Биомасса (биоматериал ЕС-1) уменьшает концентрацию меди в воде: измерение методом ААС. - Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2017, 24:87-92; https://www.researchgate.net/publication/321244568;
Biomass (EC-1 biomaterial) reduces copper (Cu) content in water: measurement using AAS;
https://5bio5.blogspot.com/2017/11/biomass-cu.html;
Опубликованная статья:Кирюшин А.В., Тропин И.В., Остроумов С.А. Биомасса (биоматериал ЕС-1) уменьшает концентрацию меди в воде: измерение методом ААС. - Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2017, 24:87-92.
БИОМАССА (БИОМАТЕРИАЛ ЕС-1) УМЕНЬШАЕТ КОНЦЕНТРАЦИЮ МЕДИ В ВОДЕ:ИЗМЕРЕНИЕ МЕТОДОМ ААСКирюшин А.В., Тропин И.В., Остроумов С.А.МГУ имени М.В.ЛомоносоваBiomass (EC-1 biomaterial) reduces copper (Cu) content in water: measurement using AASKiryushin A.V., Tropin I.V., Ostroumov S.A.M.V.Lomonosov Moscow State UniversityАННОТАЦИЯ. В опытах авторов методом атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС) в условиях кратковременной инкубации доказана способность биогенного (фитогенного) материала ЕС-1 снижать содержание меди (copper, Cu) в водной среде. Результаты вносят вклад в подтверждение теории самоочищения воды с участием биоты (биологического сообщества, живых организмов экосистемы), сформулированной в работах [22-24]. Результаты могут быть использованы для расширения научной базы для очищения воды на основе применения биотехнологических подходов.КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: медь, качество воды, очищение воды, биогенный материал, ААС;ABSTRACT. In the authors experiments, the ability of biogenic (phytogenic) material EC-1 to decrease the copper (Cu) content in an aqueous medium was proved using the method of atomic absorption spectroscopy (AAS). This was proved in the author’s experiments under short-term incubation conditions. The results contribute to the confirmation of the theory of self-purification of water with the participation of the biota (biological community, living organisms of the ecosystem) originated by S.A. Ostroumov [22-24]. The results can be used to expand the scientific basis for water purification with the application of biotechnological approaches.KEYWORDS: copper (Cu), water quality, water purification, biogenic material, AAS;
ВВЕДЕНИЕ.Способность биомассы различного происхождения снижать содержание тяжелых металлов в воде, а также иммобилизовывать тяжелые металлы была установлена в нескольких лабораториях (например, [1- 21]). Целью этого исследования было проверить, способен ли биогенный материал ЕС-1 (фитогенной природы) снижать содержание меди в водной среде, что должно наблюдаться в случае иммобилизации этого тяжелого металла данным биогенным материалом.МЕТОДЫПроводили инкубацию сосудов, в которые помещали биогенный материал ЕС-1 в водной среде с добавлением меди. Сосуды содержали 1 л дистиллированной воды. Масса биогенного материала составляла 35,33 г в сосуде 1 и 35,84 г в сосуде 2. Объем водной среды составлял 1 л в каждом сосуде.Инкубация продолжалась 20 минут. Измерение содержания меди проводили методом ААС.Определение концентрации кадмия проводилось пламенным вариантом метода атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС) на атомно-абсорбционном спектрометре TJA UNICAM 929 SOLAAR производства компании «TJA Solutions», США.Определение проводилось пламенным вариантом метода ААС в пламени ацетилен-воздух.Использованный стандарт: медь: раствор Медь: раствор меди азотнокислой в 0,5 М азотной кислоте, 1 мг/мл, ЭАА «Экоаналитика» (Москва, РФ).РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕРезультаты измерений концентрации меди в водной среде приведены в Таблице 1.Табл.1Содержание меди (Cu) в водной среде (методом ААС), мг/л
Варианты опыта | До инкубации | После инкубации | Содержание после инкубации, % по сравнению с исходным уровнем | Вывод о наличии снижения после инкубации |
Вариант 1 | 1,49 | 0,23 | 15.4 | Снижение концентрации Cu в водной среде происходит; величина снижения более 80% |
Вариант 2 | 1,49 | 0,25 | 16.8 | Снижение концентрации Cu в водной среде происходит; величина снижения более 80% |
Вариант 3 (контроль, без добавления меди) | Менее 0,1 | Менее 0,1 | - | Свидетельств снижения концентрации Cu не обнаружено |
Вариант 4 (контроль, без добавления меди | Менее 0,1 | Менее 0,1 | - | То же |
Результаты вносят вклад в увеличение суммы фактов, которые подтверждают теорию самоочищения воды с участием биоты [22-24, 27]. Авторы показали также, что биомасса (биоматериал ЕС-1) способна также снижать концентрацию в водной среде цинка [28]. Результаты могут быть использованы для расширения научной базы для очищения воды путем применения биотехнологических подходов.
