; 2 Zoology-Birge Hall, University of Wisconsin, 430 Lincoln Drive, Madison, WI 53706, USA; 3 Department of Biological Sciences, University of Waikato, Private Bag 3105, Hamilton, New Zealand; 4 US EPA, National Health and Environmental Effects Research Laboratory, Western Ecology Division, 200 SW 35th Street, Corvallis, OR 97333, USA; 5 Department of Environmental Sciences and Engineering, School of Public Health, University of North Carolina, Chapel Hill, NC 27599. 1.Introduction 2. The list of priorities in ecological research 3.Conclusion Abstract: Research priorities in ecology and environmental sciences for the future are formulated. The priorities for both fundamental and applied ecology are proposed. The list of priorities includes about 50 items. The priorities are relevant to terrestrial, aquatic, and general ecology. The list of priorities is helpful when grant proposals are being prepared, evaluated, and selected for funding. Keywords: ecology, environmental sciences, priorities, fundamental problems, topics for grants, scientific policy 1. INTRODUCTION We have only "one biosphere to disturb, to manage, to cherish, to understand, to love" (Margalef [1997]). As we enter the 21st century, we seek to formulate research priorities to complement current efforts for better understanding and unraveling the complexity of ecological processes that occur in the biosphere. “Where shall ecology go, ... and which will be the battlefields of ecology?” (Lindström et al., [1999]). Many authors contributed to analysis of the fundamental problems and priorities of modern ecology (e.g., Bezel et al., [1994]; Rigler and Peters [1995]; Reynolds [1997]; Mooney [1998]; Alimov [2000]). The goal of this paper is to continue formulating the priorities in ecological studies in order to optimize the effort of researchers in this fundamentally important area of science. 2. THE LIST OF PRIORITIES IN ECOLOGICAL RESEARCH The list of priorities given below is not intended to be exhaustive, but rather to highlight those research areas we consider to be the most important toward solving critical ecological problems over the next decade and beyond. The list of research items is not in order of importance. Variants of some priorities are given as the variations in wording may become important in future. The list of the priorities follows: 1. Interactions among ecosystems; 2. Variability an
·
http://www.scribd.com/doc/51414359; Ecology. Key Innovations, Discoveries. NEW FACTS, and NEW CONCEPTS. This concise material includes two updated tables. They are in part based on the book [Ecology and Life Sciences: Bibliography of S. A. Ostroumov. Compiled by A. V. Viktorova and J. Robertson. 4th ed., updated. Мoscow: MAX-Press, 2010. – 132 p. (series: Science. Education. Innovation. Issue 11)]. (Pages 116131) With additions, updated 9.04.2011 and later. The material is a brief summary of in
·
EditAnthropogenic effects on the biota: towards a new system of principles and criteria for analysis of ecological hazards.3.System.of.Criteria. http://www.scribd.com/doc/52636721
http://www.scribd.com/doc/52636721/3-System-of-Criteria; The paper is published: Ostroumov S.A. Anthropogenic effects on the biota: towards a new system of principles and criteria for analysis of ecological hazards. - Rivista di Biologia/Biology Forum. 2003. 96: 159-170. http://sites.google.com/site/ostroumovsergei/publications-1/rivista2003criteria http://www.scribd.com/doc/52636721/3-System-of-Criteria; Sergei A. Ostroumov Anthropogenic Effects on the Biota: towards a New System of Principles and Criteria for Analysis of Ecological Hazards (Faculty of Biology, Moscow State University, Moscow 119991, Russia) 1. Introduction. 2. The traditional approach to classification of chemicals according to their environmental hazards. 3. A new approach to the analysis of hazards of anthropogenic effects on the biota. 4. Example of applying the new approach to the analysis of environmental and ecological hazards. 5. Conclusion. Key-words: environmental, hazards, man-made, impacts, anthropogenic, effects, pollutants, xenobiotics, biofiltering, water self-purification, aquatic ecosystems, criteria, system, level, block, approach, analysis, ecological, hazards, biota, TX100, Mytilus, edulis, mussels, filtration, non-ionic, surfactant, bivalves, Abstract: The currently accepted system of criteria for evaluating environmental and ecological hazards of man-made chemicals (pollutants) is vulnerable to criticism. In this paper, a new concept of the system of approaches towards criteria for evaluating the ecological hazard from man-made impact is proposed. It is suggested to assess the man-made impacts (including effects of pollutants and xenobiotics) on the biota according to the following four levels of disturbance in biological and ecological systems: (1) the level of individual responses; (2) the level of aggregated responses of groups of organisms; (3) the level of stability and integrity of the ecosystem; (4) the level of contributions of the ecosystem to biospheric processes. On the basis of the author's experimental studies, an example is given of how to apply the proposed approach and the system of criteria to the analysis of concrete experimental data. To exemplify the efficiency of the proposed approach, it is shown how to use it to analyze new data on effects of a synthetic surfactant on water filtering by bivalves. It is concluded that the proposed approach will be helpful in better assessing environmental and ecological hazards from anthropogenic effects on biota, including effects of man-made chemicals polluting ecosystems. 1.INTRODUCTION One of the important tasks in preventing and mitigating changes in the biosphere is to perform an objective analysis of the hazards of a great many man-made impacts and disturbances on the state of the biota (the world-wide diversity of ecosystems, populations, and organisms). The multitude, diversity, and scale of anthropogenic effects has been described and analyzed in a number of publications...
