Фитотест, тестирование на растениях, фитотоксичность, Публикации, примеры. (сокращенный файл, 32 с.)

Фитотест, тестирование на растениях, фитотоксичность,

Публикации, примеры. (сокращенный файл, 32 с.)

https://5bio5.blogspot.com/2018/07/32.html

ResearchGate: Displaying results for “проростки растений” under Publications

С. А. Остроумов. Тестирование токсичности химических веществ без использования животных // Экологическая химия. 2016, 25(1); 5–15; https://www.researchgate.net/publication/317002327 (оценка токсичности химических веществ, химические загрязняющие вещества, фитотест, фитотоксичность,

Article.

Full-text available.

Jan 2016.

Sergei A. Ostroumov. Остроумов С.А.

Обзор серии статей по фитотоксичности химических веществ (поллютантов, экотоксикантов). Были использованы тесты, основанные на опытах с высшими растениями. Использованы для тестирования многие виды наземных и водных растений (макрофитов). Химические вещества, токсичность которых была выявлена и изучена автором, включают многие органические химические вещества, а именно, синтетические моющие средства, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и пестициды. Были также проверены некоторые неорганические химические вещества (например, наночастицы окислов металлов и золота). Автор разработал новые методы биотестирования с использованием новых видов растений, которые никогда не использовались для биотестирования раньше. В этой статье сообщается о новых фактах фитотоксичности синтетического моющего средства. Водный раствор жидкого моющего средства Фрош (производитель Werner & Mertz, Германия) в концентрации 0.25 мл/л (и при более высоких концентрациях) ингибировал удлинение проростков высшего растения вида Lens culinaris. Впервые установлена фитотоксичность синтетического катионного поверхностно-активного вещества (додецилтриметиламмоний бромида). Это поверхностно-активное вещество ингибирует удлинение проростков в концентрации 4 мг/л. Методы фитотестирования способствовали поиску альтернативных методов изучения токсичности химических веществ и расширили возможности тестирования токсичности без использования животных, что важно с точки зрения требований биоэтики. Ключевые слова: фитотоксичность, биотест, фитотест, альтернативные методы, токсичность, оценка опасности, проростки растений, детергент, катионный ПАВ, додецилтриметиламмонийбромид, Lens culinaris; биоэтика × гуманные методы исследования токсичности × без тестирования на животных × оценка токсичности × опасные вещества × фитотест × высшие растения × проростки растений × тестирование на растениях × биотестирование × This paper was published in two languages: English and Russian. The English version of the paper is available online free: Ostroumov S.A. 2016. Toxicity Testing of Chemicals without Use of Animals. - Russian Journal of General Chemistry, Vol. 86, No. 13, p. 2933-2941. https://www.researchgate.net/publication/316990949; ISSN 1070-3632, Основные ключевые слова: оценка токсичности химических веществ, химические загрязняющие вещества, фитотест, фитотоксичность, проростки растений, синтетические поверхностно-активные вещества, детергенты, токсикология окружающей среды, биоэтика, исследования, не связанные с животными;

**

О воздействии детергентов на Vigna radiata и Lens culinaris в условиях биотеста. Токсикологический вестник (Toksikologicheskiy Vestnik). 2012. № 5. с.49-53. https://www.researchgate.net/publication/271845107

Article

Jan 2012

Поклонов В.АКотелевцев С.ВSergei A. Ostroumov

https://www.researchgate.net/publication/271845107_____Vigna_radiata__Lens_culinaris___; https://www.researchgate.net/publication/271845107 ;

Поклонов В.А., Котелевцев С.В., Остроумов С.А. О воздействии детергентов на Vigna radiata и Lens culinaris в условиях биотеста // Токсикологический вестник (Toksikologicheskiy Vestnik). 2012. № 5. с.49-53. http://5bio5.blogspot.com/2013/04/vigna-radiata-lens-culinaris.html

В сточных водах концентрации синтетических поверхностно – активных веществ (СПАВ) могут превышать 30 г/л. Изучали воздействие синтетических моющих средств (СМС), которые содержат СПАВ, на проростки растений маш (Vigna radiata) и чечевицу (Lens culinaris) в условиях биотеста. При концентрации СМС Losk Automat Intensive, Dosia Color и Пемолюкс 0,5 г/л скорость удлинения проростков во время инкубации была меньше, чем в контроле. При концентрации 5 г/л растения погибали.

Key words: plant seedlings, detergents, testing, bioassay, hazard assessment, маш, Vigna radiata, чечевица, Lens culinaris, биотест, детергенты, моющие средства, проростки растений, токсичность, phytotest, phytotoxicity, non-animal testing.

Upload full-text

Share

88 Reads. 2 Citations

Sergei A. Ostroumov and Roman Budkevich commented on this article.

**

Тестирование токсичности химических веществ без использования животных // Экологическая химия. 2016, 25(1); 5 – 15. С.А. Остроумов. https://www.researchgate.net/publication/295079867 ;

Article

Full-text available

Feb 2016

Sergei A. OstroumovОстроумов С.А

С. А. Остроумов. ТЕСТИРОВАНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖИВОТНЫХ. Экологическая химия. 2016, 25(1); 5–15. https://www.researchgate.net/publication/295079867 ; Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, Москва, 119901, Россия. Поступило в редакцию 8 октября 2015 г. Обзор серии статей по фитотоксичности химических веществ (поллютантов, экотоксикантов). Были использованы тесты, основанные на опытах с высшими растениями. Использованы для тестирования многие виды наземных и водных растений (макрофитов). Химические вещества, токсичность которых была выявлена и изучена автором, включают многие органические химические вещества, а именно, синтетические моющие средства, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и пестициды. Были также проверены некоторые неорганические химические вещества (например, наночастицы окислов металлов и золота). Автор разработал новые методы биотестирования с использованием новых видов растений, которые никогда не использовались для биотестирования раньше. В этой статье сообщается о новых фактах фитотоксичности синтетического моющего средства. Водный раствор жидкого моющего средства Фрош (производитель Werner & Mertz, Германия) в концентрации 0.25 мл/л (и при более высоких концентрациях) ингибировал удлинение проростков высшего растения вида Lens culinaris. Впервые установлена фитотоксичность синтетического катионного поверхностно-активного вещества (додецилтриметиламмоний бромида). Это поверхностно-активное вещество ингибирует удлинение проростков в концентрации 4 мг/л. Методы фитотестирования способствовали поиску альтернативных методов изучения токсичности химических веществ и расширили возможности тестирования токсичности без использования животных, что важно с точки зрения требований биоэтики. Ключевые слова: фитотоксичность, биотест, фитотест, альтернативные методы, токсичность, оценка опасности, проростки растений, детергент, катионный ПАВ, додецилтриметиламмонийбромид, Lens culinaris;

**

Toxicity Testing of Chemicals without Use of Animals S. A. Ostroumov Lomonosov Moscow State University, Moscow, 119991 Russia .

Abstract—A review of a series of publications on the studies of phytotoxicity of chemicals (pollutants, ecotoxicants) that were carried out in this laboratory. Tests (bioassays) based on experiments with higher plants (both terrestrial and aquatic ones) were used. The list of the higher plant species included many terrestrial and aquatic plants (macrophytes). The chemicals (pollutants, ecotoxicants) tested by the author included many organic chemicals, namely, synthetic detergents, surfactants, and pesticides. Some inorganic chemicals were also tested (e.g., metal oxide nanoparticles). The author developed new methods for bioassay using new plant species never used before. In this paper, new facts of phytotoxicity of a synthetic detergent were discovered and reported. The water solution of the liquid detergent Frosch (Werner & Mertz, Germany) at a concentration 0.25 mL/L (and higher concentrations) inhibited the elongation rate of the seedlings of the higher plant Lens culinaris. Also, this is a first paper to report phytotoxicity of the synthetic cationic surfactant, dodecyltrimethylammonium bromide. This surfactant inhibited the elongation of the plant seedlings Lens culinaris at a concentration of 4 mg/L. The methods of phytotesting contribute to the search of alternative methods for studying toxicity of chemicals using non-animal testing.

Keywords: phytotoxicity, biotest, phytotest, alternative methods, non-animal testing, toxicity, hazard assessment, bioassay, plant seedlings, detergent, cationic surfactant, dodecyltrimethylammonium bromide, Lens culinaris. × катионный ПАВ × Animal Testing Alternatives × alternative testing × non-animal models × ** ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. Т. 25; № 1. 2016. This article was published in two languages, Russian and English. The English version of the paper is: Ostroumov S.A. 2016. Toxicity Testing of Chemicals without Use of Animals. - Russian Journal of General Chemistry, Vol. 86, No. 13, p. 2933-2941. https://www.researchgate.net/publication/316990949 ; (ISSN 1070-3632).

Download

Share

537 Reads1 Citation

**

Biological effects of surfactants on organisms (book). Chapter 6. https://www.researchgate.net/publication/201307266 ; Гл.6. Изучение биологических эффектов ПАВ-содержащих смесевых и других препаратов. Studying the biological effects of mixtures that contain surfactants, and

Chapter

Full-text available

Jan 2010.

Biological effects of surfactants on organisms /Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы.

Sergei A. Ostroumov

Глава 6. Изучение биологических эффектов ПАВ-содержащих смесевых и других препаратов (cтр.124-143) (Как приложение, добавлен список таблиц к книге – в конце файла) Book: Biological effects of surfactants on organisms. Chapter 6. Studying the biological effects of mixtures that contain surfactants, and the effects of some other chemicals and samples. Author: S.A.Ostroumov / Остроумов С.А. book: Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы (М., МАКС-Пресс, 2001).

Глава 6. Изучение биологических эффектов ПАВ-содержащих смесевых и других препаратов (c.124-143).