ВЫВОДЫ.
1. В присутствии биомассы (биоматериал ЕС-1) происходило быстрое снижение содержания меди (Cu) в водной среде.
2. При кратковременной инкубации в условиях опыта снижение за 20 минут составило более 80%, содержание Cu после инкубации было 15.4 - 16.8 % от исходного уровня.
3. Дальнейшее изучение свойств биоматериалов, в том числе биомассы растений, представляет интерес с точки зрения биотехнологии, экотоксикологии и биохимической экологии [25-26, 28].
БЛАГОДАРНОСТЬ. Авторы благодарят коллег по Московскому университету и РАН за помощь в работе, полезные советы и обсуждение.
БИБЛИОГРАФИЯ.
1. Ostroumov S.A., Shestakova T.V., Kotelevtsev S.V., Solomonova Ye.A., Golovnya Ye.G., Poklonov V.A. Prisutstviye makrofitov v vodnoy sisteme uskoryayet snizheniye kontsentratsiy medi, svintsa i drugikh tyazhelykh metallov v vode // Vodnoye khozyaystvo Rossii: problemy, tekhnologii, upravleniye. 2009, № 2, s. 58-67. http://5bio5.blogspot.com/2016/11/format-2-unformatted-selected.html; http://5bio5.blogspot.com/2016/11/selected.html;
2. Tropin I.V., Shestakova T.V., Ostroumov S.A. Termofil'nyye vodorosli: vzaimodeystviye s metallami kak faktor vozdeystviya na geokhimicheskuyu sredu // Black Sea Scientific Journal of Academic Research, 2015, tom 20, № 2, s. 27-30.
3. Pukhov V.V., Lubkova T.N., Shestakova T.V., Tropin I.V., Kotelevtsev S.V., Ostroumov S.A. Biosorbtsiya metallov eukariotnymi mikroorganizmami – analiz metodom ICP-MS // Black Sea Scientific Journal of Academic Research, 2015. tom 21, № 3, s. 10-15.
4. Ostroumov S.A., Kolesov G.M. The Aquatic Macrophyte Ceratophyllum demersum Immobilizes Au Nanoparticles after Their Addition to Water // Doklady Biological Sciences, 2010, tom 431, s. 124-127.
5. Ostroumov S.A., Kolesov G.M. The role of biodetritus in accumulation of elements in aquatic ecosystems // Contemporary Problems of Ecology, 2010, tom 3, № 4, s. 369-373.
6. Ostroumov S.A., S.V. Kotelevtsev, Monique Johnson, J. Tyson, B. Xing. Experimental research: biogenic substance, ecotoxicants, and nanoparticles. Moscow, MAKS Press. 2013. - 28 p. (in Rus.).
7. Sheng P.X., Ting Y.-P., Chen J.P., Hong L. Sorption of lead, copper, cadmium, zinc, and nickel by marine algal biomass: characterization of biosorptive capacity and investigation of mechanisms. J. Colloid Interface Sci., 2004, 275, pp. 131–141.
8. Lubkova T.N., Pukhov V.V., Shestakova T.V., Tropin I.V., Kotelevtsev S.V., Ostroumov S.A. Izucheniye vzaimodeystviya nekotorykh khimicheskikh elementov s vodoroslyami: proverka sposobnosti k biosorbtsii / // Samarskaya luka: problemy regional'noy i global'noy ekologii. — 2015. — T. 24, № 4. — S. 25–31.
9. Lubkova T.N., Pukhov V.V., Shestakova T.V., Tropin I.V., Kotelevtsev S.V., Ostroumov S.A. Izucheniye vzaimodeystviya toksichnykh metallov s biomassoy odnokletochnykh vodorosley metodom ICP-MS // Toksikologicheskiy vestnik. — 2015. — № 6. — S. 41–45.
10. Pukhov V.V., Lubkova T.N., Shestakova T.V., Tropin I.V., Kotelevtsev S.V., Ostroumov S.A. K razrabotke biotekhnologii ochishcheniya vody c ispol'zovaniyem atsidofil'nykh vodorosley: rezul'taty analiza metodom ICP-MS // Ekologiya promyshlennogo proizvodstva, 2015 № 3, s. 28-32.
11. Poklonov V.A., Kotelevtsev S.A., Shestakova T.V., Sheleykovskiy V.L., Ostroumov S.A. Izucheniye fitoremediatsionnogo potentsiala vodnykh rasteniy Lilaeopsis brasiliensis i Utricularia gibba // Voda: khimiya i ekologiya, 2012, № 5, s. 66-69.
12. Ostroumov S.A., Poklonov V.A., Kotelevtsev S.V., Shestakova T.V., Demina L.L., Sheleykovskiy V.L. Sredouluchshayushchiye fitotekhnologii: Micranthemum umbrosum i drugiye vodnyye makrofity kak faktor snizheniya soderzhaniya v vode tyazhelykh metallov // Tekhnologii zhivykh sistem, 2013, tom 10, № 1, s. 53-57.
