Challenges in organic matter studies in the biosphere - see publications with the keyword:
ex-living matter,
https://5bio5.blogspot.com/2018/05/chel.html;
authored by Sergei A. Ostroumov, Moscow University,
e.g.:
- Nov 2017
С. А. Остроумов. Новые аспекты роли организмов и детрита в детоксицирующей системе биосферы // Экологическая химия 2017, 26(6); 301–311. https://www.researchgate.net/publication/321149781; New Aspects of the Role of Organisms and Detritus in the Detoxification System of the Biosphere. Ecological Chemistry. Ekologicheskaya Khimiya. https://www.researchgate.net/publication/321149781; Abstract. Аннотация на русском языке, аннотация на английском языке. НОВЫЕ АСПЕКТЫ РОЛИ ОРГАНИЗМОВ И ДЕТРИТА В ДЕТОКСИЦИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЕ БИОСФЕРЫ С. А. Остроумов* Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, Москва, 119991 Россия; *e-mail: ostroumov@mail.bio.msu.ru; Поступило в редакцию 25 сентября 2016 г.; В обзоре освещены новые стороны участия организмов в детоксицирующей системе биосферы. Анализируются вопросы детоксикации токсичных загрязнителей окружающей среды. Новые экспериментальные данные автора, а также большой объем информации в научной литературе ведет к детализации представлений о существенной роли биогенного детрита и связанных с ними биогенных веществ в детоксикации окружающей среды. Этот вывод может быть полезным при разработке новых технологий ремедиации и очищения загрязненных компонентов окружающей среды. Ключевые слова: биосфера, детоксикация, контроль загрязнения, токсичные химические элементы, иммобилизация, сорбция, биогенный детрит, бывшее живое вещество, БЖВ, ELM; ** Abstract in English: New Aspects of the Role of Organisms and Detritus in the Detoxification System of the Biosphere S. А. Ostroumov* Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia *e-mail: ostroumov@mail.bio.msu.ru Abstract―In this review, the role of organisms in the detoxification system of the biosphere is revisited. The issues of detoxification of toxic environmental pollutants are analyzed. This analysis of the new experimental data of the author as well as a large body of information in the scientific literature led to some new concepts on a substantial role of biogenic detritus and related biogenic substances in detoxification of the environment. This conclusion could be helpful in developing new technologies of remediation of polluted components of the environment. The author originated a new typology of functional types of matter (chemical substances) in the biosphere. This typology includes the three functional types of matter, namely: (1) living matter (biomass); (2) ex-living matter (ELM); (3) non-living matter (no-living matter, non-alive matter). The new term “ex- living matter” (ELM) was coined by the author in his publications in 2011–2012. The ecological and biospheric role of the new functional type of matter, namely, ex-living matter (ELM) is analyzed in this review paper on the basis of the author’s experiments and the related data from international scientific literature. Keywords: biosphere, detoxification, pollution control, toxic chemical elements, immobilization, sorption, biogenic detritus
Mentioned in project: Dissemination of environmental science knowledge
- Jan 2010
Остроумов С.А. Новая типология вещества и роль ex-living matter (ELM) в биосфере [New typology of matter and the role of ex-living matter (ELM)] // Ecological Studies, Hazards, Solutions. 2010. Vol.16. P. 62-65. https://www.researchgate.net/publication/269092716;
- Jan 2012
https://www.researchgate.net/publication/266674620; https://www.researchgate.net/publication/266674620_ ; Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии. 2012. – Т. 21, № 4. – С. 5-19. ИЗУЧЕНИЕ ВОПРОСОВ ХИМИКО-БИОТИЧЕСКИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В БИОСФЕРЕ. © 2012 С.А. Остроумов; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва (Россия); Поступила 11.01.2012; Рассмотрены две проблемы, связанные с современной типологией видов веще- ства в биосфере. Согласно традиционным представлениям, в биосфере пред- ставлено живое и неживое вещество. Для внесения вклада в решение этих про- блем, автор выдвинул концепцию третьего вида вещества, ‘ex-living matter’ (ELM). Автор обсуждает свои эксперименты (проведенные и опубликованные вместе с соавторами) и данные научной литературы, которые создают эмпири- ческую основу для новой концепции третьего типа вещества. Сформулированы и рассмотрены основные функции ELM в биосфере, а также варианты названий нового типа вещества. Ключевые слова: биосфера, В.И. Вернадский, окружающая среда, биогеохимия, экология, живое вещество, типы вещества, ex-living matter, тяжелые металлы; Ostroumov S.A. STUDYING ISSUES OF CHEMICO-BIOTIC INTERACTIONS IN THE BIOSPHERE – The main challenges to the current conceptualization of the types of matter in the biosphere are addressed. To meet and respond to the challenges, the author suggested a new conceptualization which is based on his suggestion to identify so called ‘ex-living matter’ (ELM). The author discusses his experiments (carried out together with his co-authors) which provide a solid factual foundation to this conceptualization, as well as other data available in literature. The main functions of ELM in the biosphere were also formulated and considered by the author. Some alternatives and variants in verbal expression to be used as a name for the new type of matter are also included in the publication. Key words: biosphere, V.I.Vernadsky, environment, biogeochemistry, ecology, living matter, types of matter, ex-living matter, heavy metals ВВЕДЕНИЕ В.И. Вернадский (2001) показал важность связей между параметрами геохи- мической среды и активностью живого вещества, подчеркивал важность различных способов воздействий живого вещества на окружающую природу, говоря совре- менным языком, на геохимическую среду. Накопление данных о геохимической среде и факторах, воздействующих на концентрации химических элементов (Доб- Остроумов Сергей Андреевич, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, ar55@yandex.ru 6 ровольский, 2007а,б; Добровольский, Никитин, 2010; Ермаков В.В., Тютиков, 2008; Ермаков, 2003; Ковальский, 1982; Липатникова, 2011; Моисеенко и др., 2006; Ост- роумов и др., 2009а,б; Остроумов С.