Абакумов В.А. (д.б.н., проф.) НОВОЕ В ИЗУЧЕНИИ СОВРЕМЕННЫХ ПРОБЛЕМ НАУК ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И ЭКОЛОГИИ, ВКЛЮЧАЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ И ОРГАНИЗМОВ

Полный текст статьи. Абакумов В.А.  (д.б.н., проф.)  Новое в изучении современных проблем наук об окружающей среде и экологии, включая исследования водных экосистем и организмов // Успехи наук о жизни. 2012. No. 5, p. 121-126.
https://www.researchgate.net/publication/299442286;

http://5bio5.blogspot.com/2016/08/blog-post_26.html


Abakumov V.A. NEW IN THE STUDY OF MODERN PROBLEMS ...


УДК 574.4: 57.044
КОРОТКИЕ СООБЩЕНИЯ

Об авторе статьи.
Владимир Анатольевич Абакумов - д.б.н., профессор Международный университет природы, общества и человека «Дубна», Московская область, г. Дубна Vladimir A. Abakumov - Doctor of Science, professor of International University of Nature, Society and Man «Dubna», Moscow, Dubna


НОВОЕ В ИЗУЧЕНИИ СОВРЕМЕННЫХ ПРОБЛЕМ НАУК ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ И ЭКОЛОГИИ, ВКЛЮЧАЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ И ОРГАНИЗМОВ

NEW IN THE STUDY OF MODERN PROBLEMS OF ENVIRONMENTAL SCIENCE AND ECOLOGY, INCLUDING RESEARCH ON WATER ECOSYSTEMS AND ORGANISMS

Аннотация. Эта  статья  является  комментарием  и  оценкой  ряда  новаторских  статей  и  книг  по современным вопросам экологии и наукам об окружающей среде, опубликованных ученым из МГУим. М.В. Ломоносова доктором биологических наук С.А. Остроумовым. Данная серия публикаций содержит новые важные факты об экологических опасностях, возникающих из-за синтетических поверхностно-активных веществ и моющих средств. Кроме того, в этих публикациях представлены современные теории о самоочищении воды в водных (пресноводных и морских) экосистемах. Также, в данных работах рождается новая научная дисциплина - биохимическая экология. Эти публикации являются весомым вкладом в развитие научной базы инновационных технологий для очистки и улучшения качества воды.

Ключевые слова: водные экосистемы, науки обокружающей среде, устойчивое развитие, контроль загрязнения, фильтраторы.

This paper is a comment and evaluation of series of innovative papers and books published by a re- searcher щаM.V. Lomonosov Moscow State University, Dr. S.A. Ostroumov, on modern issues of ecol- ogyand environmental sciences. This series of publications discovered new important facts on environ- mental hazards ща synthetic surfactants and detergent. Also these publications presented a modern the- ory of water self-purification by aquatic (freshwater and marine) ecosystems. Also, a new scientific dis- cipline - biochemical ecology - was created in S.A. Ostroumov's publications. The recent publications contributed to development ofthe scientific basis for innovative technologies for water purification and water quality improvement.

Key words: aquatic ecosystems, environmental, sustainability, pollution control, filter-feeders.

В исследовании проблем экологии и наук об окружающей среде в последнее время были получены новые результаты. Наряду с разработкой фундаментальных вопросов экологии и гидробиологии, рядом публикаций внесен инновационный вклад в изучение практически важных вопросов,в том числе в детализацию знаний об антропогенных воздействиях, о химико-биотических взаимодействиях, в понимание природных механизмов самоочищения водной среды. Это способствует созданию научных основ новых биотехнологий для решения проблем очищения компонентов окружающей среды, включая водную среду в водных экосистемах - водоемах и водотоках.

Представляется своевременным откликнуться на эти важные публикации. Цель данного краткого сообщения - выделить и кратко суммировать достижения ряда наиболее важных работ.

Новые достижения получены многими исследователями, охватывают различные направления этих наук, в краткой работе невозможно их перечислить. Некоторые приме ры небольшой части этих работ суммированы ниже, на конкретных примерах исследований [1-6],       проводившихся в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова доктором биологических наук С.А. Остроумовым и соавторами (подробнее на сайте: http://www.scribd.com/doc/75290116).

Среди этих результатов следующие.

1. Внесен существенный вклад в выявление новых фактов об экологически опасных биологических  эффектах  при   воздействии  органических  и  неорганических химических веществ на организмы: бактерии, цианобактерии, простейшие, водоросли, высшие растения, беспозвоночные животные [1-9, 12-25] (подробнее см. сайты: о фактах, полученных на растениях: http://www.scribd.com/doc/74257181/; о фактах, полученных на гетеротрофных организмах:  http://www.scribd.com/doc/74344178/).