13. Johnson M.E., Ostroumov S.A., Tyson J.F., Xing B. On the biogeochemistry and geochemical ecology of nanotechnology products: interactions of metal oxide nanoparticles with macrophytes and plant-derived materials // Problemy biogeokhimii i geokhimicheskoy ekologii, 2011, tom 3, № 17, s. 136-148.
14. 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, tom 81, № 13, s. 2688-2693 (in English).
15. Ostroumov S.A. Studying the fate of pollutants in the environment: binding and immobilization of nanoparticles and chemical elements // Ecologica, 2011, tom 18, № 62, s. 129-132.
16. Sheleykovskiy V.L., Poklonov V.A., Kotelevtsev S.V., Shestakova T.V., Ostroumov S.A. Vzaimodeystviya kadmiya i drugikh tyazhelykh metallov s vodnymi makrofitami Ludwigia repens, Micranthemum micranthemoides i Micranthemum umbrosum // Problemy biogeokhimii i geokhimicheskoy ekologii, 2011, tom 3, № 17, s. 166-170.
17. Dzhonson M., Ostroumov S.A., Tayson Dzh. F., Shin B. Izucheniye vzaimodeystviy Elodea Canadensis i nanochastits CuO // Ekologicheskaya khimiya, 2011, tom 20, № 4, s. 189-194 (in Rus.).
18. Poklonov V.A., Kotelevtsev S.V., Demina L.L., Shestakova T.V., Sheleykovskiy V.L., Ostroumov S.A. Izucheniye vzaimodeystviy neorganicheskikh zagryaznyayushchikh veshchestv s rasteniyami v usloviyakh vodnykh mikrokosmov // Uspekhi nauk o zhizni. 2011, № 3, s. 121-123.
19. Poklonov V.A., Kotelevtsev S.V., Ostroumov S.A., Shestakova T.V., Solomonova Ye.A. O vzaimodeystviyakh neorganicheskikh i organicheskikh pollyutantov s rasteniyami // Uspekhi nauk o zhizni. 2011, № 3, s. 124-127.
20. Poklonov V.A., Kotelevtsev S.A., Shestakova T.V., Ostroumov S.A. Snizheniye kontsentratsiy tyazhelykh metallov v vodnykh rastvorakh pri vzaimodeystvii s makrofitami // Ekologicheskaya khimiya, 2011, tom 20, № 4, s. 200-203.
21. Ostroumov S. A., Shestakova T. V., Tropin I. V. Biosorbtsiya medi biomassoy ekstremofil'nykh vodorosley // Ekologicheskaya khimiya, 2015, t. 24. № 3, 148–152.
22. Ostroumov S.A. O polifunktsional'noy roli bioty v samoochishchenii vodnykh ekosistem // Ekologiya. 2005. № 6. S. 452–459. https://www.researchgate.net/publication/227317445;
23. Ostroumov S.A. Biologicheskiy mekhanizm samoochishcheniya v prirodnykh vodoyemakh i vodotokakh: teoriya i prilozheniya // Uspekhi sovremennoy biologii. 2004. t.124. №5. s.429-442. https://www.researchgate.net/publication/269764796; polnyy tekst stat'i dan takzhe zdes': https://www.researchgate.net/publication/294721461;
24. Ostroumov S. A. O bioticheskom samoochishchenii vodnykh ekosistem. Elementy teorii // Doklady akademii nauk (DAN). 2004. t. 396. № S. 136-141. https://www.researchgate.net/publication/265294672;
25. Ostroumov S.A. Vvedeniye v biokhimicheskuyu ekologiyu. Moskva, Izdatel'stvo Moskovskogo universiteta, 1986. 176 s. https://www.researchgate.net/publication/259800839;
26. Telitchenko M.M., S.A.Ostroumov. Vvedeniye v problemy biokhimicheskoy ekologii. Moskva: Nauka. 1990. 288 s. https://www.researchgate.net/publication/309733399;
27. Остроумов С.А. Роль биоты в экологических механизмах самоочищения воды. Москва, МАКС-Пресс, 2016. 124 с. https://www.researchgate.net/publication/313248439;
28.Кирюшин А.В., Тропин И.В., Остроумов С.А. Способность биомассы (биоматериала ЕС-1) иммобилизовывать цинк в условиях краткосрочной инкубации // Доклады МОИП, 2016 (МАКС Пресс, Москва), том 62, с. 240-243.
Опубликовано как:
Кирюшин А.В., Тропин И.В., Остроумов С.А. Биомасса (биоматериал ЕС-1) уменьшает концентрацию меди в воде: измерение методом ААС. - Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2017, 24:87-92.
Biomass (EC-1 biomaterial) reduces copper (Cu) content in water: measurement using AAS.
Kiryushin A.V., Tropin I.V., Ostroumov S.A.