А., Шестакова, 2009; Остроумов, 1986, 2010, 2011; Остроумов, Демина, 2009; 2010; Остроумов, Колесов, 2009а,б, 2010а, б, в; Панин, 2002; Перельман, Касимов, 2006; Ostroumov, 2006; Stark., Rayson, 2000; Vernadsky, 1944) и биогеохимические потоки в биосфере (Остроумов, 2004; Липат- никова, 2011; Ostroumov, 2006) ведет к необходимости дополнительного анализа этих данных и формулировке соответствующих обобщений. Цель данной работы – с учетом новых данных рассмотреть вопрос о типологии видов вещества в биосфе- ре. Данная работа написана на основе научного доклада автора в Институте гео- химии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН на Биогеохимических чтениях памяти члена-корреспондента Виктора Владиславовича Ковальского (1899-1984) 28 июня 2011 года. Работа основана на серии предыдущих публикаций, в том числе (Остроумов, 2010, 2011). Существует две основные концепции при рассмотрении типологии основных видов вещества. Традиционная типология выделяет два типа вещества: 1) неживое вещество и 2) живое вещество. В.И. Вернадский (1983 - 1945), разрабатывая учение о биосфере, предложил другую типологию. Он выделял три основных типа вещества: 1) живое вещество; 2) неживое (косное) вещество; 3) биокосное вещество (Вернадский, 2001). Эта типология сыграла значительную роль в развитии комплекса наук о Зем- ле, а также биологических наук, повлияла на формирование экологических наук. Изучение химико-биотических взаимодействий (Добровольский, 2007а,б; Добровольский, Никитин, 2010; Ермаков В.В., Тютиков, 2008; Ермаков, 2003; Ко- вальский, 1982; Липатникова, 2011; Моисеенко и др., 2006; Остроумов и др., 2009а,б; Остроумов С.А., Шестакова, 2009; Остроумов, 1986, 2010, 2011; Остро- умов, Демина, 2009; 2010; Остроумов, Колесов, 2009а,б, 2010а, б, в; Панин, 2002; Перельман, Касимов, 2006; Ostroumov, 2006; Stark., Rayson, 2000; Vernadsky, 1944) накопление большого объема сведений о геохимической среде (например, Ерма- ков, 2003; Ермаков, Тютиков, 2008; Перельман, Касимов, 2006; Донченко, 2088 и др. работы) привело к выявлению новых фактов и нерешенных вопросов, что при- влекает внимание к необходимости заново рассмотреть вопрос об основных типах вещества в биосфере. Цель дальнейшего анализа – рассмотреть некоторые нерешенные вопросы и предлагаемый автором подход для вклада в их решение. 1. НЕРЕШЕННЫЕ ВОПРОСЫ И ПРОБЛЕМЫ. В области изучения роли живого вещества в биосфере есть две нерешенные проблемы. 1.1. Проблема 1. Противоречие по вопросу о соотношении живого и нежи- вого вещества в публикациях В.И. Вернадского. 7 В работах В.И. Вернадского осталась некоторая неоднозначность по вопросу о соотношении живого и неживого («косного», по терминологии В.И.Вернадского) вещества. С одной стороны, он ввел понятие биокосного вещества – в чем-то ин- тегрирующего два других типа вещества, в чем-то занимающего промежуточное положение. С другой стороны, В.И.Вернадский подчеркивал полное различие и противоположность живого и неживого вещества - например, в своей статье, пере- веденной на английский язык и изданной в США (Vernadsky , 1944). Какова же си- туация? Насколько противоположны два типа вещества - живое и неживое? 1.2. Проблема 2. Противоречие между диапазоном концентраций токсич- ных элементов в минералах и диапазоном толерантности. Разработка предложенной учеником В.И.Вернадского академиком А.П.Виноградовым концепции биогеохимических провинций выявила большой объем фактов о вариабельности концентраций элементов в почвах и растениях в различных районах биосферы. Факты об измеренных концентрациях тяжелых ме- таллов в компонентах экосистем и об их воздействии на организмы привлекаю внимание к следующей проблеме, существенной и для биогеохимии, и для эколо- гии. В экологии есть понятие диапазона толерантности. В приложении к тяжелым металлам (Cu, Сo и другие) в почвах это преломляется следующим образом. Для таких металлов, как медь, кобальт и другие, установлены нижняя и верхняя грани- ца приемлемых для жизни концентраций в почве. Большую роль сыграли работы члена-корреспондента Виктора Владимировича Ковальского (1899-1984) (напри- мер, (Ковальский, 1982 и др.) и работы В.В. Ермакова с сотрудниками(2008 и др.). Меньше нижней границы - нехватка микроэлемента, необходимого для метаболиз- ма, для создания ферментов. Больше верхней границы – проявление токсичности. «Геохимический базис жизни» (выражение акад. М.А. Федонкина) связан с необ- ходимостью для живых организмов вписаться в две границы допустимых концен- траций многих химических элементов – в интервал между нижней и верхней до- пустимыми концентрациями. Приведем примеры для двух тяжелых металлов – кобальта и меди. Так, для кобальта (Co) установлено следующее. При концентрации его в поч- вах ниже 4 ppm наблюдается частичная или ярко выраженная недостаточность. У овец, которые пасутся на таких пастбищах, проявляется гипо- и авитаминоз В12, отмечены заболевания акобальтозами. При содержании кобальта в почве более 30 ppm у овец может достигаться верхняя поровая чувствительность (Ковальский, 1982). Таким образом, основной диапазон толерантности составляет 4 - 30 ppm, то есть допустимая концентрация кобальта может изменяться в 7 раз. При концентрации меди (Cu) в почве ниже 10 ppm у пасущихся овец наблю- дается недостаточность, которая проявляется в анемии и лизихе. При концентрации меди в почве выше 60 ppm у многих из пасущихся овец достигается верхняя поро- говая чувствительность. Это проявляется в гемолитической желтухе, поражениях печени, а также анемии (Ковальский, 1982). Следовательно, основной диапазон то- лерантности составляет 10 - 60 ppm. Отсюда вытекает, что допустимая концентра- ция меди может изменяться в шесть раз. Сходным образом, установлены диапазоны толерантности и для других тяже- лых металлов. Подробнее информация по этому вопросу излагается в докладах и публикациях члена-корр. В.В. Ковальского (1982) и В.В. Ермакова (2003, 2008 и др.). Эти работы указывают на относительную узость коридора допустимых кон- 8 центраций – на фоне того, что в почвообразующих породах вариабельность кон- центраций этих металлов гораздо шире. Так, почвообразующие породы, только главные, по среднему содержанию в них меди отличаются в 34 – 58 раз; по среднему содержанию кобальта отличаются в 2000 раз (Ковальский, 1982). Содержание цинка в различных типах почв и в от- дельных образцах почв изменяется в 1000 раз – например, содержание цинка в чер- ноземах может колебаться от 0.1 до 99 •10-5 (Ковальский, 1982). Аналогичным об- разом, и для других элементов концентрации в почвообразующих породах и почвах варьируют в пределах относительно широких диапазонов, которые значительно шире, чем диапазоны толерантности. Один из интересных примеров – селен (Se). Он необходим для биохимических механизмов защиты живых клеток от угрозы ра- ка и других нарушений на молекулярном уровне; однако, избыток селена ведет к проявлениям токсичности. В результате мы видим проблему: как оказывается возможным, что организ- мы выживают в столь вариабельных условиях геохимической среды – когда метал- ла то слишком мало, то слишком много? Этот вопрос относится не только к тради- ционно широко известным тяжелым металлам (железо, медь, цинк, кобальт, мо- либден, марганец и др.), но и к внушительному списку редкоземельных элементов, многие из которых обладают токсичностью. Работы чл.