2. Впервые получена обширная группа новых фактов об экологической опасности ранее недостаточно изученного класса химических веществ (синтетических поверхностно-активных веществ, ПАВ) [1-9,12-25].

3. Впервые получены новые факты о результатах воздействия наночастиц на конкретные виды водных и наземных макрофитов, которые ранее не исследовались. Например, впервые получены факты о фитотоксичности конкретных видов наноматериалов, в том числе наночастиц, содержащих металлы [26, 27].

4. Разработана новая методология ингибиторного анализа взаимоотношений организмов в экосистемах  [13].  С  помощью  этой  методологии  получены  новые  факты  о  роли беспозвоночных и высших водных растений в очищении воды. Внесен вклад в разработку теории полифункциональной роли водных организмов в поддержании стабильности водных экосистем, поддержании чистоты водной среды. Разработана новая экологическая теория самоочищения воды с участием комплекса водных организмов (гидробионтов) [1,4,6,8, 13, 14,

17].

5. Внесен вклад в научные основы инновационных экотехнологий. Получены новые факты об удалении загрязняющих веществ из воды благодаря жизнедеятельности водных организмов. Внесен вклад в разработку вопроса о допустимых нагрузках химических веществ на системы с водными макрофитами, которые используются дляочищения воды.

Разработана новая методология количественного определения допустимых нагрузок в условиях неоднократного поступления химических веществ в водную среду. Получены новые факты о фиторемедиационном потенциале видов макрофитов, которые ранее не исследовались [28].

6. Внесен существенный вклад в анализ ранее недооцениваемых факторов эвтро-фирования водоемов и водотоков. На этой основе сделаны предложения о новых подходах к решению проблемы эвтрофирования [29].

7. Предложены   и   обоснованы   новые,   модернизированные   варианты   определений фундаментальных понятий: «экосистема», «биогеоценоз», «биосфера»[30].

8. В цикле публикаций, в том числе в двух монографиях, концептуально сформулированы и детально изложены основы новой научной дисциплины, биохимической экологии [3, 31-33].

Эти публикации в нескольких университетах Российской Федерации и других стран (Украина, Белоруссия, Польша и др.) включены в список литературы, рекомендуемой студентам, магистрам и аспирантам.

9.  В  цикле  публикаций,  упомянутых  в  пункте  8,  сформулированы  новые  концеп ции  и предложены соответствующие термины: «экологические хемомедиаторы» и «экологические хеморегуляторы» [3, 1 1 , 3 1 , 32, 33].

10.  В развитие представлений В.И. Вернадского о биокосном веществе выдвинуто новое представление о биокосной регуляции миграции элементов и перемещений вещества в биосфере [34].

11.  Предложена новая типология основных видов миграции элементов и перемещений вещества в экосистемах и биосфере [34].

12.  Дополнена типология основных видов вещества в биосфере и окружающей среде[35, 36].

Дополнительные сведения о новых результатах в указанных направлениях и биб- лиография даны на сайте:  http://www.scribd.com/doc/75290116.

Подчеркнем теоретическое и практическое значение указанных исследований и публикаций. Достигнутое в упомянутых работах более глубокое понимание фундаментальных вопросов  функционирования  экосистем  и  проблем  химико-биотических  взаимодействий внесло весомый вклад в развитие экологических и биосферных наук, а также в разработку научных основ экологической безопасности. Эти работы внесли существенный вклад в создание  инновационных  экобиотехнологий,  которые  основаны  на  использовании биообъектов ибиологических сообществ организмов для очищения окружающей среды, в том числе для очищения воды, для улучшения качества воды [37].

Список литературы

1.     Ostroumov S.A. Bioconrrol of water quality: Multifunctional role of biota in water self-purification. - Rus. J. Gen. Chem, 2010, 80 (13): 2754-2761.
https://www.researchgate.net/publication/259335618;
doi:10.1134/s1070363210130086;

http://5bio5.blogspot.com/2012/08/biocontrol-of-water-quality.html;

http://5bio5.blogspot.com/2012/09/water-quali ty-and-self-purification.html.

2.    Ostroumov S.A., Kolesov GM. The role of biodetritus in accumulation of elements in aquatic ecosystems //Contemporary Problems of Ecology. 2010. № 3 (4). P. 369-373. https://www.researchgate.net/publication/225471572;
DOI 10.1134/S1995425510040016. http://trove.nla.gov.au/work/40349852; http://www.scribd.com/doc/75098592.