·
http://www.scribd.com/doc/52634169/3-Effect-of-a-cationic-amphiphilic-compound-on-rotifersDBN; Ostroumov S. A., Walz N., Rusche R. Effect of a cationic amphiphilic compound on rotifers. - Doklady Biological Sciences. 2003 (May). Vol. 390. 252-255, [ISSN 0012-4966 (Print) 1608-3105 (Online)]. https://www.researchgate.net/file.FileLoader.html?key=def6575c794b111fcc31275e853c2b15; New facts on how a synthetic surfactant negatively affects feeding and water filtering by rotifers;
·
http://www.scribd.com/doc/52630434/FAQ-Self-pur; FAQ: Biotic Self-purification of Aquatic Ecosystems. Dr. Sergei Ostroumov; http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/9142_FAQBiotic_Self-purification_of_Aquatic_Ecosystems; FAQ on the paper: S. A. Ostroumov. On the Biotic Self-purification of Aquatic Ecosystems: Elements of the Theory. - Doklady Biological Sciences. 2004. v.396, pp.206-211. www.springerlink.com/index/t0nv6rk522230175.pdf; full text is online free: http://www.scribd.com/doc/48099028/4DBS-On-the-Biotic-Self-Purification-fulltext self-purification, aquatic, ecosystems, conceptualization, new, ecology, environmental science, biology, ecotoxicology, biogeochemistry, biological, self-purification, water, ecotechnology, pollution control, bioassay, hazard assessment, xenobiotics, surfactants, detergents, heavy metals, toxicity, phytotoxicity, nanomaterials, pollutants, bivalves, mussels, Mytilus, edulis, galloprovincialis, oysters, Crassostrea, gigas, filtering, water, quality, ecosystem, safety, sustainability; ** Question. Self-purification. What is self-purification? Answer: Self-purification is the complex process, or, more precisely, a set of natural processes in aquatic ecosystems, which lead to improving or maintaining water quality. Another term with a similar, but not completely the same meaning: assimilative capacity. Question. What kind of journal had published this paper? Answer: This is a high rank journal that is indexed by PubMed and Web of Science. More detail on the journal see at the site: http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/8962_publications_were_published_in_the_journal_Doklady_Biological_Sciences Question: How broad is the geographical range of the area of potential relevance and application of the conclusions that were made in the paper? Answer: Just look on where the paper was cited: it was cited by the authors of other scientific articles who conducted their research in Europe, North America, and Asia (e.g., in China). Question: Where the results and conclusions of the paper could be applied? Answer: the results presented in the paper could be applied in explaining and predicting the behaviour of aquatic ecosystems, in securing the safety of the sources of water supply, in protecting biodiversity of aquatic organisms, in aquaculture, and in education.