-корр. РАН Т.И. Моисеенко (2006), чл.-корр. Э.В.Ивантера (2007) и многих других авторов подчеркивают еще один аспект важности проблемы выжи- вания организмов в среде, содержащей токсичные элементы – аспект, связанный с нарастанием концентраций этих элементов в силу техногенного загрязнения среды. Далее обсуждается некоторое расширение концептуального аппарата, которое может внести вклад в решение этих проблем. 2. ПРЕДЛАГАЕМЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ УКАЗАННЫХ ПРОБЛЕМ. Некоторый вклад в решение указанных выше проблем достигается, если мо- дифицировать наши представления о типологии вещества в биосфере. Автор пред- лагает третью типологию при анализе основных видов вещества в биосфере. Пред- лагается выделять следующие типы вещества (список не претендует на полноту и не исчерпывает всех возможных типов вещества; вполне возможно, этот список будет дополнен в будущем): 1) живое вещество (living matter); 2) неживое (косное) вещество; 3) бывшее живое вещество (экс-живое вещество, ex-living matter) и продукты его биохимической и химической трансформации (Остроумов, 2010, 2011); 4) биокосное вещество в интерпретации В.И. Вернадского. По своему составу вещество третьего типа разнородно, но обладает общими чертами в своей роли в биосфере. К этому типу вещества можно отнести то веще- ство, которое прошло через статус живого и находится в окружающей среде, в том числе в водной, в виде частиц, раствора или коллоидов. Одна из особенностей ве- щества этого типа – то, что оно вносит существенный вклад в иммобилизацию ряда химических элементов, в снижение их биодоступности, частичное торможение или прерывание циркуляции этих элементов в геохимической среде. Выделение важной роли вещества этого типа дает еще один яркий пример того, о чем писал В.И.Вернадский (1991): «В ходе геологического времени растет мощность выяв- 9 ления живого вещества в биосфере, увеличивается его в ней значение и его воз- действие на косное вещество биосферы» (курсив В.И.Вернадского). Учитывая яв- ление иммобилизации токсичных элементов, можно отметить, что в некоторых случаях живое вещество, создавая для себя благоприятные условия, воздействует на косное вещество биосферы не прямо, а через посредство того, что в данной ра- боте предложено называть веществом третьего типа или ELM. Примеры выявлен- ной в опытах иммобилизации токсичных элементов даны ниже. Примеры объектов биосферы, которые могут рассматриваться как представи- тели вещества третьего типа (некоторые из приведенных ниже классов объектов могут частично пересекаться и накладываться друг на друга): (а) органическое вещество пеллет, выделенных почвенными и водными бес- позвоночными, в том числе бентосными (например, моллюсками) и зоопланкто- ном; (б) вещество погибших организмов; (в) листовой опад, растительная мортмасса (общее содержание в биосфере, по углероду, около 1200 • 1015 - 1600 • 1015 г С (Summerhayes, Thorpe, 1996); (г) биогенный детрит (detrital PAC, particlulate organic carbon) в водных экоси- стемах (общее содержание в биосфере, по углероду, около 30 • 1015 г С [30]); (д) растворенное органическое вещество (DOC, dissolved organic carbon) в во- де пресноводных и морских экосистем (общее содержание в биосфере, по углероду - около 1000 • 1015 г С (Summerhayes, Thorpe, 1996); к этой категории примыкают вещества, называемые экзометаболитами и органическими лигандами; (е) гумус (как почвенный, так и водный); (ж) биогенные неорганические частицы, представленные, например, панцы- рями кремнистых организмов, с размерами панцырей в мм: панцыри диатомовых водорослей (0,2 - 0,02), радиолярий (0,25 - 0,05), силикофлагеллят (0,1 - 0,02), кар- бонатных планктонных фораминифер (0,25 - 0,05), кокколитофорид (мельче 0,01); удельная поверхность этих естественных сорбентов 5 - 120 м2 на 1 г [32]; (3) органическое вещество донных отложений Мирового океана и континен- тальных водоемов (по оценкам, около 1022 г углерода) (Summerhayes, Thorpe, 1996); (и) различные биополимеры, выделяемые организмами во внешнюю среду и др., а также продукты биохимических и химических трансформаций этого вещест- ва (продукты микробиологической переработки, окисления кислородом, продукты фотореакций, в том числе продукты фотодеструкции). Для объективного рассмотрения и проверки предположения о том, чтобы вы- делить указанные объекты биосферы в качестве отдельного типа вещества, необхо- димо остановиться на подходящих критериях. Представляется логичным использо- вать следующий набор критериев: (1) Отличие рассматриваемых материальных объектов от живого вещества; (2) отличие от неживого (косного) вещества; (3) достаточно большая суммарная масса; (4) наличие своей специфики, т.е. специфики выполняемых этим веществом функций в биосфере; (5) существенная роль рассматриваемого вещества в геохимической среде. Приступим к анализу. Отметим, что общая масса вещества третьего типа значительна и на несколько порядков превышает общую массу живого вещества в биосфере. 10 Пример образования заметных количеств вещества третьего типа – накопле- ние биогенного детрита на дне водных систем с организмами. Для краткости ве- щество третьего типа будем обозначать ELM (ex-living matter). В данном сообще- нии уделяется внимание такому представителю ELM, как биогенный детрит; одна- ко, подчеркнем, что это далеко не единственный представитель третьего типа ве- щества. Подчеркнем, что во многих случаях реально наблюдаемое – например, в вод- ных экосистемах – вещество третьего типа не является просто бездыханными тела- ми ранее живых организмов. После их смерти вступают в действие микроорганиз- мы, инициируются химические реакции окисления, деградации и т.