3.    Ostroumov S.A. On the concepts of biochemical ecology and hydrobiology: Ecological chemomediators // Contemporary Problems of Ecology. 2008. № 1 (2). P. 238-244. http://www.scribd.com/doc/63711272/; http://www.scribd.com/doc/73795942.

4.    Ostroumov S.A. Basics of the molecular-ecological mechanism of water quality formation and water self-purification. -Contemporary Problems of Ecology. 2008. №1 (1). P. 147-152. https://www.researchgate.net/publication/200583098;
DOI: 10.1134/S1995425508010177; http://trove.nla.gov.au/work/79286149;  http://5bio5.blogspot.com/2012/07/basics-of-molecular-ecological.html;

https://sites.google.com/site/ostroumovsergei/basics-of-the-molecular-ecological-mechanism-of-water-quality- fonnation-and-water-self-purification—contemporary-problems-of-ecology-2008- vol-l-no-l-p-147-152.

5.    OstroumovS.A., Widdows J. Inhibition of mussel suspension feeding by surfactants of three classes.

Hydrobiologia, 2006, Vol. 556. P. 381-386. 
https://www.researchgate.net/publication/215586803;
DOI: 10.1007/s10750-005-1200-7;
https://www.researchgate.net/publication/259402821;  http://www.scribd.com/doc/45958156http://www.scribd.com/doc/59544597;

http://www.scribd.com/doc/104742811.

6.    Ostroumov S.A. On the multifunctional role of the biota in the self-purification of aquatic ecosystems. -Russian Journal of Ecology. 2005. №36 (6). P. 414-420. https://www.researchgate.net/publication/227317445;
DOI: 10.1007/s11184-005-0095-x; http://www.scribd.com/doc/45572968;  http://5bio5.blogspot.com/2012/09/on-multifunctional-role-of-biota-in.html.

7.    Ostroumov S.A. Some aspects of water filtering activity of filter-feeders // Hydrobiologia, 2005, Vol. 542. Pages: 275-286. https://www.researchgate.net/publication/226902807;
DOI: 10.1007/s10750-004-1875-1;

http://5bio5.blogspot.com/2012/09/some-aspects-of-water-filtering.html;

http://www.scribd.com/doc/44105992;

http://www.scribd.com/doc/45958156; http://5bio5.blogspot.com/2012/08/published-ostroumov- s.html.

8.    Ostroumov S.A. Aquatic ecosystem as a bioreactor: water purification and some other functions.

-Rivista. di Biologia - Biology Forum. 2004. №97(1). P. 67-78, http://5bio5.blogspot.com/2012/08/aquatic-ecosystem-as-bioreactor-water.html; http://www.scribd.com/doc/52656760.

9.    Ostroumov S.A. Studying effects of some surfactants and detergents on filter-feeding bivalves // Hydrobiologia. 2003. № 500. P 341-344.

http://www.scribd.coni/doc/63898669;

http://www.springerlink.com/content/k05884h730t228w4/.

10.  Ostroumov S.A., Dodson S.I., Hamilton D., Peterson S.A., Wetzel R.G. Medium-term and long- term priorities in ecological studies // Rivista di Biologia. 2003. № 96(2). P. 327-332. http://www.scribd.com/doc/48100827;

http://5bio5.blogspot.com/2012/08/medium-term-and-long-term-priorities-in.hrml.

11.  Ostroumov S.A. The Functions of Living Substancesin the Biosphere // Herald of the Russian

Academy of Sciences. 2003, № 73 (2). P. 164-169. http://5bio5.blogspot.com/2012/09/the-functions-of-living-substances-in.html.

12.  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. Vol. 96.1s.

1. P. 159-169.

http://5bio5.blogspot.com/2012/09/ostroumov-sa-anthropogenic-effects-on.html;

http://www.scribd.com/doc/52636721.

13.  Ostroumov S.A. Inhibitory analysis of top-down control: new keys to studying eutrophication, algal blooms, and water self-purification // Hydrobiologia. 2002. Vol. 469. Is. 1-3. P. 117-129. http://www.scribd.com/doc/52598579;

http://www.deepdyve.com/lp/springer-joumals/inhibitory-analysis-of-top-down-control-new- keys-to-studying-cDrLImLx31;

http://www.scribd.com/doc/50363310;

www.moip.msu. ru/?p= 154;

http://5bio5.blogspot.com/2012/07/inhibitory-analysis-of-top-down-control.html.