Abstract. ( http://scipeople.com/publication/99202/); Приведены результаты новых опытов автора по биотестированию. Изучено воздействие смесевых препаратов, содержащих ПАВ (таких, как синтетические моющие средства – СМС и др.) на различные организмы. Изучали действие СМС и ЖМС (жидких моющих средств) на фитопланктон (с. 129-131), покрытосеменные растения ( с.131-133), на пресноводных моллюсков (с. 133-134) морских моллюсков (с. 134-135). Изучали воздействие воды из водохранилища в период цветения цианобактерий на проростки растений Cucumis sativus (с. 135). Проведен анализ экологического значения полученных результатов, по-новому раскрыта опасность поллютантов для функционирования экосистем и качества воды.

Ниже дается текст Главы 6 из книги «Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организм» (Москва, МАКС-Пресс, 2001, 334 c. [это общее число страниц в книге], С.А.Остроумов). В книге эта глава занимает страницы 124-143.

Глава 6. Изучение биологических эффектов ПАВ-содержащих смесевых и других препаратов. (В компьютере автора текст главы представлен в файлах: D:\zBackup\2006 January 16\_Book_ser\Vol_4book_dis\ForFrancis and Taylor\Glava6.Book2001.Mix.(Глава 6новая edited.doc; и др.) Дальнейшее развитие результатов и идей, изложенных в книге - см. http://scipeople.com/publication/70283/ (Краткий обзор новых концептуальных разработок); См. также книгу 'Biological Effects of Surfactants', authored by S.A.Ostroumov (CRC Press). Изложенные в книге результаты автора признаны открытием: http://scipeople.com/publication/69550/; Текст главы: Наряду с биологическими эффектами индивидуальных веществ - представителей СПАВ, представляется необходимым охарактеризовывать биологические эффекты и ПАВ-содержащих смесевых препаратов. Необходимо постоянно учитывать, что реальное загрязнение окружающей среды носит, как подчеркивалось, комплексный характер (Патин, 1979; Федоров, 1987; Филенко, 1988; Веницианов, 1992; Лосев и др., 1993; Безель и др., 1994; Криволуцкий 1994). Прежде всего представляет интерес изучение эффектов тех конкретных смесей веществ (комплексных препаратов, композиций), в составе которых многие СПАВ попадают в окружающую среду. Среди таковых смесей, композиций и препаратов одно из важнейших мест занимают синтетические моющие средства (СМС) и пеномоющие средства (ПМС). По оценкам, на каждого жителя России приходится некоторое количество СПАВ, попадающих ежедневно в канализационню сеть - в основном в результате использования СМС и ПМС. Эта цифра составляет около 2 г на 1 человека в день (Акулова, Буштуева, 1986). В ряде стран аналогичный показатель еще выше – в ФРГ свыше 11 г (Steinberg et al., 1995; цит. по Остроумов, 2000 г). Пеномоющие композиции в больших объемах загрязняют водные экосистемы в результате их применения для промывки трубопроводов, емкостей для хранения нефтепродуктов, танкеров и т.д. Кроме того, представляется интересным получение сравнительной информации о чувствительности одних и тех же биотестов к СПАВ и другим ксенобиотикам, что необходимо для того, чтобы сопоставить степень экологической опасности СПАВ и других, хорошо изученных ранее вещесв, загрязняющих среду - например, пестицидов. 6.1. Воздействие водных сред с растворенными ПАВ-содержащими смесевыми препаратами на гидробионты- более ранние работы. СПАВ нередко попадают в окружающую среду в составе сложных смесей (композиций) (Абрамзон, 1979; Lewis 1992). Водные среды, в которых растворены ПАВ-содержащие препараты - такие, как диспергаторы нефти (Нестерова, 1980), синтетические моющие средства (СМС) и пеномоющие средства (ПМС) - могут нарушать жизнедеятельность гидробионтов (Брагинский, 1987; Флеров, 1989). Воздействие диспергаторов нефти на гидробионты анализировалось в работах (Федулова и др., 1976; Нестерова, 1980; Гроздов и др., 1981; Гапочка, 1983,1999; Гапочка и др., 1978,1980; Гапочка, Карауш, 1980; Bobra et al., 1989; Tukaj, 1994; Burridge, Shir, 1995; Singer et al., 1995), включая обзоры (Патин, 1997). Хотя показано негативное действие диспергаторов, в некоторых работах встречается мнение, что современные диспергаторы в основном не являются высокотоксичными и не представляют угрозы для окружающей среды (cм. главу 1). Изучали воздействие трех диспергентов, применяемых для борьбы с разливами нефти (а также двух СМС), на Chlorella vulgaris, брюхоресничные инфузории Stylonichia mytilus и Daphnia magna (Гроздов и др., 1981). Среди диспергентов наименее токсичным для всех организмов оказался СН-79, а наиболее токсичным - ОМ-6. Чувствительность нескольких морских организмов к диспергатору нефти Корекситу 9554 изучалась в работе Сингера и соавторов (Singer et al., 1995). Чувствительность исследованных видов отличалась примерно в 20 раз, как можно судить по различиям в медианном эффекте (8-184 мг/л). Наиболее чувствительны были эмбрионы морского ушка Haliotis rufescens, среднюю чувствительность имели личинки рыбы Atherinops affinis и зооспоры бурой водоросли Macrocystis pyrifera, наименее чувствительны были мизиды Holmesimysis costata (Singer et al., 1995). Было изучено также прорастание из зигот бурой водоросли Phyllospora comosa при воздействии нескольких дисперсантов (Burridge, Shir, 1995). Сильнее всего ингибировал прорастание диспергатор Корексит 9500, сравнительно меньше - Корексит 8667 и Корексит 7664. Диспергатор усиливал также ингибирующее воздействие дизельного топлива (Burridge, Shir, 1995). Определена чувствительность D. magna к четырем препаратам Корекситов. Корекситы 9527, 7664, 8667, 9660 и 9550 (Сorexits 9527, 7664, 8667, 9660 и 9550) cодержат НПАВ (Bobra et al., 1989). Корексит 9527 содержит также, наряду с НПАВ, ионный СПАВ. Корекситы имели довольно низкую величину ЛК50 (т.е. проявляли высокую токсичность) для дафний D. magna. ЛК50 (48 час) составляла от 3 до 270 мг/л при температуре 5оС и от 0,5 до 88 мг/л при температуре 20оС. Наиболее сильным действием обладал Корексит 8667, наименьшим - Корексит 7664. Величина ЛК50 для водорастворимой фракции (WSF) сырой нефти (Norman Wells crude oil, Esso Resource Canada Ltd) составляла 7 мг/л (20°С), т.е. относительная токсичность этого дисперсанта была приблизительно в 200 раз выше, чем водорастворимой фракции нефти. ЛК50 (48 ч, 20°С) для смесей трех видов нефти и пяти дисперсантов (Корекситы 9527, 7664, 8667, 9660 и 9550; отношение объемов дисперсанта к нефти 1: 20) варьировали в пределах 1.1 - 5.2 мг/л. ЛК50 смеси Корексита 7664 и трех видов нефти были в несколько раз ниже, чем ЛК50 одного дисперсанта. Для всех смесей Корекситов и нефти было также показано, что их токсичность выше, чем токсичность физических дисперсий нефти без Корекситов. В условиях экспериментов токсичность нефтяного загрязнения возрастала при добавлении в систему НПАВ-содержащих дисперсантов (Bobra et al., 1989). Изучение воздействия некоторых диспергаторов на Scenedesmus quadricauda Breb. не выявило значительных эффектов при концентрациях 0,01 - 0,1 г/л (Федулова и др., 1976). Диспергатор Корексит 7664 при концентрации 0,1 мг/л увеличивал содержание хлорофилла а (мг на 1 млн клеток) на 5 -20 сутки; диспергатор ДН-74 при концентрации 1 г/л увеличивал содержание хлорофилла на 5-е сутки, а затем, на 10 и 15 сутки наступало ингибирование (Федулова и др., 1976). Эти результаты интересно сравнить с более поздней работой польского исследователя З. Тукая, который изучал действие дисперсантов (а также экстрактов и эмульсий дизельного топлива) на S. quadricauda и 5 других видов рода Scenedesmus (Tukaj, 1994). Он показал, что токсичность эмульсий выше токсичности эмульгаторов (например, эмульгатора DP-105) и что чувстительность видов убывает в ряду S. microspina >> S. obliquus > S. armatus > S. opoliensis > S. acutus >> S. quadricauda G-15. Разработанный в Институте океанологии РАН эмульгатор пленочной нефти ЭПН-5 и диспергатор нефти ДН-75 не проявляли высокой токсичности для морских бактерий и других гидробионтов (Нестерова, 1980). Для дафний концентрация ЭПН-5, равная 2 мг/л, была интактной. Воздействие дисперсанта ЭПН-5 , а также другим веществ (Корексит 7664, дипроксамин 157, берол) на цианобактерии Synechococcus aquaticus и Anabaena variabilis изучали в работе Л.Д.Гапочки и др. (1980). Показано, что в определенных экспериментальных условиях в присутствии дисперсантов токсичность нефти (арланская, ромашкинская) и нефтепродуктов (мотороное топливо, дизельное топливо) снижается (Гапочка и др., 1980). Интересная работа проведена в университете штата Орегон (Корвалис) по изучению воздействия Корексита 9527 на поглощение глюкозы морскими микроорганизмами (Griffiths et al., 1981). Ингибирование потребления глюкозы начиналось при концентрации глюкозы 1 мг/л и выше. При 12 мг/л потребление глюкозы снижалось на 50 %. Эта работа проведена с использованием 149 образцов морской воды с глубины 3 м и 95 образцов донных осадков с глубин от 1 м до 2200 м, взятых у берегов Аляски. Мы полагаем, эти данные интересны в связи с вопросом о том, могут ли СПАВ нарушать процессы, участвующие в самоочищении воды (подробнее см. Главу 7). Другой широко применяемый класс многокомпонентных препаратов, содержащих СПАВ, включает синтетические моющие средства (СМС), пеномоющие средства (ПМС), жидкие моющие средства (ЖМС). Их биологические эффекты изучались. С одной стороны, они прошли испытания на лабораторных животных и считаются