д. Через непро- должительное время наблюдаемое вещество – продукт многих модификаций и трансформаций. Кроме того, немалую роль играют прижизненно выделяемые мо- лекулы полимеров - например, полисахариды и другие вещества. Реально наблю- даемое вещество третьего типа, по-видимому, во многих случаях имеют комплекс- ную природу и является результатом многих процессов. Приходится признать, что в определенных случаях границы между типами вещества размыты. Например, по-видимому, в некоторых случаях затруднительно провести четкую границу между веществом 3 и 4-го типа. Возможно, в некоторых случаях будет уместно говорить, что данный объект обладает признаками вещества такого-то типа и на этом останавливаться – не пытаясь жестко классифицировать объект, категорично относя этот объект к строго одному типу вещества. Вполне уместно отметить возможность эволюции, перехода вещества от од- ного типа к другому – например, вещество 3-го типа со временем может превра- щаться в минерал (вещество 2-го типа). Факты, которые поддерживают выделение новой категории вещества (тип 3 в нашей вышеизложенной типологии), многочисленны. Представляются существенными результаты наблюдений и опытов, которые про- водились нами с организмами-фильтраторами (с 1995 г. по настоящее время), а также с микрокосмами в условиях длительной инкубации (с 2002 г. по настоящее время). В этих опытах мы наблюдали и изучали процессы, связанные с образовани- ем существенных количеств ELM. Это вещество образовывалось в результате жиз- недеятельности водных организмов (двустворчатых и легочных моллюсков), а так- же в результате длительной инкубации микрокосмов с макрофитами. Мы осущест- вили сбор и элементный анализ различных образцов биогенного детрита и других компонентов микрокосмов. Результаты отражены в публикациях (Остроумов, Де- мина, 2009, 2010; Остроумов, Колесов, 2009а,б, 2010а,б; Остроумов и др., 2009 и др.). Мы провели также эксперименты по проверке выдвинутой нами гипотезы о возможности связывания с биогенным детритом ряда элементов. Работа по провер- ке этой гипотезы выполнялась совместно с сотрудниками ряда институтов (в том числе Института геохимии и аналитической химии РАН и Института океанологии РАН), которым приносится благодарность за сотрудничество. Гипотеза подтверди- лась (см. ниже). 11 3. ПРИМЕРЫ ФАКТОВ, КОТОРЫЕ ПОДДЕРЖИВАЮТ ВЫСКАЗАННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ Пример 1. Опыт с микрокосмами (Остроумов, Дёмина, 2010). (Выражаем признательность и благодарность соавтору этой работы, д.г.-м.н. Л.Л. Деминой; в ряде аналогичных опытов участвовал к.х.н. Г.М.Колесов). Для описания опытов далее приводятся три таблицы, в которых отражается следующее: состав созданных и изученных микрокосмов (табл.1); добавки металлов в воду микрокосмов (табл. 2); результаты инкубирования микрокосмов – элементный состав биогенного детрита в этих экспериментальных водных экосистемах (табл. 3). Таблица 1 Состав созданных и исследованных микрокосмов Характеризуемый компонент Микрокосм № 1 (контроль) Микрокосм № 2 (опыт) Моллюски Viviparus viviparus, экз. 6 6 Моллюски Viviparus viviparus, суммарная био- масса, г (сырой вес) 33,7 31,6 Макрофиты Ceratophyllum demersum, г (сырой вес) 16,3 15,1 Вода (отстоянная водопроводная вода), л 5 5 Состав вносимого в микрокосмы раствора М7 приведен в таблице ниже. Суммарное добавление за период 5 недель составило 10 мл на весь объем воды в микрокосме (5 л), т.е. 2 мл раствора М7 на 1 л. Таблица 2 Cоли металлов, включенные в состав раствора М7, и добавка солей металлов в микрокосмы Соль Навеска соли для исходного рас- твора «М7» (1 л), мг Добавление соли в микрокосм (при внесении 1 мл раствора «М7»), мкг Fe2 (SO4)3 • 9H2O 40 40 K2Cr2O7 40 40 Cd (CH3COO)2•2H2O 20 20 MnSO4 •5H2O 40 40 CuSO4 •5H2O 40 40 ZnSO4 40 40 CoSO4 •7H2O 40 40 Результаты опыта приведены далее. 12 Таблица 3 Содержание микроэлементов (As и тяжелые металлы ) в осадке биогенного детри- та, мкг/г сухого веса (Остроумов, Дёмина, 2010 и др. ). Химический элемент; плюсом отмечены эле- менты, добав- ленные в водную среду микрокос- ма Микрокосм № 1 (контроль) Микрокосм № 2 (опыт) Отношение со- держания в № 2 к содержанию в № 1, % Вывод о содер- жании металла в опыте, по сравне- нию с контролем 1 2 3 4 5 As 1,85 1,42 76,8 Превышения нет Со (+) 0,67 9,36 1397,0 Превышение Cd (+) 0,62 2,25 362,9 Превышение Pb 11,75 12,25 104,3 Превышения нет Cr (+) 0,32 56,00 17500,0 Превышение Fe (+) 4830 5788 119,8 Небольшое пре- вышение Mn (+) 3233 4729 146,3 Превышение Zn (+) 1398 2501 178,9 Превышение Cu (+) 293 592 202,0 Превышение Пример 2. Новые опыты. Связывание группы элементов, в том числе метал- лов и редкоземельных элементов, с биогенным материалом. Наряду с другими эле- ментами, изучали такие элементы, как As, Be, Cd, Co, Cr, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sr, Ti, V, Zn; изучали также Bi, Ga, Gd, Ge, Ho, Ir, Nb, Rb, Ta, Tb, Te, Th, Tm и др. (cовместная работа с J. Tyson, M. Johnson, B. Xing, University of Massachusetts, MA, USA; публикация в подготовке). Пример 3. Связывание наночастиц, содержащих тяжелые металлы, с биоген- ным материалом (cовместная работа с J. Tyson, M. Johnson, B. Xing, University of Massachusetts, MA, USA; публикация в подготовке). С этими результатами согласу- ется также проведенная работа с использованием спектроскопии ЯМР, которая до- казала эффективное связывание наночастиц, содержащих цинк, с некоторыми ами- нокислотами (триптофан) (совместная работа с В.И. Польшаковым; публикация в подготовке). Пример 4. Данные по изучению гумусовых веществ в почвах и водах. В ли- тературе есть обширные сведения о связывании этими веществами многих токсич- ных веществ. Пример 5. Работами многих лабораторий установлен факт, тесно связанный с вышеприведенными примерами, - связывание многих токсичных веществ донны- ми осадками, причем важную роль играет содержание в донных осадках органиче- ского вещества. Например, недавно это еще раз было показано для связывания Cd, Fe, Co, Ni, As, Cr, Pb, Cu, V донными осадками Иваньковского водохранилища (Липатникова, 2011). Органическое вещество донных осадков имеет биогенный ха- рактер и, конечно же, может служить примером вещества того типа, который в данной работе обозначен как ELM. Пример 6. Существуют данные многих лабораторий о связывании элемен- тов, в том числе токсичных металлов, с биогенным материалом. Например, показа- 13 но эффективное связывание Al(III), Cu(II), Ag(I) с каждым из десяти исследован- ных биогенных материалов (biologically generated materials), иммобилизованных полисиликатным матриксом. Исследованные биогенные материалы включали сфагновый торф, верхний слой почвы, несколько других видов торфа, мертвую биомассу Chlorella vulgaris и клеточный материал растений Datura innoxia (Stark P. C., Rayson G. D., 2000). Пример 7. Большая функциональная значимость биогенного материала в природных экосистемах ярко проявляется в случае пресноводных и морских экоси- стем. Биогенное органическое вещество, которое входит в состав донных отложе- ний, вносит существенный вклад в связывание загрязняющих веществ донными отложениями, что является одним из процессов самоочищения воды в водных эко- системах (Остроумов, 2004, Ostroumov, 2006). Дополнительный большой материал о биогенном органическом материале в экосистемах, в особенности водных, содержится во многих других публикациях, в том числе в (Summerhayes, Thorpe , 1996; Wetzel, 2001). Эти примеры иллюстрируют широту эмпирического материала, на основа- нии которого сделан и обоснован вывод о возможности выделения нового типа ве- щества. Возникает вопрос о том, как лучше назвать этот тип вещества. 