·
EditFAQ2(Book.Bioeff.Surf).Part.2.Eng Frequently asked questions, part 2. About the book: S.A.Ostroumov. Biological Effects of Surfactants. CRC Press, Taylor &Francis: http://www.scribd.com/doc/52630298/
http://www.scribd.com/doc/52630298/FAQ2-Book-Bioeff-Surf-Part-2-Eng; Frequently asked questions, part 2. [About the book: S.A.Ostroumov. Biological Effects of Surfactants. CRC Press, Taylor &Francis]: A book was published on some contemporary issues of ecology, pollution of aquatic environment, and man-made impact of a relatively poorly studied group of chemical pollutants, detergents. The book was entitled: ‘Biological Effects of Surfactants’. Some more detail about the book see at: http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/4528_EcotoxicologyDetergents; http://www.scribd.com/doc/44432486; The first series of frequently asked questions (FAQ) was answered in another post. See: http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/6878_EcotoxicologyDetergents6languages. In addition to those questions, some other questions (FAQ, part 2) are answered here. In answering these new questions, the following materials were used (some relevant publications, they are available online free): http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/6882_scribd_fulltexts; ****** Question: Are the comments and answers to the first series of FAQ available in other languages, in addition to English? Answer: Yes, the comments (the answers to the first series of FAQ) are available in the following languages: German: http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/6878_EcotoxicologyDetergents6languages; French: http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/6878_EcotoxicologyDetergents6languages; Spanish: http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/6878_EcotoxicologyDetergents6languages; Chinese: http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/6878_EcotoxicologyDetergents6languages; Japanese: http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/6878_EcotoxicologyDetergents6languages; Hebrew: http://www.scribd.com/doc/46166219; Arabic: http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/7050_Arabic_on_Detergents; ****** Question: which new aspects of environmental hazards from chemicals were identified in the book and other concomitant publications of the same author (Dr.S.A. Ostroumov)? Answer: Several new types of environmental hazards from chemical pollution were identified in the book and in some other publications of the same author. One of those hazards is a risk of damage to natural processes of ecological remediation. Those processes lead to water self-purification in natural aquatic ecosystems (both freshwater and marine aquatic ecosystems). We published a special paper that is focused on this issue. See: Ostroumov S.A. Identification of a new type of ecological hazard of chemicals: inhibition of processes of ecological remediation. Doklady Biological Sciences. 2002. 385: 377-379. In Eng.; ISSN 0012-4966. DOI 10.1023/A:1019929305267; https://www.researchgate.net/file.FileLoader.html?key=8408a7cfaa984764b812ce79c77007f2; http://scipeople.ru/users/2943391/; Full text: http://www.scribd.com/doc/45911150; Key words: Identification, new type, ecological, hazard, chemicals, inhibition, ecological remediation, ****** Question. Using chemicals that act as inhibitors of activities of enzymes was very productive in biochemistry. Is it possible to use chemicals that inhibit functions of organisms in ecosystems in order to get more information on ecological mechanisms? Answer: yes, it is possible, and it was shown both in the book and in a special paper of the same author. The function inhibited was water filtration by freshwater and marine bivalves. The chemicals that inhibited this function were surfactants and detergents. See the paper: ** Inhibitory analysis of regulatory interactions in trophic webs.- Doklady Biological Sciences, 2001, Vol. 377, p. 139–141. (Translated from Doklady Akademii Nauk, 2000, Vol. 375, No. 6, p. 847–849). Full text: http://www.scribd.com/doc/45911405; ABSTRACT: In the paper, the author proposed a new
·
http://www.scribd.com/doc/52630072/FAQ-1-bookBiol-Effe-Surfactants; FAQ: Biotic Self-purification of Aquatic Ecosystems. Dr. Sergei Ostroumov; last modified on Apr 8, 2011 http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/9142_FAQBiotic_Self-purification_of_Aquatic_Ecosystems; FAQ on the paper: S. A. Ostroumov. On the Biotic Self-purification of Aquatic Ecosystems: Elements of the Theory. - Doklady Biological Sciences. 2004. v.396, pp.206-211. www.springerlink.com/index/t0nv6rk522230175.pdf; full text is online free: http://www.scribd.com/doc/48099028/4DBS-On-the-Biotic-Self-Purification-fulltext self-purification, aquatic, ecosystems, conceptualization, new, ecology, environmental science, biology, ecotoxicology, biogeochemistry, biological, self-purification, water, ecotechnology, pollution control, bioassay, hazard assessment, xenobiotics, surfactants, detergents, heavy metals, toxicity, phytotoxicity, nanomaterials, pollutants, bivalves, mussels, Mytilus, edulis, galloprovincialis, oysters, Crassostrea, gigas, filtering, water, quality, ecosystem, safety, sustainability; ** Question. Self-purification. What is self-purification? Answer: Self-purification is the complex process, or, more precisely, a set of natural processes in aquatic ecosystems, which lead to improving or maintaining water quality. Another term with a similar, but not completely the same meaning: assimilative capacity. Question. What kind of journal had published this paper? Answer: This is a high rank journal that is indexed by PubMed and Web of Science. More detail on the journal see at the site: http://www.researchgate.net/profile/Sergei_Ostroumov/blog/8962_publications_were_published_in_the_journal_Doklady_Biological_Sciences Question: How broad is the geographical range of the area of potential relevance and application of the conclusions that were made in the paper? Answer: Just look on where the paper was cited: it was cited by the authors of other scientific articles who conducted their research in Europe, North America, and Asia (e.g., in China). Question: Where the results and conclusions of the paper could be applied? Answer: the results presented in the paper could be applied in explaining and predicting the behaviour of aquatic ecosystems, in securing the safety of the sources of water supply, in protecting biodiversity of aquatic organisms, in aquaculture, and in education.