удовлетворяющими требованиям (отсутствие выраженной токсичности и т.д.), предъявляемым к тем веществам, с которыми ежедневно контактирует современный человек. С другой стороны, есть данные, которые заставляют задуматься о их экологическом значении и потенциальной опасности. В отношении некоторых СМС имеются данные о неблагоприятных эффектах на организм лабораторных животных и человека (Еськова-Сосковец и др., 1980; Ильин, 1980; Талакин и др., 1985). Есть указания на аллергенные эффекты, вызываемые СМС и СПАВ, входящими в их состав (Еськова-Сосковец и др., 1980). Ингаляционное воздействие СМС “Лотос” (18% алкилбензолсульфоната) и “Эра” (8% алкилбензолсульфоната) в течение месяца в концентрации 50 мг/м3 приводило к угнетению неспецифических факторов иммунитета - таких, как снижение фагоцитарной активности и содержания лизоцима в сыворотке крови, а также влияло на течение липидных обменных процессов и обмен сиалогликопротеидов (Талакин и др., 1985). Для понимания опасности комплексного загрязнения важно, что показано 4-5-кратное снижение LD50 (т.е. рост токсичности) ряда ксенобиотиков для лабораторных млекопитающих (белые крысы и мыши, перорально) в результате их взаимодействия с СПАВ (АПАВ азолят А, сульфонол НП-1 и НПАВ ОП-7 и ОП-10) и перераспределения в водной среде, содержащей ПАВ на уровне всего лишь 1 - 10 ПДК (Ильин, 1986). Такое значительное снижение LD50 наблюдали для гептахлора, ГХЦГ и гамма-ГХЦГ, карбофоса, метафоса, трихлорметафоса, хлорофоса, гранозана, купрозана, цинеба, карбатиона и красителей аминофенолов (орто-, мета- и пара-изомеров). При наличии в среде ПАВ такой пестицид, как ГХЦГ (на уровне 1 ПДК), вызывал достоверные изменения у подопытных млекопитающих: уменьшение числа экритроцитов, снижение содержания гемоглобина, снижение активности холинэстеразы ии иммунобиологической реактивности, кардиотоксическое действие. При наличии в среде ПАВ происходило 4-кратное увеличение мутагенной активности ГХЦГ и бластомогенной активности 3,4-бенз(а)пирена. В среде с ПАВ увеличивалась также вирулентность патогенных штаммов Salmonella typhimurium (в 5 раз), S. typhi (в 3,6 раза), S. schottmulleri (в 5,8 раз), патогенных шигелл Зоне и Флекснера (в 2,8 - 4 раза), патогенных энтеровирусов LSc 2ab, ECHO Коксаки А-7 (в 7,3 -96 раз) (Ильин, 1986). Автор (И.Е.Ильин) связывает эти эффекты с тем, что традиционные представления о равномерном распределении химических веществ во всем объеме воды не вполне состоятельны. В присутствии СПАВ на поверхности воды образуется адсорбционная пленка, на которой концентрируются другие загрязняющие вещества (в работе Ильина - пестициды и красители-аминофенолы), а также патогенные микроорганизмы. Возможно, наличие СПАВ увеличивает также проницаемость клеточных оболочек (мембран) для гидрофобных ксенобиотиков и патогенных микроорганизмов, что увеличивает наблюдаемую вирулентность последних. Последнее обстоятельство заставляет задуматься об опасности комплексного загрязнения среды. Уместно вспомнить также тот факт, что некоторые другие виды химического загрязнения водной среды также благоприятствуют патогенным микроорганизмам - например, патогенные штаммы микобактерий быстрее растут в среде, содержащей нефтяные углеводороды - быстрее, чем на традиционных средах, много лет используемых в медицинской микробиологии для культивации, например, штаммов микобактерий-возбедителей туберкулеза (Т. В. Коронелли, доклад на научном семинаре кафедры гидробиологии 26.11.1997). Льюис (Lewis, 1992) провел анализ англоязычной литературы до 1991 года с точки зрения того, имеет ли место антагонизм или синергизм при совместном воздействии СПАВ и других веществ. По его данным (всего проанализировано 33 работы и 40 основных комбинаций веществ) в 5 случаях имелся антагонизм; в 23 случаях имелся синергизм; в 12 случаях синергизм не был выявлен (эти случаи охарактеризованы Льюисом как “not synergistic “ (Lewis, 1992). Вместе с тем необходимо отметить, что эти работы проводились на основе традиционного подхода, без изучения поверхностной пленки, как это сделал Ильин (1986; см. выше). Но даже при таком анализе (при этом, возможно, вне сферы внимания остаются те возможности резкого увеличения вредного воздействия, которые убедительно доказаны в работе Ильина) число ситуаций синергизма более чем в 4 раза превышало число ситуаций антагонизма. Как отмечалось, в окружающую среду в больших количествах попадают такие ПАВ-содержащие препараты, как СМС. В водной среде, в которой был растворен препарат СМС "Лотос-71", изменялось поведение медицинской пиявки Hirudo medicinalis, гуппи Lebistes reticulatus, водяных осликов Asellus aquaticus, жаброногов Streptocephalus torvicornis (Флеров, 1989). СМС летально действовали на дафний (Брагинский и др., 1979). ЛК50 составляла около 0.8 - 30 мг/л (Брагинский и др., 1987). Изучалось действие бытового детергента (2 и 4 мг/л; последнее соответствовало концентрации LAS -додецилбензолсульфоната - 0,8 мг/л) на продукцию науплиусов рачков Tisbe holothuriae в условиях низкой и высокой плотности популяции (Faba, Crotti, 1979). При низкой плотности популяции детергент вызывал уменьшение среднего количества науплиусов, вышедших из яиц. При высокой плотности популяции детергент вызывал увеличение этого показателя - т.е. детергент ингибировал механизм, который позволял животным чувствовать перенаселение и реагировать на него. Такой механизм, возможно, связан с выделением рачками какого-то специфического вещества. Высказано предположение, что детергент может взаимодействовать с этим веществом или повреждать хеморецепторы животных (Faba, Crotti, 1979). СМС подавляют активность некоторых ферментов в жабрах рыб. Так, 10- 40 мг/л препарата “Лотос” подавляли сукцинатоксидазу и цитохромоксидазу в тканях жабр гольяна из озера Байкал (Колупаев, Путинцева, 1983). Авторы, сопоставлявшие токсичность нескольких препаратов, содержащих СПАВ (как диспергентов, так и СМС) на представителей разных звеньев трофической цепи, в том числе протококковые водоросли и ветвистоусые рачки, пришли к заключению, что СПАВ более токсичны для представителей высших звеньев трофической цепи (Гроздов и др., 1981). Однако, спектр изученных биологических эффектов СПАВ-содержащих препаратов оставался недостаточно полным. Нами исследовалось воздействие смесевых препаратов (несколько видов СМС) на автотрофные (жгутиковые; покрытосеменные растения) и гетеротрофные организмы (моллюски). 6.2. Новые результаты изучения воздействия ПАВ-содержащих смесевых препаратов на автотрофные организмы. Нами изучалось воздействие некоторых препаратов, содержащих СПАВ, на различные организмы. Необходимо иметь в виду, что содержание СПАВ в этих препаратах всегда менее 100% и в СМС обычно содержание СПАВ не превышает 15-20% (но может достигать 40 %). 6.2.1. Воздействие ПАВ-содержащих препаратов на фитопланктон. Часть наших экспериментов были посвящены воздействию СМС на культуру эвглен и на проростки растений. В водной среде, содержащей СМС "Кристалл", как показано в совместной работе с К.Вастернак (Галле, ГДР), наблюдали торможение или остановку роста культуры эвглен Euglena gracilis Klebs (Табл. 6.1 прилож.). При содержании СМС 0,5 мг/мл рост культуры полностью прекращался (Табл. 6.1 прилож.). При содержании СМС 0,1 мг/мл первые 48 ч опыта эффект СМС был незначителен, но на следующем этапе опыта (68-99 ч) численность клеток заметно отставала по сравнению с контролем. При содержании СМС 0,01 мг/мл на завершающем этапе опыта (72-99 ч) также наблюдали некоторое отставание численности клеток по сравнению с контролем. Эти результаты согласуются с итогами другого, независимого опыта, проведенного совместно с Д.Галямой, И.Леготским, Д.Слугенем (Словацкий политехнический институт и университет, Братислава, ЧСФР). При содержании в водной среде 0,3 мг/мл СМС "Кристалл" рост эвглен в последнем опыте был полностью подавлен в течение 65 ч, но к концу опыта (112 ч) все-таки небольшое нарастание плотности культуры произошло (Табл. 6.2. прилож.; см. также Остроумов, 1991). При содержании СМС 0,1 мг/мл эффект ингибирования наблюдался в момент обоих измерений (65 и 112 ч). При содержании СМС 0,02 мг/мл наблюдали слабый ингибирующий эффект. Оба независимых эксперимента позволяют сделать вывод, что значительная или даже основная часть диапазона проявления ингибирующего воздействия СМС "Кристалл" на эвглен лежит между концентрациями 0,01 и 0,5 мг/мл. Водная среда с СМС "Био-С" также подавляла развитие культуры эвглен E. gracilis, как было выявлено в совместной работе с К. Вастернак (Университет М. Лютера, Галле, ГДР). При содержании СМС 0,5 мг/мл подавление было полным - практически рост клеток был прекращен (Табл. 6.3). При содержании СМС 0,1 мг/мл на завершающем этапе опыта (48-96 ч) плотность культуры была меньше, чем в контроле. При содержании СМС 0,01 мг/мл четких эффектов не обнаружено. Эта данные согласуются с результатами совместной работы со словацкими учеными по воздействию на эвглен другого СМС - "Лотос-Автомат". Как показывают данные экспериментов (см. Остроумов, 1991, табл. 9), СМС "Лотос-Автомат" при концентрации 0,02 мг/мл не оказывает ингибирующего эффекта. Однако, при концентрации 0,1 мг/мл есть некоторое ингибирование. При концентрации 0,3 мг/мл ингибирующий эффект еще более выражен. Таким образом, оба независимых опыта указывают на реализацию негативного эффекта СМС в диапазоне 0,1-0,3-0,5 мг/мл. Проведены опыты по воздействию водных сред, содержащих жидкие ПМС, на фитофлагелляты (Остроумов и др., 1990б). ПАВ-содержащий препарат "Каштан" (0,02 мл/л) вызывал деградацию клеток морских фитофлагеллят Olisthodiscus luteus N. Carter 1937 (Chromophyta, класс Raphidophyceae). Через 4 ч инкубации на свету резко снижалась оптическая плотность суспензии клеток при всех длинах волн. В частности, А660, А675, А690 составляли по отношению к оптической плотности при тех же длинах волн в контрольной суспензии (без СМС) соответственно 29,9, 30,1 и 22,8 %. Тот же препарат