4. ВАРИАНТЫ НАЗВАНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ НОВОГО ТИПА ВЕЩЕСТВА В дополнение к использованной нами терминологии, ради объективности, рассмотрим и другие варианты названия этого вещества, которые мы могли бы предложить. Эти варианты даны в таблице ниже. Таблица 4 Варианты названий нового типа вещества в биосфере (ориг.) Название / name Комментарий / comment Что акцентирует такой вариант названия Ex-living matter Генезис; timing Биогенное косное вещество Роль биоты; генезис Биогенное неживое вещество Роль биоты; генезис; дистанцирование от живого; Вещество - химический буфер Роль химических факторов и процессов; буферная роль; Буферное вещество Роль химических факторов и процессов; промежуточное положение между живым и неживым веществом; буферная роль Метафорическое выражение: Вещество- помощник (Life Assisting Matter), Позитивная роль этого вещества для живых организмов; в некоторых случаях констати- руется, что вещество жертвует своим ста- тусом живого, одновременно помогая улучшить условия для жизни организмов биосферы Биогенная матрица Биогенное происхождение вещества; спо- собность нести функцию матрицы, сорби- рующей химические элементы 14 В одной из строк табл. 4 встречается следующее выражение: «в некоторых случаях констатируется, что вещество жертвует своим статусом живого, одновре- менно помогая улучшить условия для жизни организмов биосферы». Не вызывает ли это некоторые исторические ассоциации? В плане своей функциональной роли в биосфере ELM может выступать как камикадзе наоборот. А именно, японский ка- микадзе сначала выполнял свою функцию – направлял ведомую им торпеду или свой самолет на американский корабль – и затем погибал. ELM в чем-то действует аналогично, но в противоположной последовательности. А именно, сначала часть живого вещества погибает и превращается в ELM. Затем ELM выполняет свою по- лезную для биосферы функцию – связывает токсичные вещества (например, ток- сичные тяжелые металлы), убирает их из свободной миграции и игры в окружаю- щей среде (например, убирает их из водного раствора в гидросфере) и создает тем самым более благоприятные условия для жизни живых существ. Итак, в конце концов функция выполнена, и это связано с гибелью ранее жи- вого вещества или камикадзе. Это сходство конечного результата и заставило при- бегнуть к столь необычному на первый взгляд вербальному выражению. Рассматриваемые представления помогают по-новому осветить некоторые природные явления. Среди них – листопад. Вспомним о тысячах листьев, опадаю- щих осенью с каждого дерева широколиственных лесов – и мы по-новому увидим эту картину: листопад можно интерпретировать как то, что каждое дерево посыла- ет тысячи камикадзе, которые будут благоприятным образом влиять на химизм среды для этого дерева, в том числе путем связывания некоторого количества ток- сичных химических элементов. Новые результаты, полученные в этих исследованиях, а также данные научной ли- тературы выявляют существенную роль ELM в миграции элементов в биосфере. Подробное описание проведенных экспериментальных работ содержится в отдель- ных публикациях (например, Остроумов, Дёмина, 2010; Остроумов С.А., Колесов, 2009, 2011). Хотелось бы подчеркнуть, что эффективное связывание тяжелых металлов с ELM (на примере биогенного детрита) указывает на важные для биосферы функ- ции ELM – а именно, функции кондиционирования, очищения и стабилизации среды обитания для живых организмов, а также модификации и регуляции мигра- ции элементов. Эти функции настолько важны и необходимы для поддержания благоприятной среды для живых организмов и настолько выделяют ELM как осо- бую субстанцию, что есть смысл рассматривать ELM как особый тип вещества (о функциях – см. табл. 5). Таблица 5 Функциональные особенности ELM как особого типа вещества Функциональные особенности ELM / Functions of ELM Примеры / Examples 1 2 1. Связывание и секвестр токсичных ве- ществ, токсичных элементов В случае водной среды – вклад в самоочище- ние воды (Остроумов, 2004, Ostroumov, 2006); другие публикации автора). Изучались различные токсиканты, в том чис- ле токсичные тяжелые металлы. Совместные работы с Г.М. Колесовым (Остроумов., Ко 15 Окончание таблицы 5 1 2 лесов, 2004; 2009а,б, 2010 и др.), Л.Л.Деминой (Остроумов, Дёмина, 2010) и др.); совместная работа с J. Tyson, M. Johnson, B. Xing, University of Massachusetts, MA, USA (публикация в подготовке) 2. Депонирование микроэлементов, эс- сенциальных элементов Fe, Cu, Zn, Co; совместные работы с Л.Л. Деминой (Остроумов, Дёмина, 2010 и др.); Г.М. Колесовым (Остроумов., Колесов, 2004; 2009а,б, 2010 и др.). 3. Связывание элементов, создающих те- пличные газы; Связывание и депонирование С в органиче- ских полимерах (целлюлоза, лигнин и др.) в составе мортмассы 4. Создание субстратов для прикрепления организмов (substrate, habitats) Органические остатки и структуры как по- верхность для прикрепления бактерий, гри- бов и др. 5. Консервирование кормовых ресурсов Органические остатки, листовой опад как кормовые ресурсы для гетеротрофных орга- низмов в зимний период – в наземных и вод- ных экосистемах 6. Запасание влаги (влагоудержание, вла- гоемкость) Почвы; консорции с участием эпифитные ор- ганизмы в надземных ярусах леса, в том чис- ле тропических деревьев; и др. 7. Создание компонентов для катализа и/или протекания полезных химических реакций Органические лиганды участвуют в некото- рых реакциях разрушения молекул загряз- няющих веществ (поллютантов) в водной среде (публикации проф. Ю.И. Скурлатова и соавторов (Скурлатов и др., 1994). 8. Удержание биогенных элементов в системе Секвестр, удержание Р и N в почвах, донных осадках, сорбированных материалах 5. ОТЛИЧИЕ ОТ ЖИВОГО И «ТИПИЧНОГО» НЕЖИВОГО ВЕЩЕСТВА. Во-первых, этот тип вещества, конечно же, перестал быть живым веществом и отличен от живого вещества. Во-вторых, вместе с тем, это вещество настолько глубоко вовлечено в об- служивание интересов живых организмов и – пользуясь языком В.И. Вернадского - оно настолько активно в воздействии на миграцию элементов, на формирование благоприятной геохимической среды обитания организмов, что есть смысл отли- чать его от обычного неживого вещества, такого неживого инертного вещества, ко- торое является объектом минералогии и петрографии. Проведенные автором описанные выше опыты касались водных систем. Вместе с тем подчеркнем, что уже накопленные в науках о почвах факты о исклю- чительно большой роли гумуса в жизни почвенных и наземных (terrestrial) [9] эко- систем согласуются с предлагаемой нами концепцией и дополнительно подкреп- ляют ее. Все сказанное суммировано в следующей таблице, где материал обобщен с точки зрения того, насколько имеется соответствие набору основных критериев для выделения особого типа вещества в биосфере. 