14.  Ostroumov S.A.
Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water purification:
current conceptualizations and concluding remarks // Hydrobiologia. 2002. Vol. 469. No. 1-3. P.
203-204.
https://www.researchgate.net/publication/200582742; DOI: 10.1023/A:1015555022737;

http://www.deepdyve.com/lp/springer-journals/polyfunctional-role-of-biodiversity-in-processes- leading-to-water-6hc0hSENAj.

15.  Ostroumov S.A. An amphophilic substance inhibits the mollusk capacity to filter out phytoplankton cells from water//Biology Bulletin. 2001. Vol. 28. N. 1. P. 95-102. http://www.scribd.com/doc/63444377.

16.  Ostroumov S.A. Criteria for assessing ecological hazards of man-made impact on biota: Searching for a system // Doklady Akademii Nauk,2000. Vol. 371. Is. 6. P. 844-846. Переведено на англ.: Criteria of ecological hazardsdue to anthropogenic effects on the biota: searching for a system // Dokl. Biol. Sci. (Doklady Biological Sciences). 2000. №371. P. 204-206.   http://www.scribd.com/doc/49088234; http://www.scribd.com/doc/49065503; http://sites.google.com/site/2000dbs371p204criteria/;

Comments on the new system of thecriteria:  http://www.scribd.com/doc/105063532.

17.  Ostroumov S.A. Biological filtering and ecological machinery for self-purification and bioremediation in aquatic ecosystems: Towards a holistic view // Rivista di Biologia-Biology Forum. 1998. Vol. 91. Is. 2. P. 221-232.

http://www.scribd.com/doc/42830557;

18.  Fisher N.. Maertz-Wernte M., Ostroumov S.A. Effects of aquatic pollution by a non-ionogenic surfactant on themarine diatom Thalassiosirapseudonana // Izvestiya Akademii Nauk Seriya Biologicheskaya. 1996. No. P. 91-95.

Paper on the web-site of the publishers: http://www.maik.ru/cgi-perl/search.pl? type=abstract&name=biobull&number=l&year=96&page=76.

19.  WaterburyJ., Ostroumov S.A. Effect of non-ionogenic surfactant on cyanobacteria // Microbiology, 1994. №63 (2). P. 140-142.

Cited, mentioned at British Library Direct as: http://direct.bl.uk/bld/PlaceOrder.do?UIN=023773570&ETOC=EN&from=searchengine; At the site of a U.S. library:  http://bibapp.mbl.edu/works/416.

20.  Ostroumov S.A., SemykinaN.A. Reaction of Fagopyrum esculentum Moench to Pollution of

Aqueous Medium with Polymeric Surfactants // Russian Journal of Ecology, 1993. № 24 (6). P.

386-390.

Availability via the site: http://direct.bl.uk/bld/PlaceOrder.do?UIN=019540005&ETOC=EN&from=searchengine; Cited at British Library Direct; http://direct.bl.uk/bld/PlaceOrder.do?UrN=019540005&ETOC=EN&from=searchengine; Cited at:  http://www.world-pharmacy.info/fagopyrum.

21.  Ostroumov S.A., Khoroshilov V.S. Biological activity of waters polluted with a liquid surfactant- containing detergent// Izvestiya Akademii NaukSSSR, Seriya Biologicheskaya. 1992. No. 3. P.

452- 458.

See the sites: http://moscowstate.academia.edu/SergeiOstroumov/Papers/1906576; Citation, e.g., in Australia:

Cited as: OstroumovSA, Khoroshilov V.S. (1992) Biological activity of waters polluted with a liquid surfactant-containing detergent// Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Biologicheskaya 0, 452-458. At: http://www.newcrops.uq.edu.au/listing/speciesjpages_F/Fagopyrum_esculenrum_1992.htm; cited as: Ostroumov, S.A., Khoroshilov V.S. Biological activity of waters polluted with a liquid surfactant-containing detergent// Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk Seriya Biologicheskaya

1992. № 3. P. 452-458.

In Australia:  http://www.newcrops.uq.edu.au/listing/fagopyrumesculentum.htm

22.  Ostroumov S.A. Nontraditional nonanimal approaches to the ecotoxicology of xenobiotics // Abstracts of Papersof the American Chemical Society. 1992.Vol. 203 (1). P. 302-ENVR.

23.  Ostroumov S.A.; Maximov V.N. A bioassay of surfactant solutions based on the disturbanceof seedling adhesion to the substrate and the development of roothairs by rhizodermis // Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Biologicheskaya. 1991. No. 4. P. 571-575.