вызывал разрушение клеток фотосинтезирующей бактерии Rhodospirillum rubrum. Опыты автора показали, что через 3 ч инкубации на свету во всей части спектра с длиной волны >450 нм происходило снижение оптической плотности более чем на 25 %. Через 21 ч инкубации на свету спектр терял свою форму и места бывших максимумов поглощения при 515-520 нм и 550-555 нм не выделялись на спектральной кривой. Воздействие ПАВ-содержащих препаратов на водоросли изучались многими авторами. В порядке обсуждения упомянем данные литературы о действии ПАВ-содержащих смесевых препаратов на фитопланктон. Воздействия СМС на фитопланктон неоднозначны. СМС различаются по способности угнетать водоросли. На Chlorella vulgaris было показано, что СМС МК-1 (“Новость”; содержит 40% алкилсульфатов) был несколько менее вреден для водорослей, чем СМС МК-2 (“Кристалл”, содержит 20% сульфонола) и МК-3 (“Лотос”, содержит 25 % сульфонола) (Апашева и др., 1976). При воздействии на водоросли МК-1 в высокой концентрации 1 г/л через 1 сутки еще не наблюдали достоверного снижения количества живых клеток; снижение их числа на 40 % наблюдали через 3 суток (Апашева и др., 1976). В этой же работе показали, что МК-2 и МК-3 в этой же концентрации вызывали более быстрое снижение числа живых клеток водоросли. При воздействии препарата "Кристалл" на Gymnodinium kovalevskii требуется довольно высокая концентрация 140 мг/л, чтобы произошла 100% потеря подвижности (Айздайчер, 1999), что свидетельствует о довольно высокой устойчивости клеток этого вида. Указано на способность СМС нарушать процессы фотосинтеза, первичную продукцию и деструкцию фитопланктона (Брагинский и др., 1987). Воздействие ПАВ-содержащих препаратов на фитопланктон может происходить и стимуляция роста организмов (возможно, за счет того, что многие из этих препаратов содержат фосфаты). В совместной работе с Н.Н.Колотиловой показано, что в определенных экспериментальных условиях СМС могут стимулировать рост цианобактерий и зеленых водорослей. Подобная стимуляция показана для Synechocystis sp. PCC 6803, Synechococcus elongatus (Anacystis nidulans) и Scenedesmus quadricauda (Колотилова, Остроумов, 2000; Остроумов, Колотилова, 2000). Эти результаты перекликаются с тем, что при воздействии на некоторые виды морского фитопланктона ПАВ-содержащих препаратов (СМС) показано стимулирование роста Dunaliella tertiolecta, Platymonas sp. (при 1 - 10 мг/л) (Айздайчер и др., 1999). 6.2.2. Воздействие смесевых препаратов на покрытосеменные растения. 6.2.2.1.Порошковые СМС. В водной среде, водержащей СМС "Кристалл" (0,5 мг/мл), рост проростков огурца риса Oryza sativa (сорт "Кубань-3") подавлялся. Так, через 26 ч. после инкубации в воде УСД проростков составляла 4,5 мм по сравнению с 8,0 в контроле. Через 50,5 ч. инкубации аналогичные величины соответственно 19,7 и 13,3 мм (в выполнении этой работы участвовала Н.Ф.Викторова). Проростки гречихи Fagopyrum esculentum (сорт Шатиловская-5) были более чувствительными. В среде, содержащей 0,5 мг/мл СМС "Кристалл" УСД проростков снижалось почти в 10 раз. При содержании СМС 0,1 мг/мл (и выше) УСД снижалась более чем на 50% по сравнению с контролем. В присутствии СМС резко снижалась всхожесть семян гречихи (Таб. 6.4 прилож.) (Остроумов, 1991). Сравнивая этот вывод с результатами опыта на проростках риса и гречихи, можно предположить, что диапазоны негативно действующих концентраций СМС "Кристалл" для эвглен и проростков гречихи близки. Следовательно, при определенных условиях проростки гречихи могут использоваться вместо эвглен при биотестировании загрязненных вод, что представляет интерес ввиду большей простоты и экономичности опытов на проростках. Вышеприведенные сведения касались порошковых СМС. В последнее время растет применение жидких СМС. Воздействие водных сред, загрязненных ими, на биообъекты, ранее было охарактеризовано совершенно недостаточно. Часть наших опытов были поставлены для восполнения этого пробела в знаниях. 6.2.2.2.Жидкие СМС и ПМС. ПМС "Вильва" в концентрации 0,125 мг/л уменьшало УСД корней гречихи более, чем на 50 % (Таблицы 6.5 - 6.6 прилож.). ПМС снижало также УСД корней другого тест-объекта - проростков риса (Табл. 6.7-6.10 прилож.). Однако, воздействие ПМС на корни риса было менее выражено, чем на гречиху. Ингибирование УСД при содержании ПМС 0,125 мг/л было менее 50 %. ЕС50 для риса находилась между 0,15 и 0,20 мг/л (при 26°С). Опыты показали, что снижение температуры инкубации влечет падение чувствительности биотеста (таблицы 6.7-6.8 прилож.). Автор проводил также биотестирование препарата “Каштан” на проростках риса (Табл. 6.11 прилож.) и Cucumis sativus (сорт Неросимый) (Таб. 6.12 прилож.). Этот препарат сильнее ингибировал удлинение проростков риса, чем препарат "Вильва". Подробнее эти опыты изложены в работе (Карцев, Остроумов, Павлова, 1990). Оценивалась биологическая активность водных сред, содержащих препарат "Каштан", на пистию телорезовидную, или водный латук (Pistia stratiotes). Последний вид водных макрофитов является опасным водным сорняком, который бурно разрастается во многих водоемах и создает проблемы для их водохозяйственнного использования. Вместе с тем, имеются предложения и планы использования этого вида и некоторых других макрофитов для фитомелиорации загрязненных и эвтрофированных водоемов. Поэтому представляет интерес выявление пределов толерантности этого вида к различным загрязняющим веществам. Опыты показали, что через 10 сут культивирования молодых растений пистии на водной среде, содержащей ПМС "Каштан" (0,06 мл/л), корни гидрофитов были короче, чем в контроле. Кроме того, наблюдалось аномальное развитие боковых отростков корней - на нижнем конце основных вертикальных корней боковые отростки были длиннее, чем в верхней части корней. После 10 сут культивирования на водной среде, содержащей вдвое больше препарата "Каштан" (0,125 мл/л) часть растений погибла. Напротив, при понижении содержания препарата до 0,03 мл/л существенных отличий от контроля не наблюдалось (Табл. 6.13; Остроумов, 1990 а). Проведенный эксперимент интересен не только тем, что дает новую информацию о биологической активности ПАВ-содержащего препарата и указывает на возможность применения нового метода биотестирования с помощью пистии, но также и тем, что устанавливает интервал концентраций, при которых этот ПАВ-содержащий препарат может проявлять гербицидный эффект против этого сорняка в водных экосистемах. С другой стороны, выявлен диапазон концентраций, которые, по-видимому, могут выдерживаться этим растением в случае использования этого вида для целей фиторемедиации. Полученные выше результаты (в опытах на проростках) показывают, что использование вод, загрязненных СМС и ПМС выше определенного значения, для полива сельскохозяйственных земель может иметь негативные последствия. Наряду с автотрофными организмами, для тестирования использовались и гетеротрофные гидробионты. 6.3.Новые результаты изучения воздействия смесевых препаратов на гетеротрофные организмы. Исследовали воздействие ПАВ-содержащих препаратов на пресноводных и морских моллюсков.