16 Из таблицы 6 Видно, что соответствие всем предложенным ранее критериям имеется. Наши новые результаты по изучению элементного состава биогенного дет- рита, по изучению взаимодействия химических веществ с детритом, а также анализ литературных данных обширного комплекса экологических наук, а также данных о геохимической среде [12-18] приводят нас к следующим итоговым положениям, которые, вероятно, получат новые подтверждения в дальнейших исследованиях. Таблица 6 Проверка соответствия особенностей вещества третьего типа (ELM, ex-living matter, экс-живого вещества) сформулированным ранее критериям для выделения особого типа вещества в биосфере Критерии Выполняемость критерия в случае ELM Есть ли соответст- вие данному крите- рию 1. Отличие от живого вещества Принципиальное отличие есть + 2. Отличие от неживого (косного) вещества Есть отличие от мира минералов, типичной «неживой» природы + 3. Достаточно большая суммарная масса Масса превышает массу живого вещества Растворенное органическое веще- ство, по углероду (Dissolved organic carbon) 1000 •1015 g С; Органическое вещество донных осадков, по углероду (Organic sediments) 10 7 •1015 g С; Морская биота (Marine biota) 3 •1015 g С; Наземная биота (Terrestrial biota) (420-830) •1015 g С + 4. Наличие своей специ- фики Есть уникальный набор не менее восьми функций (cм. выше таблицу 5) + 5. Существенная роль в геохимической среде, биосфере Исключительно большая важность для выживания организмов + ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ Результаты проведенных опытов и анализ научной литературы ведет к сле- дующим замечаниям и выводам. 1. В биосфере имеется, в дополнение к живому и неживому веществу в их традиционном понимании, особая категория вещества – ELM (ex-living matter, экс- живое вещество, в трактовке, изложенной выше). 2. ELM выполняет важные экологические и биогеохимические функции. Среди них – кондиционирование геохимической среды, включая, например, связы- вание некоторых химических веществ и элементов. Тем самым может снижаться 17 концентрация этих токсичных компонентов в окружающей среде, в том числе в водной среде, что благотворно для условий обитания живых организмов. Это отно- сится и к токсичным элементам, и к элементам, геохимия которых связана с клима- торегулирующими функциями. 3. Можно сделать предсказание, что в будущем будут получены новые фак- ты о большой роли ELM в экологии, биосфере, в очищении или кондиционирова- нии компонентов окружающей среды, в том числе водной среды. 4. Недоучет роли ELM может привести к ошибкам в оценке воздействий на окружающую среду, планировании и осуществлении природопользования, эколо- гическом мониторинге, борьбе с химическим загрязнением, обеспечении экобезо- пасности. 5. Сделанные выводы далеки от окончательных обобщений. Вполне возмож- но, что в дальнейшем предлагаемую типологию необходимо будет модифициро- вать и улучшить. 6. Поиск адекватной типологии видов вещества в биосфере вносит вклад в анализ фундаментальных концепций и систематизацию обширного эмпирического материала и накопленных фактов о геохимической среде и биосфере. В заключение полезно вспомнить слова известного биолога Эрнста Майра (Ernst Mayr, 1904-2005): «All interpretations made by a scientist are hypotheses, and all hypotheses are tentative » («Все интерпретации, которые делает ученый, представляют собой гипоте- зы, а все гипотезы – временные»). БЛАГОДАРНОСТЬ Автор благодарит всех участников Биогеохимических чтений ГЕОХИ РАН (28.06.2011) за обсуждение; С.В. Котелевцева, В.В. Ермакова, Л.Л. Демину, Г.М. Колесова, Т.В. Шестакову, В.А. Поклонова, сотрудников нескольких факуль- тетов МГУ и нескольких институтов РАН, а также ИНБЮМ НАНУ (Украина) за обсуждение, участие и содействие в проведении экспериментальной и аналитиче- ской работы. A part of experimental work was done under sponsorship of Fulbright Program (University of Massachusetts, Amherst, 2010-2011), with cooperation with J. Tyson, M. Johnson, B. Xing. СПИСОК ЛИТЕРАТУРА. Абросимова Э.В., Антонов П.И., Буркова Т.Н., Розенберг Г.С. и др. (33 автора). Ресурсы экосистем Волжского бассейна: в 2-х т. / Отв. ред. Г.С. Розенберг и С.В. Саксо- нов. Тольятти: ИЭВБ РАН; "Кассандра", 2008. Т. 1. Водные экосистемы. 286 с. Вернадский В.И. Биосфера. М.: Изд. дом Ноосфера, 2001, 244 с. (первое издание было в 1926 г.). - Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. М.: Наука. 1991. 271 с. Добровольский Г.В. К 80-летию выхода в свет книги В.И. Вернадского “Биосфе- ра”. Экологическая химия 2007, 16(3): 135–143. - Добровольский Г.В. О развитии неко- торых концепций учения о биосфере. // Вода: технология и экология. 2007. №1. С.63-68. - Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого компонента био- сферы. М. Наука. 2000. 186 с. - Донченко В.К., Иванова В.В., Питулько В.М. Эколого- химические особенности прибрежных акваторий. Спб.: НИЦЭБ РАН, 2008. 544 с. Ермаков В.В. Техногенез и биогеохимическая эволюция таксонов биосферы (Technogenesis and biogeochemical evolution of the biospheric taxons). - М: Наука. - 2003. 351 18 с. - Ермаков В.В., Тютиков С.Ф. Геохимическая экология животных. М.: Наука, 2008. 315 с. Ивантер Э.В., Медведев Н.В. Экологическая токсикология природных популяций. М.: Наука, 2007. 229 с. Ковальский В.В. Геохимическая среда и жизнь. М.: Наука. 1982. 80 с. - Корж В.Д. Геохимия элементного состава гидросферы. М.: Наука, 1991. 244 с. Липатникова О.А. Экспериментальное исследование и термодинамическое моде- лирование форм нахождения микроэлементов в донных отложениях Иваньковского водо- хранилища. Автореф….канд. геол.-минер. наук. Москва. МГУ. 2011. 25 с. - Лисицын А.П. Процессы океанской седиментации. М.:Наука. 1978. 392 с. Моисеенко Т.И., Кудрявцева Л.П., Гашкина Н.А. Рассеянные элементы в поверх- ностных водах суши. М.: Наука, 2006. 261 с. Остроумов С.А. Введение в биохимическую экологию. М.: Издательство Москов- ского универститета. 1986. 176 с. - Остроумов С.А. Некоторые вопросы химико- биотических взаимодействий и новое в учении о биосфере / серия: Ecological Studies, Hazards, Solutions. Volume 17. М.: МАКС Пресс, 2011. 20 с. - Остроумов С.А. Новая типоло- гия вещества и роль ex-living matter (ELM) в биосфере [New typology of matter and the role of ex-living matter (ELM)] Ecol. Studies, Hazards, Solutions, 2010, v.16. 62-65. - Остроумов С.А. О биотическом самоочищении водных экосистем. Элементы теории // Доклады ака- демии наук (ДАН). 2004. т. 396. № 1. С.136-141. - Остроумов С.А., Дёмина Л.Л. Тяжелые металлы (Fe, Mn, Zn, Cu, Cd, Cr) в биогенном детрите микрокосмов с водными организ- мами // Экология промышленного производства. 2010. № 2. С. 53-56. - Остроумов С.А., Демина Л.Л. Экологическая биогеохимия и элементы (мышьяк, кобальт, железо, марга- нец, цинк, медь, кадмий, хром) в цистозире и биогенном детрите в морской модельной экосистеме: определение методом атомно-абсорбционной спектрометрии // Экологиче- ские системы и приборы. 