Cited as: Ostroumov, S.A., Maksimov V.N. A bioassayof surfactant solutions based on the disturbance of seedling adhesion to the substrate and the development of roothairs by the rhizodermis //Izvestiya Akademii NaukSssr Seriya Biologicheskaya. 1991. №4. P. 571-575. Cited in Australia:  http://www.newcrops.uq.edu.au/listing/fagopyrumesculenrum.htm.

Cited at: http://eurekamag.com/research/006/931/bioassay-surfactant-solutions-based-disturbance-seedling-adhesion-substrate-progress-root-hairs-rhizodermis.php#.UEJkp9bN-M4.

24. Ostroumov S.A. Biologically active substances of ecological importance and methodological aspects of the estimation of thebiological activity of pollutants // Russ. Chem. Rev. 1991. № 60 (3). P. 265-265. DOI: 10.1070/RC1991v060n03ABEH001051. http://moscowstate.academia.edu/SergeiOstroumov/Papers/1908804.

25.  Ostroumov S.A., Tretyakova A.N. Effect of environmental pollution with a cationic surfaceactive substance on algae and Fagopuum esculentum sprouts // Soviet J. Ecology. 1990. Vol. 21 .№ 2. P.79-81.   Available at: http://www.cabdirect.org/abstracts/19911959003.html;jsessiomd=A94FF8C3946B30B7F886D2

BCF88204FC.

26.  Johnson M.E., Ostroumov S.A., Tyson J.F., Xing B. Study of the interactions between Elodea canadensis and CuO nanoparticles // Russian Journal of General Chemistry. 2011. Vol. 81. No.13.  P. 2688-2693, doi:10.1134/S107036321113010X.

27. Ostroumov S.A., Kotelevtsev S. V.Toxicology of nanomaterials and environment // Ecologica.

2011. Vol. 18. Is. 61. P. 3-10.

www.scribd.com/doc/58103094/; http://scipeople.ru/publication/102825/.

28. SolomonovaE.A., and Ostroumov S.A. Toleranceof an Aquatic Macrophyte Potamogeton crispus

L. to Sodium Dodecyl Sulphate // Moscow University Biological Sciences Bulletin, 2007. Vol.

62. No. 4. P. 176-179. DOI: 10.3103/S0096392507040074;

http://www.scribd.com/doc/45556848.

29.  Ostroumov S.A. The Synecological Approachto the Problem of Eutrophication. - Doklady Biological Sciences, 2001. Vol. 381. No.1-6. P.559-562. DOI: 10.1023/A: 1013378505630. http://www.scribd.com/doc/49065550/.

30.  Ostroumov S.A. NewDefinitions of the Concepts and Terms Ecosystem and Biogeocenosis // Doklady Biological Sciences, 2002. Vol. 383. No.1-6. P. 141-143. www.scribd.com/doc/49065580; DOI: 10.1023/A: 1015393924967.

31.  Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию. 1986. М.: Изд-во Московского университета, 1986. 176 с. http://www.scribd.com/doc/63793979/

32.  Ostroumow S.A. Wprowadzenie do ekologii biochemicznej. [= Introduction to Biochemical Ecology] Warszawa:Wydawnictwo Naukowe PWN [= PWN Press],1992. 205 p. [translated from Russian by J. Kurylowicz = tl. z jez. ros. Jerzy Kurylowicz] ISBN-13: 9788301104542. ISBN-10: 8301104546.

33. Телитченко M.M., Остроумов С.А. Введение в проблемы биохимической экологии:

биотехнология, сельское хозяйство, охрана среды.М.: Наука. 1990. 288 с.

34. Остроумов С.А. Гидробионты как фактор регуляции потоков вещества и миграции элементов в водных экосистемах // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2003. Т.5.№ 2. С.249-255.  http://www.scribd.com/doc/57635187.

35.  Остроумов С.А. Отипологии основных видов вещества в биосфере // Экологическая химия 2011.20(3): 179-188.

36.  Остроумов С.А. Фундаментальные вопросы экологии обезвреживания токсичных элементов в биосфереи улучшения экологического мониторинга // Экология и промышленность России, 2011, ноябрь, с.24-27.  http://www.scribd.com/doc/72874929/.

37.  Абакумов В.А. Новоев ремедиации и восстановлении загрязненных водных систем // Проблемы биогеохимии и геохимическо экологии. 2007. №2 (4). С. 98-100.

 

Achievements in the life sciences № 5. 2012.

 

**