6.3. Оценка биологической активности других препаратов и образцов. Наряду с изучением СПАВ и СПАВ-содержащих препаратов, мы использовали некоторые из апробированных нами методов для оценки биологической активности других препаратов, в том числе пестицидов и воды из водохранилища в период активного цветения. Водные растворы пестицидов изучали с целью сопоставить их воздействие на организмы с однотипными эффектами, производимыми СПАВ, с тем, чтобы на основе сравнения более объективно оценить степень потенциальной опасности последних. 6.3.1. Пестициды Среди изученных пестицидов были хлорорганический пестицид лонтрел и динитроортокрезол (ДНОК). 6.3.1.1. Лонтрел В этих экспериментах в чашки Петри помещали по 10 семян Cucumis sativus и вносили по 10 мл исследуемого раствора или ( в контроле) дистиллированной воды. Эксперимент проводили в темноте при комнатной температуре (Таб. 6.32 прилож.). Длина проростков после 95 часов инкубации при концентрации 0,02 мг/мл составляла (мм, в скобках доверительный интервал среднего): в контроле 39,26 (1,39); при действии лонтрела 23,60 (2,57). Таким образом, длина проростков по отношению к контролю составляла 60,11%, т.е. ингибирование было около 40 %. Весьма интересно, что одновременно при тех же условиях проводили опыт по воздействию на проростки СПАВ этония. Оказалось, что этоний при концентрации всего лишь на один порядок выше (0,25 мг/мл) оказывает приблизительно такой же (или, точнее, немного больший) ингибирующий эффект на проростки. Так, длина проростков того же растения после 95 часов инкубации составляла 17,67 (4,01) мм - контроль в данном эксперименте был общим, т. е. длина проростков в контроле была 39,26 мм (см. выше). Длина проростков (в варианте с этонием) по отношению к контролю составила 45,01 %. Следовательно, биологическая активность данного СПАВ всего лишь на порядок ниже, чем негативное воздействие пестицида (гербицида) лонтрела. В следующей серии опытов изучали воздействие лонтрела на проростки другого растения - Fagopyrum esculentum (Табл. 6.33 прилож.). Подобно тому, что было получено на проростках огурцов, лонтрел в концентрации 0,02 мг/мл заметно ингибировал рост проростков гречихи: их длина составляла 54 % от контроля через 47 и 38 % через 70 часов после начала опыта. 6.3.1.2. ДНОК Одним из весьма широко применяемых пестицидов является 2,4-динитро-6-метилфенол, известный также как динитрокрезол (ДНОК), арборол, брюлекс (более 10 различных синонимов). Он применяется как афицид, гербицид, десикант, инсектицид и фунгицид. ЛД50 (для мышей) составляет 40-65 (Шамшурин, Кример, 1976). Нами изучалось воздействие ДНОК на некоторые тест-объекты, что позволило сравнить действие этого пестицида и ПАВ. По нашим данным, наблюдалось снижение средней длины проростков Sinapis alba L. при воздействии ДНОК в концентрациях от 0,5 до 4 мкг/мл. Например, через 48 часов роста при комнатной температуре средняя длина проростков в контроле составляла 24,4 мм (доверительный интервал 1,85 мм при уровне значимости 0,05). При концентрации ДНОК 1 мкг/мл средняя длина проростков составляла 16,9 мм (доверительный интервал 1,16 мм). При повышении концентрации ДНОК до 4 мкг/мл степень ингибирования проростков закономерно нарастала - см. Табл. 6.34 приложения. Вопросы количественного сопоставления результатов биотестирования различных веществ на одном объекте рассмотрены нами в работах (Остроумов, 1991 а, б). Полученные в этих опытах результаты показывают, что в условиях экспериментов пестициды оказывали более выраженное негативное воздействие на использованные тест-объекты, чем СПАВ. При этом представляют особый интерес количественные различия между действием пестицидов и СПАВ. Различие в биологической активности (БА) представителей двух классов ксенобиотиков было приблизительно на порядок (СПАВ действовали на порядок слабее, чем пестициды). Это различие необходимо связать с тем фактом, что масштабы поступления СПАВ в экосистемы, в том числе водные, превышают таковые пестицидов в среднем более чем на порядок. Следовательно, суммарный экологический риск (включающий произведение БА на количество или объем поступающих в экосистему веществ данного класса) СПАВ может не уступать, а в некоторых случаях, вероятно, превышать таковой, создаваемый загрязнением экосистем пестицидами. 6.3.2. Вода из водохранилища. Представляло интерес выяснить, могут ли некоторые из отработанных нами тест-систем служить для характеристики биологической активности вод из природных экосистем. Тест с Cucumis sativus позволил выявить некоторую биологическую активность фильтрата воды из водохранилища в период активного цветения (Табл. 6.35 прилож.). Средняя длина корней проростков через 173 ч после начала опытов составила 77% от средней длины корней контрольных проростков. Хотя эффект не очень был выражен, статистически он оказался вполне значим (различие средних по Стьюденту, Р=95 %). Результаты этого эксперимента, проведенного автором на Можайском водохранилище, мы опубликовали в работе (Карцев и др., 1990). Доминирующим видом в этот период был Aphanizomenon flos-aquae. Результаты данного опыта интересно сопоставить с опытом Л. А. Сиренко, в котором было обнаружено, что экстракты летучих выделений сине-зеленых водорослей (цианобактерий) Microcystis aeruginosa (отгон с водяным паром) ингибировали прорастание семян редиса (Сиренко, 1972). Ингибирующее действие проявляли экстракты, полученные из свежесобранных жизнеспособных колоний микроцистиса, и водорослевая масса в состоянии брожения. Небольшой ингибирующий эффект (83-92 % от контроля) показала свежесобранная агрегированная в комках масса микроцистиса в процессе старения. Весьма интересно, что летучие компоненты эфирных масел афанизоменона Аphanizomenon flos-aquae сходным образом ингибировали проростки семян редиса (Сиренко, 1972). 6.4. Некоторые заключительные замечания. Результаты наших опытов показали приложимость отработанных вариантов методов оценки биологической активности (БА) не только для изучения экологической опасности индивидуальных СПАВ, но и для других препаратов, включая СПАВ-содержащие смесевые препараты и пестициды. Показана также применимость этих методов и для характеристики природных вод некоторых типов экосистем. Показано, что в случае некоторых конкретных СПАВ и пестицидов биологическая активность СПАВ лишь на порядок уступает БА пестицидов, что указывает на определенный экологический риск, который могут создавать СПАВ при массированном поступлении в экосистемы. Необходимо отметить еще одну сторону потенциальной экологической опасности, создаваемой поступлением в водоемы таких препаратов, как СМС и ПМС. Данные, полученные нами при изучении действия СПАВ на некоторые биофильтраторы (см. о действии АПАВ и НПАВ - главы 3 и 4, соответственно), заставляют считать те смеси химических веществ, которые могут содержаться в СМС, экологически весьма опасными - думается, что если бы кто-то пытался изобрести способ исподволь нарушить водные экосистемы руками человека, он не мог бы придумать более тонкого инструмента. В самом деле, эти СМС содержат СПАВ, которые, как показано на других примерах (главы 3 и 4) могут нарушать работу биофильтраторов (это показано в модельных экспериментах на нескольких видах пресноводных и морских моллюсков, а также на коловратках; в сочетании с анализом литературных данных – см. главу 7 и наши работы [Остроумов и др., 1997, 1998] наши результаты заставляют задуматься о возможности подобных воздействий СПАВ на более широкий класс организмов-фильтраторов). Ингибирование фильтрации и уменьшение изъятия фитопланктона из водной среды может способствовать дисбалансу факторов, регулирующих численность фитопланктона и развитию аномально высоких концентраций клеток фитопланктона. СМС в небольших концентрациях не ингибирует развитие фитопланктона (Брагинский и др., 1987; также наши данные о действии СМС на эвглен). В дополнение к этому, многие виды тех же СМС содержат растворимые соединения фосфора (см главу 2), в том числе нередко 30 - 40 % фосфатов натрия (Bock, Stache, 1982, c. 173) или других фосфор-содержащих соединений, что способствует улучшению условий роста фитопланктона и сдвигу упомянутого дисбаланса в сторону повышенного развития водорослей.

Во многих водоемах наблюдали эвтрофикацию в результате поступления со стоками фосфор-содержащих детергентов (см., например, Godfrey, 1982). Дополнительные свидетельства важности и необходимости нормального функционирования организмов-фильтраторов и катализируемого ими потока органического С на дно водоема представляют следующие цифры. По оценкам, среднее поступление Р в сточную воду составляет около 2 г Р/сутки на одного жителя. Для окисления органического вещества, поступающего в водоем от одного жителя, требуется около 80 г кислорода (по оценкам Д. Ульмана, см. Францев, 1972). Эту величину значительно превышает дополнительное количество кислорода (320 г), которое требуется для окисления органических веществ водорослей, вырастающих в водоеме благодаря поступлению 2 г Р (Францев, 1972). Следовательно, нарушение нормальной фильтрации воды и изъятия водорослей и избыточного органического вещества из столба воды становится особенно опасным в условиях комплексного загрязнения, включающего поступление в водоем избыточного Р. При определенных условиях добавление СМС в среду роста может стимулировать рост культур цианобактерий и зеленых водорослей (Колотилова, Остроумов, 2000; Остроумов, Колотилова, 2000; аналогичные результаты независимо получены на морской воде – Айздайчер и др., 1999), что может способствовать дисбалансу во взаимодействии организмов соседних трофических уровней в экосистеме Интересно, что повышенное поступление биогенов с берегов Озернинского водохранилища (Московская область), занятых сельскохозяйственными угодьями, сопровождалось снижением биомассы бентоса на 60%, его продукции на 30%, разнообразия фильтраторов до нулевого значения (Соловьева, Пастухова, 1981). В последней работе наблюдали, что разнообразие фильтраторов снизилось в наибольшей степени по сравнению с другими группами бентоса - глотателей и хищников. Суммирование результатов изучения воздействия ПАВ-содержащих препаратов на организмы подтверждает те закономерности, которые были установлены выше для конкретных классов СПАВ (Табл. 6.36). Роль поступления биогенов при загрязнении водоемов давно находится в центре внимания при анализе эвтрофикации, но наши новые данные позволяют увидеть еще одну сторону экологической опасности, порождаемой загрязнением веществами типа СМС, содержащими и биогены, и СПАВ. С использованием в качестве биотеста сосудистых растений накоплена информация о биологических эффектах различных веществ, которые представляют различные классы СПАВ (см. выше, а также: Остроумов, 1991а,б; Остроумов, Хорошилов, 1992; Остроумов, Семыкина, 1993).