·
EditOstroumov S.A. Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water purification: current conceptualizations and concluding remarks. - Hydrobiologia.Improving water quality, sustainability, environment safety2H469p203.Polyfunctional.role.w.Addendum. http://www.scribd.com/doc/52627327
http://www.scribd.com/doc/52627327/2H469p203-Polyfunctional-role-w-Addendum; Ostroumov S.A. Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water purification: current conceptualizations and concluding remarks. - Hydrobiologia, 2002, 469: 203-204. POLYFUNCTIONAL ROLE OF BIODIVERSITY IN PROCESSES LEADING TO WATER PURIFICATION: CURRENT CONCEPTUALIZATIONS AND CONCLUDING REMARKS S.A.Ostroumov Faculty of Biology, M.V.Lomonosov Moscow State University, Moscow 119991 Russia; ar55[at]yandex.ru Key words: water quality, water purification, self-purification, biodiversity, pollutants, ecosystem services, freshwater, marine, aquatic ecosystems, sustainability Sustainable use of aquatic resources is based on the ability of aquatic ecosystems to maintain a certain level of water quality. Water self-purification in both freshwater and marine ecosystems is based on a number of interconnected processes (e.g., Wetzel, 1983; Spellman, 1996; Ostroumov 1998, 2000). Among them are: (1) physical and physico-chemical processes, including: (1.1) solution and dilution of pollutants; (1.2) export of pollutants to the adjacent land areas; (1.3) export of pollutants to the adjacent water bodies; (1.4) sorption of pollutants onto suspended particles and further sedimentation of the latter; (1.5) sorption of pollutants by sediments; (1.6) evaporation of pollutants; (2) chemical processes, including: (2.1) hydrolysis of pollutants; (2.2) photochemical transformations; (2.3) redox-catalytic transformations; (2.4) transformations including free radicals; (2.5) binding of pollutants by dissolved organic matter, which may lead to decreasing toxicity; (2.6) chemical oxidation of pollutants by oxygen; (3) biological processes, including: (3.1) sorption, uptake and accumulation of pollutants by organisms; (3.2) biotransformations (redox reactions, degradation, conjugation), mineralization of organic matter; (3.3) transformation of pollutants by extracellular enzymes; (3.4) removal of suspended matter and pollutants from the water column in the process of water filtering by filter-feeders; (3.5) removal of pollutants from the water in the process of sorption by pellets excreted by aquatic organisms; (3.6) uptake of nutrients (including P, N, and organic molecules) by organisms; (3.7) biotransformation and sorption of pollutants in soil (and removal of nutrients), important when polluted waters are in contact with terrestrial ecosystems; (3.8) a network of regulatory processes when certain organisms control or influence other organisms involved in water purification. Living organisms are involved in physical, physico-chemical and chemical processes 1.1-1.6 and 2.1-2.6 directly or through excretion of oxygen or organic metabolites, production of suspended matter, affecting turbidity, temperature of water or other parameters of the ecosystem. As a result, living organisms are the core component of the multitude of processes of the ecological machinery working towards improving water quality. This component performs eight vital functions directly (3.1-3.8) and is involved indirectly in some of the other twelve functions (1.1-1.6 and 2.1-2.6) so that its role is clearly polyfunctional. Living organisms of aquatic bodies (both autotrophs and heterotrophs) are enormously diverse in terms of taxonomy. Among them, autotrophs generate oxygen that is involved in the processes 2.6 and 2.4 above. Heterotrophs perform processes 3.1, 3.2, 3.4, 3.5 and some others. Virtually all biodiversity is involved. Given this polyfunctional role of aquatic organisms, in one of our publications we compared aquatic ecosystems to 'large-scale diversified bioreactors with a function of water purification' (Ostroumov, 2000). What is interesting about the biomachinery of water purification is the fact that it is an energy-saving device. It is using the energy of the sun (autotrophs) and the energy of organic matter which is being oxidized in the