2009. № 9. С. 42-45. - Остроумов С.А., Колесов Г.М. Водный макрофит Ceratophyllum demersum иммобилизует Au после добавления в воду наночастиц // Доклады Академии наук. 2010. Т. 431. № 4. С. 566-569. http://www.scribd.com/doc/54991990/ - Остроумов С.А., Колесов Г.М. Выявление урана и тория в компонентах водных экосистем методом нейтронно-активационного анализа // Вода: химия и экология. 2009. № 10. С. 36-40. - Остроумов С.А., Колесов Г.М. Детекти- рование в компонентах экосистем золота, урана и других элементов методом нейтронно- активационного анализа // Экологические системы и приборы. 2009. № 10. С. 37-40. - Остроумов С.А., Колесов Г.М. О роли биогенного детрита в аккумуляции элементов в водных системах // Сибирский экологический журнал, 2010, № 4, с. 525-531. http://www.scribd.com/doc/54994042/ - Остроумов С.А., Колесов Г.М. Редкие и рассеян- ные элементы в биогенном детрите: новая сторона роли организмов в биогенной мигра- ции элементов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 1. С. 153-155. - Остроумов С.А., Колесов Г.М., Моисеева Ю.А. Изучение вод- ных микрокосмов с моллюсками и растениями: содержание химических элементов в дет- рите // Вода: химия и экология. 2009. № 8. С. 18-24. - Остроумов С.А., Котелевцев С.В., Шестакова Т.В., Колотилова Н.Н., Поклонов В.А., Соломонова Е.А. Новое о фиторе- медиационном потенциале: ускорение снижения концентраций тяжелых металлов (Pb, Cd, Zn, Cu) в воде в присутствии элодеи // Экологическая химия, 2009, 18(2): 111-119. - Ост- роумов С.А., Шестакова Т.В. Снижение измеряемых концентраций Cu, Zn, Cd, Pb в воде экспериментальных систем с Ceratophyllum demersum: потенциал фиторемедиации // ДАН. 2009. т. 428. № 2. С. 282-285. http://www.scribd.com/doc/53718816/; Панин М.С. Химическая экология / Под ред. С.Е. Кудайбергенова – Семипалатин- ский гос. ун- т им. Шакарима. Семипалатинск, 2002. 852 с. - Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея, 2000. 763 с. 19 Розенберг Г.С. Экология в картинках (Учебное пособие). Тольятти: ИЭВБ РАН, 2007. 218 с. - Розенберг Г.С., Мозговой Д.П., Гелашвили Д.Б. Экология. Элементы тео- ретических конструкций современной экологии. – Самара: СамНЦ РАН, 1999. – 396 с. Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А. Введение в экологическую химию. М. Высшая школа. 1994. 400 с. Федонкин М.А. Рец. Открытие нового вида опасных антропогенных воздействий в экологии животных и биосфере: ингибирование фильтрационной активности моллюсков поверхностно-активными веществами ( Ред. Г.В. Добровольский, Г.С. Розенберг, И.К. Тодераш; Москва: МАКС-Пресс, 2008) // Вестник РАН. 2009, т.79, № 8, с.749-750. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: ме- тоды, критерии, решения: в 2-х кн. М.: Наука, 2005. Кн. 1. 281 с.; Кн. 2. 337 с. Ostroumov S.A. Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis: Boca Raton, London, New York. 2006. 304 p. Stark P.C., Rayson G.D. Comparisons of metal-ion binding to immobilized biogenic materials in a flowing system // Advances in Environmental Research, 2000, Vol.4 (2), P. 113-122. doi:10.1016/S1093-0191(00)00012-5. - Summerhayes C., Thorpe S. (Eds.) Oceanography. London: Manson Publishing. 1996. 352 p. Vernadsky V.I. Problems of biogeochemistry. The fundamental matter-energy difference between the living and inert natural bodies of the biosphere // Trans. Conn. Acad. Arts Sci. 1944. 35: 483-517. Wetzel R.G. Limnology: Lake and River Ecosystems. San Diego: Acad. Press, 2001. 1006 p.
- Jan 2017
Article: Ostroumov S.A., New Aspects of the Role of Organisms and Detritus in the Detoxification System of the Biosphere. Russian Journal of General Chemistry, 2017, Vol. 87, No. 13, pp. 3190–3198. https://www.researchgate.net/publication/322861119 ; © Pleiades Publishing, Ltd., 2017. ISSN 1070-3632, Original Russian Text © S.A. Ostroumov, 2017, published in Ekologicheskaya Khimiya, 2017, Vol. 26, No. 3, pp. 165–174. New Aspects of the Role of Organisms and Detritus in the Detoxification System of the Biosphere; S. A. Ostroumov; Faculty of Biology, Moscow State University, Moscow, 119991 Russia; Received September 25, 2016; Abstract— This article presents the recent author's discovery of new aspects of the participation of organisms in the detoxification system of the biosphere. Problems of detoxification of toxic environmental pollutants are analyzed. New author’s experimental data in combination with a large amount of information in the scientific literature gave rise to a new concept of the role of biogenic detritus and related nutrients in environmental detoxification (ex-living matter concept). This may be useful for the development of new technologies for remediation and decontamination of the environment. Keywords: biosphere, detoxification, pollution control, toxic chemical elements, immobilization, sorption, biogenic detritus, ex-living matter; INTRODUCTION. Study of the problem of detoxification of harmful substances in the biosphere is closely related to several areas of environmental chemistry. Many authors studied problems of migration and cycling of chemical elements in the biosphere [1–3], elemental composition of environmental objects [2–22] and other aspects of biosphere chemistry [18–49], and the role of organisms in the formation of certain chemical parameters of the habitat [5–7, 15–17, 50–79]. Studies of the chemical– biotic interactions [11, 12, 14–22, 25–47, 55, 67, 72– 75, 78–80] and accumulation of a large amount of information on the geochemical environment (see, e.g., [14–17, 21, 23, 47, 55, 73, 75, 80]) have revealed some unresolved issues, which leads to the need to reexamine the question of how organisms are involved in the transformation and detoxification of habitats. It is interesting to analyze how toxic chemical elements are neutralized in the biosphere during natural ecological and biogeochemical processes. New important relevant data are actively accumulating in experimental studies conducted in the laboratory of biogeochemistry of the environment of the Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of Sciences [15, 16], as well as in many laboratories of the world [81, 82]. V.I. Vernadsky emphasized the importance of studying migration of chemical elements in the biosphere and relations between the activity of living matter and the physicochemical characteristics of the biosphere [5–7, 74], as well as the importance of various ways of the influence of living matter on the environment. Data on the chemistry of the biosphere [3, 4, 15–17], geochemical environment, and factors affecting the concentrations of chemical chemical elements [3, 4, 15–22, 25–47, 55, 67, 72–74], migration of elements and biogeochemical flows in the biosphere [67, 22, 28, 30], and self-purification of the environment from chemical pollutants [28, 63–69] rapidly accumulate. The new data require additional analysis, so that it is necessary to formulate appropriate generalizations. The objective of this analysis is to consider the role of organisms and substances derived therefrom (biogenic detritus and other detritus-like substances) in the detoxification system of the biosphere with account taken of our data. It is necessary to distinguish two aspects of the problem under study: (1) The role of living organisms during their vital activity; (2) The role of biogenic detritus and related substances of biological origin which were referred to ... DOI: 10.1134/S1070363217130138;