Суммируя изложенное выше в главах 3-5 и результаты, освещенные в данной главе, можно констатировать, что по нарастанию степени ингибирующего действия на F. esculentum, СПАВ расположены в следующий ряд: полимерный ПАВ СГМА (сополимер гексена и малеинового альдегида) < АПАВ додецилсульфат натрия; пеномоющее средство (ПМС “Вильва”) < НПАВ Тритон Х100 < КПАВ ТДТМА. Выявление новых фактов и закономерностей, изложенных в главах 3-6, делают целесообразным их обобщенный анализ в плоскости потенциальной экологической опасности, создаваемой загрязнением водоемов для гидробионтов. Этому посвящена следующая глава 7.

Таблица 6.36. Чувствительность различных организмов к СМС и другим смесевым препаратам, содержащим ПАВ (чувствительность при ингибировании: Н- низкая, У-умеренная, В- высокая; С- стимуляция) Организмы Чувстви- тельность Ссылки/комментарии Euglena sp. Н Остроумов, Вастернак, 1991; Вастернак и Остроумов, 1990; Остроумов и др., 1998 Фитопланктон Н, У Брагинский и др., 1983, 1987; и др. Synechocystis sp. PCC 6803; Scenedesmus quadricauda; Synechococcus elongatus Н; С Колотилова, Остроумов, 2000; Остроумов, Колотилова, 2000 Морской фитопланктон С, Н СМС стимулировали рост микроводорослей (Айздайчер и др., 1999) Проростки Fagopyrum esculentum, Oryza sativa, Cucumis sativus и др. Н, У Сравнительно низкая чувствительность делает возможным использование этих организмов для фиторемедиации (Остроумов, 2000г ) Lymnaea stagnalis У (пред-варит. оценка) Снижение трофической активности может вносить изменения в экосистему (Остроумов, 2000а) Моллюски (пресноводн.) Unio sp. У, В Существует опасность нарушения фильтрационной активности и снижения изъятия взвесей из воды (Остроумов 2000 б,в,г) Моллюски (морск.) Mytilus galloprovincialis В Сравнительно высокая чувствительность создает опасность нарушения фильтрационной активности и снижения изъятия взвесей из воды (Остроумов 2000 б,в,г) Моллюски (морск.) Crassostrea gigas В Сравнительно высокая чувствительность создает опасность нарушения фильтрационной активности (новые результаты)

Автор пользуется случаем выразить благодарность бывшим студентам И.А. Павловой, В.С. Хорошилову, а также Н.Ф.Викторовой за участие в некоторых экспериментах. Воздействие жидкого пеномоющего средства (ПМС) "Вильва" на растения было изучено нами совместно со студентом кафедры гидробиологии В.С. Хорошиловым. Благодарю Н.Н.Колотилову за помощь. приложение – список таблиц к книге – см. ниже.

Список таблиц книги.

Таблицы к главам 1-7. Таблицы к главе 1.

Таблица 1.1. Количество публикаций о роли ПАВ, пестицидов и металлов как загрязнителей водной среды, отреферированных в РЖ (выпуск “Общая экология. Биоценология. Гидробиология”).

Табл. 1.2. Свидетельства недостаточной изученности роли СПАВ и недооценки их экологической опасности как загрязнителей среды

Таблица 1.3. Количество загрязняющих веществ, сброшенных в водоемы г. Москвы в 1992-1996 гг (тыс. т). Рост поступления в водоемы СПАВ на фоне снижения поступления других загрязняющих веществ (Отставнова, Курмакаев, 1997)

Таблицы к главе 2.

Табл. 2.1. КМ некоторых СПАВ (по Абрамзон, Гаевой, 1979; каталоги фирм-производителей и поставщиков ПАВ). Табл. 2.2. Состав СМС “Био-С” Табл. 2.3. Состав СМС “Кристалл”

Табл. 2.4. Состав моющего средства “Каштан” (ПАВ ок. 24%) Таблицы к главе 3.

Таблица 3.1. Оценка средней длины (x, мм) проростков Fagopyrum esculentum при разных концентрациях ДСН (вариант методики: без переноса проростков)

Таблица 3.2 Усредненные результаты трех опытов по определению средней длины (x, мм) проростков Fagopyrum esculentum при разных концентрациях ДСН (вариант методики: без переноса проростков) Таблица 3.3. Рост проростков Fagopyrum esculentum после переноса в среду, содержащую ДСН; х - средняя дина проростков; ДИ – доверительный интервал для 5% уровня значимости

Таблица 3.4 Средняя скорость удлинения Fagopyrum esculentum после переноса в среду, содержащую ДСН

Таблица 3.29. Воздействие АПАВ сульфонола на УСД корней Oryza sativa (n=20) Таблица 3.30. Скорость роста УСД корней Oryza sativa при воздействии сульфонола Таблица 3.31. Воздействие сульфонола на УСД корней Oryza sativa (n=20; время инкубации - 71ч) Таблица 3.32. Изменение длины x проростков гречихи (Шатиловская 5) через различные промежутки времени после их переноса на раствор сульфонола Таблица 3.33 Изменение средней скорости удлинения (мм/ч) проростков Fagopyrum esculentum (Шатиловская 5) при воздействии сульфонолом через различные промежутки времени Таблица 3.34 Воздействие сульфонола на проростки Sinapis alba Таблица 3.35. УСД корней проростков Fagopyrum esculentum Шатиловская-5 в водной среде, содержащей ПАВ СГМА Табл. 3.36. Средняя длина (Х) корней проростков Fagopyrum esculentum Шатиловская-5 после переноса проростков из ОВВ в водную среду, содержащую ПАВ СГМА (0,44; 0,88 г/л) Табл. 3.37. УСД корней проростков Fagopyrum esculentum Шатиловская-5 в водной среде, содержащей ПАВ СГМА (0,88; 2,2 г/л) Табл. 3.38. Средняя длина (Х) корней проростков Fagopyrum esculentum Шатиловская-5 после переноса проростков из ОВВ в водную среду с ПАВ СГМА (до 5,5 г/л) (обобщенные данные: n =36) В тексте Табл. 3.39 – см. Главу 3.

Таблицы к главе 4.

Таблица 4.5. Изменения оптической плотности культуры Synechococcus sp. 7805 под воздействием ПАВ Тритона Х-100 (измерения сделаны до и после добавления в кювету сахарозы) Таблица 4.6. Изменения оптической плотности культуры Synechococcus sp. 8103 под воздействием ПАВ Тритона Х-100 (измерения сделаны до и после добавления в кювету сахарозы) Таблица 4.7. Воздействие ПАВ Тритона Х-100 на плотность культуры Thalassiosira pseudonana Hasle & Heimdal 1970 (105 клеток/мл; в скобках указана стандартная ошибка) Таблица 4.8. Изменение специфической скорости роста Thalassiosira pseudonana () при различных концентрациях ПАВ Тритона Х-100 Таблица 4.9. Изменение доли прорастающих семян при воздействии Тритона Х-100 на семена Fagopyrum esculentum (Шатиловская 5) Таблица 4.10. Средняя длина x (мм) проростков Fagopyrum esculentum (Шатиловская 5) при воздействии Тритоном Х-100 через различные промежутки времени Табл. 4.11. Число и процент незакрепившихся на субстрате проростков F. esculentum Шатиловская 5 при различных концентрациях Тритона Х-100 Табл. 4.12. Число и процент незакрепившихся на субстрате проростков S. alba ВНИИМК при различных концентрациях Тритона Х-100 Табл. 4.13. Воздействие Тритона Х-100 на рост S.alba ВНИИМК Табл. 4.14. Воздействие НПАВ Тритона Х-100 на развитие проростков Camelina sativa ВНИИМК-Р-17 (в скобках - процент проростков с гипокотилями, имеющими нормальную ориентацию)

Таблицы к главе 5. Таблица 5.1. Снижение оптического поглощения (в длинноволновом максимуме) суспензии водорослей Chlorella vulgaris и Monochrysis lutheri при их деградации под воздействием КПАВ этония {1,2-[N,N-бис(диметил)-N,N'-бис(децилацетат)] этилендиаммоний дихлорид} Таблица 5.2. Воздействие КПАВ этония на среднюю длину проростков Cucumis sativus Таблица 5.3. Воздействие ПАВ ТДТМА на состояние семидневных культур Nostoc muscorum è Bracteacoccus minor Таблица 5.4. Действие КПАВ ТДТМА на численность клеток водорослей (а также цианобактерий) дерново-подзолистой почвы (экспозиция 1 месяц). Таблица 5.5. Воздействие ПАВ ТДТМА на длину проростков Fagopyrum esculentum (Шатиловская Таблица 5.6. Воздействие водной среды, содержащей катионогенный ПАВ тетрадецилтриметиламмоний бромид ТДТМА, на скорость роста Fagopyrum esculentum, исключая непроросшие семена (в скобках - скорость роста УСД)

Таблицы к главе 6 Таблица 6.1. Воздействие СМС "Кристалл" на культуру Euglena gracilis Klebs var Z. Pringsheim штамм № 1224-5/25 (указана численность клеток в 1 мл) Таблица 6.2. Воздействие СМС на плотность культур эвглены Euglena gracilis Klebs Таблица 6.3. Воздействие СМС "Био-С" на культуру Euglena gracilis Klebs var Z. Pringsheim штамм № 1224-5/25 (указана численность клеток в 1 мл) Таблица 6.4. УСД корней проростков гречихи Fagopyrum esculentum Шатиловская-5 в водной среде, содержащей СМС "Кристалл" (Остроумов, 1991, Хим. и техн.воды, т.13, №3) Таблица 6.5. Воздействие ПМС “Вильва” на УСД корней гречихи Fagopyrum esculentum (Шатиловская 5). Опыт 1. Таблица 6.6. Воздействие ПМС “Вильва” на

УСД корней гречихи Fagopyrum esculentum (Шатиловская 5). Опыт 2. Таблица 6.7. Воздействие ПМС “Вильва” на УСД корней риса Oryza sativa (Кубань 3). Опыт 1. Таблица 6.8. Воздействие ПМС “Вильва” на УСД корней риса Oryza sativa (Кубань 3). Опыт 2 (температура понижена до 230С). Таблица 6.9. Влияние ПМС “Вильва” на УСД корней риса Oryza sativa (Кубань 3). Опыт 3. Таблица 6.10. Воздействие ПМС “Вильва” на УСД корней риса Oryza sativa (Кубань 3). Опыт 4 (повышение содержания ПМС в воде) Таблица 6.11 Воздействие препарата “Каштан” на длину корней проростков риса (Oryza sativa) (сорт Огневский; через 7 суток после намачивания семян; температура инкубации 21оС) Таблица 6. 12. Воздействие СМС "Каштан" на среднюю длину проростков Cucumis sativus (Сорт Неросимый) Таблица 6.13. Воздействие СМС “Каштан” на Pistia stratiotes

Таблица 7.3. Концепция уровне-блочного анализа (Остроумов, 2000 б,г) потенциальной экологической опасности антропогенных воздействий на биоту (с учетом публикаций многих авторов, в том числе Яблоков, Остроумов, 1983; 1985; Остроумов, 1984; 1986а; Абакумов, Максимов, 1988; Ставская и др., 1988; Филенко, 1988; Флеров, 1989; Безель и др., 1994; Криволуцкий, 1994; Касумян, 1995; Остроумов, Федоров, 1999; Donkin et al., 1997; с учетом новых экспериментальных данных автора). Таблица 7.4. Использование концепции уровне-блочного подхода (Остроумов, 2000 б,г) для классификации типов потенциальной экологической опасности воздействия веществ на организмы. .doc)

Download

Share

228 Reads. 2 Citations.

**

Overview of new data on effects of surfactants and detergents [https://www.researchgate.net/publication/201626683 ] on prokaryotes, algae, flagellates, vascular plants and animals - ecological and biospheric importance: new priorities and the new facet of bio-chemical ecology

Article

Full-text available

Jan 2000

Sergei A. Ostroumov

https://www.researchgate.net/publication/201626683; Ostroumov S.A. Overview of new data on the effects of surfactants and detergents on prokaryotes, algae, flagellates, vascular plants and animals - ecological and biospheric importance: new priorities and the new facet of bio-chemical ecology (on the basis of the author’s studies) – In: Biological Effects of Surfactants and the Biosphere. / S.A. Ostroumov. Moscow. MAX Press, 2000, p. 84-113. In English. (Series Ecological Studies, Hazards, Solutions, vol.2). ISBN 5-317-00040-8. [after the abstract, the full text of pages 84-113 is given] References on pp. 102-113. A review and summary of a series of experimental publications of the author on various biological effects of synthetic surfactants and detergents. The range of biolgical species used in bioassay was diverse. We have used a broad spectrum of freshwater and marine species, ranging from bacteria to higher invertebrates. The typical and representative species included: 1. Autotrophs, e.g., the cyanobacteria Synechococcus, diatoms Thalassiosira pseudonana (Hustedt) Hasle et Heimdal, green algae Scenedesmus quadricauda (Turp.) Bréb, vascular plants Pistia stratiotes L., Elodea canadensis Michx., Sinapis alba L., Fagopyrum esculentum Moench, Oryza sativa L., Lepidium sativum L., Camelina sativa (L.) Crantz, and Triticum aestivum L. 2. Heterotrophs, e.g., the bacteria Hyphomonas, gastropod Lymnaea stagnalis, freshwater bivalves Unio tumidus, marine bivalves Mytilus edulis, M. galloprovincialis, and annelid Hirudo medicinalis. A new method for quantitative data analysis and the juxtaposition of the results of assessing biological activities has been developed (Ostroumov, 1990 a, 1991 a,b). New variants of methods for characterizing filtration rates by benthic invertebrates were also proposed and successfully used. The main substances, the biological effects of which were analysed, included representatives of all main classes of synthetic surfactants: 1. Anionic surfactants: sodium dodecyl sulphate (SDS), and sulfonol; 2. Non-ionic surfactant: a representative of alkylphenols, Triton X100 (TX100, TX); 3. Cationic surfactants: representatives of quarternary ammonium compounds, e.g., dodecyltrimethylammonium bromide, and tetradecyltrymethylammonium bromide (TDTMA). 4. High-molecular weight surfactants: e.g., SHMA. In addition, a number of industrial detergents that contain surfactants as part of the mixture were studied. Those included, e.g., Tide, Losk, Kristall, Bio-S. Also, some products were investigated which were being used as body-care products. To make comparisons, we also studied the bioeffects of pesticides, e.g., DNOC and lontrel. Detergents that were studied: Kristall (Ostroumov, 1991; Ostroumov, Wasternak, 1991; Ostroumov et al., 1998), Bio-S (Wasternak, Ostroumov, 1990), Tide, Losk, Lotos, Kashtan, Verbena, Vilva; Tide-Lemon, Losk-Universal, Lotos-Extra; and a body-care mixture similar to a shampoo: Avon Herbal Care. Some of the biotests (bioassays) used fish (Cyprinus carpio). Key words: cyanobacteria, Synechococcus, diatoms, Thalassiosira pseudonana (Hustedt) Hasle et Heimdal, green algae, Scenedesmus quadricauda (Turp.) Bréb, vascular plants, Pistia stratiotes L., Elodea canadensis Michx., Sinapis alba L., Fagopyrum esculentum Moench, Oryza sativa L., Lepidium sativum L., Camelina sativa (L.) Crantz, Triticum aestivum L., Heterotrophs, bacteria, Hyphomonas, gastropod, Lymnaea stagnalis, freshwater bivalves, Unio tumidus, marine bivalves, Mytilus edulis, M. galloprovincialis, annelids, Hirudo medicinalis; Monochrysis lutheri, Chlorella vulgaris, Brachionus angularis; B. angularis; Brachionus plicatilis , Synechocystis 6803, Spirulina platensis; Olisthodiscus luteus; bioassay, biotesting, pollutants, environmental hazards, environmental safety, ecotoxicology; С.А. Остроумов; качество воды, water quality, filtration activity; self-purification, seedlings, проростки растений The full text of the chapter - p. 84-113 - is given below: Overview of new data on the effects of surfactants and detergents on prokaryotes, algae, flagellates, vascular plants and animals - ecological and biospheric importance: new priorities and the new facet of bio-chemical ecology (on the basis of the author’s studies) S. A. Ostroumov ar55@yandex.ru 1overvew.doc There is no arguing against facts and experiments. Isaac Newton (1642-1727) 1. Synoptic review of selected background literature In analyses of environmental problems and priorities (Yablokov, Ostroumov, 1979, 1983, 1985, 1988; 1989 a,b; 1990, 1991; Jablokov, Ostroumov, 1991; Fedorov, Ostroumov, 1984; Ostroumov, 1980, 1981, 1984 a,b, 1986 a,b,c,d; 1989; Ostroumov, Krassov, 1986) the importance of environmental pollution of the biosphere was emphasized. The role of synthetic surfactants as environmental pollutants has been studied mainly on the basis of data on bacteria (e.g., Stavskaya et al., 1988) and on some algae and invertebrates (Mozhaev, 1976; Lewis, 1991a,b). Many authors considered their role far beneath that of priority pollutants, such as heavy metals and pesticides (e.g., Wilson, Fraser, 1977; Moore, Ramamoorthy, 1984; Maki, Bishop, 1985; Rand, Petrocelli, 1985). We analyzed the number of scholarly publications on the biological effects and the ecological role of synthetic surfactants on the basis of materials published in the abstract journal, Referativny Zhurnal (Moscow, VINITI, ISSN 02202-4233). The average monthly number of publications on synthetic surfactants was 9 times less than those on pesticides, and 16 times less than those on heavy metals (1995-1997). The total annual production and consumption of surfactants (including soap) was above 15 million metric tons worldwide (Berth, Jeschke, 1989), which included 8.9 million metric tons of soap and 7 million tons of other surfactants. By the end of the 1980s, in the U.S.A., Western Europe and Japan the annual production of soap was 1.57 million metric tons and of the other surfactants 5.3 million tons. In Russia, according to various estimates, the discharge of surfactants to aquatic bodies is at least 4-12 thousand metric tons annually. The average efficiency of the removal of surfactants from the sewage water treated at water treatment facilities is circa 48-80% (Boichenko, Grigoriev, 1991); that of some types of surfactants is as low as 40% (Zhmur, 1997). At winter time the efficiency was reported to be only circa 20% (Boichenko, Grigoriev, 1991). The mechanisms of the action of surfactants on organisms were studied. Surfactants are considered membranotropic agents (e.g., Stavskaya et al., 1988; Ostroumov, 1991 a, b). The importance of the hazards from disturbing biomembranes was additionally substantiated by studies of the roles of biomembranes, membraneous structures/organelles and some associated functional activities; those were studied in the earlier works in which we were involved (Ostroumov et al., 1973; 1974; 1975 a,b; 1979 a, b; Drachev et al., 1974 a, b, c; 1976; Skulachev et al., 1974; Barsky et al., 1975 a, b; Ostroumov, 1974; 1975; 1977; 1979; 1986 e, f, g; Ostroumov, Vorobiev, 1976; 1978). In the current study, we focus on organismal and ecological, rather than molecular, aspects of the biological effects of surfactants. Science moves, but slowly slowly, creeping on from point to point. Alfred Tennyson (1809-1892) 2. Methods, organisms, materials used To reach adequate general conclusions, we have used a broad spectrum of freshwater and marine species, ranging from bacteria to higher invertebrates. The typical and representative species included: 1. Autotrophs, e.g., the cyanobacteria Synechococcus, diatoms Thalassiosira pseudonana (Hustedt) Hasle et Heimdal, green algae Scenedesmus quadricauda (Turp.) Bréb, vascular plants Pistia stratiotes L., Elodea canadensis Michx., Sinapis alba L., Fagopyrum esculentum Moench, Oryza sativa L., Lepidium sativum L., Camelina sativa (L.) Crantz, and Triticum aestivum L. 2. Heterotrophs, e.g., the bacteria Hyphomonas, gastropod Lymnaea stagnalis, freshwater bivalves Unio tumidus, marine bivalves Mytilus edulis, M. galloprovincialis, and annelid Hirudo medicinalis. A new method for quantitative data analysis and the juxtaposition of the results of assessing biological activities has been developed (Ostroumov, 1990 a, 1991 a,b). New variants of methods for characterizing filtration rates by benthic invertebrates were also proposed and successfully used. The main substances, the biological effects of which were analysed, included representatives of all main classes of synthetic surfactants: 1. Anionic surfactants: sodium dodecyl sulphate (SDS), and sulfonol; 2. Non-ionic surfactant: a representative of alkylphenols, Triton X100 (TX100, TX); 3. Cationic surfactants: representatives of quarternary ammonium compounds, e.g., dodecyltrimethylammonium bromide, and tetradecyltrymethylammonium bromide (TDTMA). 4. High-molecular weight surfactants: e.g., SHMA. In addition, a number of industrial detergents that contain surfactants as part of the mixture were studied. Those included, e.g., Tide, Losk, Kristall, Bio-S. Also, some products were investigated which were being used as body-care products. To make comparisons, we also studied the bioeffects of pesticides, e.g., DNOC and lontrel. Clear the air! Clean the sky! Wash the wind! T.S.Eliot (1888-1965) 3.Biological effects of anionic surfactants We studied the biological effects of SDS representing the class of alkylsulphates. The latter are produced and used in large quantities. Thus, only in the U.S.A. are over 136 000 metric tons of alkylsulphates consumed annually (Fendinger et al., 1994). The annual production of alkylsulphates in the USA, Europe and Japan amounted to 370 thousand metric tons by the end of the 1980s. In experiments with algae, it was shown that both SDS and sulfonol were capable of inhibiting