- Jan 2012
https://www.researchgate.net/publication/264979352; Detoxification of toxic elements in the biosphere; Обезвреживание токсичных элементов в биосфере и совершенствование экологического мониторинга // Экология промышленного производства. Publication: Detoxification of toxic elements in the biosphere and improving environmental monitoring. In Russ.: ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА. http://5bio5.blogspot.com/2014/08/publication-detoxification-of-toxic.html ** Reference in Russian: Остроумов С.А. Обезвреживание токсичных элементов в биосфере и совершенствование экологического мониторинга // Экология промышленного производства. — 2012. — Т. 1. — С. 26–32. Reference, translit: Ostroumov S.A. Obezvrezhivaniye toksichnykh elementov v biosfere i sovershenstvovaniye ekologicheskogo monitoringa // Ekologiya promyshlennogo proizvodstva. — 2012. — T. 1. — S. 26–32. Reference, translation into English: Ostroumov S.A. Detoxification of toxic elements in the biosphere and improving environmental monitoring // Ecology of Industrial Production. - 2012, v. 1, p. 26-32. ** ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА. Author: ОСТРОУМОВ, СЕРГЕЙ АНДРЕЕВИЧ Affiliation: МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия; Тип: статья в журнале - научная статья; Язык: русский; Номер: 1 ; Год: 2012; Страницы: 26-33; Peer-reviewed journal / ЖУРНАЛ: ЭКОЛОГИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА. Издательство: Всероссийский научно-исследовательский институт межотраслевой информации - федеральный информационно-аналитический центр оборонной промышленности (Москва); ISSN: 2073-2589; Web-page of the journal: http://i-vimi.ru/editions/detail.php?SECTION_ID=158 Key words / КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ДЕТОКСИКАЦИЯ ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ, БИОСФЕРА, ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА, ЭКОЛОГИЯ, ЖИВОЕ ВЕЩЕСТВО, ТИПЫ ВЕЩЕСТВА, EX-LIVING MATTER, ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ, DETOXIFICATION OF TOXIC WASTES, BIOSPHERE, ENVIRONMENT, ECOLOGY, TYPES OF MATTER, HEAVY METALS Abstract in Russian: АННОТАЦИЯ: Для понимания экологических процессов обезвреживания в биосфере токсичных элементов необходимо проанализировать проблемы, связанные с современной типологией видов вещества в биосфере (в биосфере выделяют живое и неживое вещество). На основе экспериментов, проведенных автором, и данных научной литературы предложена концепция третьего типа вещества, которое автор обозначает как ex-living matter (ELM). Рассмотрены основные функции ELM в биосфере, варианты названий нового типа вещества и вытекающие из этого анализа предложения по совершенствованию экологического мониторинга содержания токсичных элементов в отходах и сточных водах промышленного производства. ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ: Abstract in English: Title: Detoxification of toxic elements in the biosphere and improving environmental monitoring. Author: OSTROUMOV S. A. Affiliation: M. V. Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia; In order to understand the natural processes of detoxification of toxic wastes and waste waters, it is worthwhile to consider the main challenges to the current conceptualization of the types of matter in the biosphere. To meet and respond to the challenges, the author suggested a new conceptualization which is based on his suggestion to identify so called ex-living matter (ELM). The author discusses his experiments (carried out together with his co-authors) which provide a solid factual foundation to this conceptualization, as well as other data available in literature. The main functions of ELM in the biosphere were also formulated and considered by the author. Some alternatives and variants in verbal expression to be used as a name for the new type of matter are also included in the publication. ** This article was cited in the following publications: 1. СОВРЕМЕННОЕ РАЗВИТИЕ НЕКОТОРЫХ ИДЕЙ В.И. ВЕРНАДСКОГО. Остроумов С.А. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. № 3. С. 17-22. 2. ЧЕТВЕРТЫЙ И ПЯТЫЙ БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ. Остроумов С.А. Успехи наук о жизни. 2013. № 6. С. 69-71. 3. НОВОЕ В СОВРЕМЕННОМ РАЗВИТИИ НЕКОТОРЫХ ИДЕЙ В.И.ВЕРНАДСКОГО И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ. Остроумов С.А. Вестник Самарского государственного экономического университета. 2013. № 101. С. 65-74. 4. ЭКОТОЛ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА УЛУЧШЕНИЕ САНИТАРНО-ЗАЩИТНЫХ ЗОН ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ. Карташова Е.Р., Фитискина Н.В. Экология промышленного производства. 2013. № 4 (84). С. 82-88. 5. ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭКОТОЛА НА ДРЕВЕСНЫЕ САЖЕНЦЫ В УСЛОВИЯХ ВЕГЕТАЦИОННЫХ ОПЫТОВ НА ФОНЕ ИЗБЫТОЧНЫХ ДОЗ СВИНЦА. Фитискина Н.В., Карташова Е.Р. Экология и промышленность России. 2014. № 3. С. 32-35. **
Mentioned in project: Toward modernization, innovations in environmental science, ecology
- Dec 2017
https://www.researchgate.net/publication/323403762; The review covers new aspects of the participation of organisms in the detoxification system of the biosphere. Problems of detoxification of toxic environmental pollutants are analyzed. New author’s experimental data in combination with a large amount of information in the scientific literature gave rise to a new concept of the role of biogenic detritus and related nutrients in environmental detoxification (ex-living matter concept). This may be useful for the development of new technologies for remediation and decontamination of the environment.
Part of the project: Toward modernization, innovations in environmental science, ecology
- Nov 2017
Об одной из концепций В.И.Вернадского и предложениях по ее дополнению и уточнению - Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2017, 24:106-109. https://www.researchgate.net/publication/321245061; [типология вещества, живое вещество, косное вещество, бывшее живое вещество, БЖВ, ex-living matter, ELM, детрит, мортмасса, поствитальное вещество]