their growth (Goryunova, Ostroumov, 1986; Ostroumov, 1990 a; 1991 b). In the experiments with aquatic macrophytes and plant seedlings the following was shown. Sulfonol at the concentrations of 0.06-0.12 mL/L impaired the growth and development of Pistia stratiotes (Ostroumov, 1990 b). Sulfonol at the concentrations of 0.05-0.25 microliters/mL and above inhibited the growth of Fagopyrum esculentum and several other species. For F. esculentum, EC50 was found 0.6 microliters/mL. SDS inhibited the elongation of plant seedlings at concentrations of 1 mg/mL and above. Plant seedlings (Sinapis alba, Lepidium sativum, F. esculentum) were successfully used as a bioassay to confirm the efficiency of removing sulfonol from polluted water. The removal was carried out by the biotechnological method of applying the bioreactor with immobilized bacteria Pseudomonas mendocina 2S (Ostroumov, Samoilenko, 1990). Anionic surfactants were also efficient as chemical agents affecting invertebrates. In the experiments with bivalves, SDS inhibited water filtering by Mytilus edulis and M. galloprovincialis. During the 30-min period after starting the exposure to SDS, at a concentration of 1 mg/L SDS inhibited the filtration rate of M. edulis by 22.8 %, at 2 mg/L by 44.7 %, at 4 mg/L by 76.8 %, and at 5 mg/L by 95.7 %. The quantity of algal cells remaining in the water column following the period of water filtering by mussels was influenced by SDS more drastically than the filtration rate. Thus, the inhibition of the filtration rate induced by SDS (1 mg/L) led to a 2.71-fold difference between the concentrations of cells of Isochrysis galbana in the experimental and control sets of beakers, after an incubation period of 90 min. For additional data on the biological effects of some anionic surfactants (SDS and sulfonol) see in (Goryunova, Ostroumov, 1986; Maximov, Nagel, Ostroumov, 1986 a; Maximov et al., 1988 a,b; Ostroumov, Samoilenko, 1990; Ostroumov, 1991 b; 1998; Ostroumov, Donkin, 1997; Ostroumov et al., 1997 a,b; 1998; see Table A.1). Now, what I want is, Facts… Facts alone are wanted in life. Charles Dickens (1812-1870) 4.Biological effects of nonionic surfactants These were studied using Triton X100 (TX100, TX) as the representative example of alkylphenol ethoxylates. In the late 1980s, the total annual production and use of alkylphenol ethoxylates in the U.S.A., Europe and Japan was 380 thousand metric tons, which was more than the production of such important surfactants as alkyl sulphates (370 thousand metric tons), alkyl ether sulphates (250 thousand tons), and alkane sulphonates (80 thousand tons). We have studied the effects of TX100 on some heterotrophic bacteria, cyanobacteria, diatoms, euglens, plant seedlings, and bivalves. In the bacteria Hyphomonas sp. MHS-3 and VP-6, TX100 produced mild inhibiting effects. The inhibition of the growth of the cultures of Hyphomonas VP-6 was ca. 21, 34, and 62 % (relative to the control of 100%) at concentrations of TX100 of 5, 10, and 50 mg/L, respectively (day 6). The response of the marine cyanobacteria Synechococcus (strains 7805 and 8103, WHOI collection) to the presence of TX100 in the growth medium was positive (a stimulatory effect) at a TX100 concentration of 0.5 mg/L. At the higher concentration of 5 mg/L, the responses depended on the specific strain of Synechococcus. The growth of the strain Synechococcus 7805 was inhibited, but the growth of the strain Synechococcus 8103 was stimulated by 50.3-50.5 % (day 13). The growth of the diatoms Thalassiosira pseudonana was inhibited at concentrations of TX100 0.1 mg/L and above. The specific growth rate was inhibited, and the time it takes for the culture to reach its maximum density increased (Fisher, Maertz-Wente, Ostroumov, 1996). The elongation of plant seedlings was strongly inhibited by TX100 at appropriate concentrations. Thus, the elongation of the seedlings of Fagopyrum esculentum was inhibited by TX100 at concentrations of 0.06 microliters/mL and above. EC50 (21-26 hrs.) was estimated to be 0.36 microliters/mL. EC50 (21-26 hrs. from germination; 0-5 hrs. after starting the exposure to TX100) was estimated to be 0.36 microliters/mL. EC50 (26-43 hrs. from germination; 5-17 hrs. after starting the exposure to TX100) was estimated to be 0.14 microliters/mL. Along with the inhibition of the elongation rate, we have discovered a new type of biological effect at lower concentrations of TX100: the impairment of the development of the root hairs (Ostroumov, Maximov, 1991). At these TX100 concentrations, which did not produce any significant inhibition of the root elongation, the total disappearance of the root hairs in several plant species (F. esculentum and Triticum aestivum) was discovered (Ostroumov, Maximov, 1991). In our experiments with bivalves, TX100 decreased their filtration rate. Thus, the filtration rate of the freshwater bivalve, Unio tumidus (wet weight with shells 16.7-25.3 g) was inhibited, and was 32.5% compared to the control group (100%). The removal of Synechocystis 6803 (courtesy of Dr. N. N. Kolotilova) from the water during the filtration process was measured in this experiment. In the marive bivalves, Mytilus edulis, TX100 was also a potent inhibitor. The filtration rate during 30 min after starting the exposure to TX100, compared to the control, was 77.25% at a concentration of TX100 1 mg/L; 39.42% at 2 mg/L; 14.24% at 4 mg/L (at 16 C). The differences between experimental and control beakers were statistically significant (the significance level >99.9%). The efficiency of removing algal cells from the water column (measured as the difference between the cells concentrations in the experimental and control beakers) was even more pronounced than the effect on the filtration rate (Ostroumov et al., 1997 a,b; 1998). Comparing the sensitivities of organisms to TX100, the following sequence is produced (from the highest sensitivity to the lowest): the filtration efficiency of M. edulis; the filtration efficiency of Unio tumidus; the growth of Hyphomonas; the growth of plant seedlings. Our data and those from literature attest to the higher sensitivity of the filtration rate of bivalves than the growth of prokaryotes. This difference in sensitivities to the same xenobiotic (exemplified by TX100), especially the imbalance in the responses of filter-feeders (mussels) and their potential food objects (phyto- and bacterioplankton), has important ecological consequences. For more details on the biological effects of TX100, see: Maximov, Nagel, Ostroumov, 1986 (F. esculentum); Ostroumov, 1991 b; 1998; 1999 d (Lepidium sativum); Ostroumov, Maertz-Wente, 1991a, b (Thalassiosira pseudonana); Waterbury, Ostroumov, 1994 (Synechococcus sp.); Fisher et al., 1996 (Thalassiosira pseudonana); Ostroumov et al., 1998; Ostroumov, Maximov, 1988 (Camelina sativa (L.) Crantz, Triticum aestivum L.); Weiner, Ostroumov, 1998; Ostroumov, Fedorov, 1999; Table A.2). Where is the wisdom we have lost in knowledge? Where is the knowledge we have lost in information? T.S.Eliot (1888-1965) 5.Biological effects of cationic surfactants The biological effects of cationic surfactants were studied using some quarternary ammonium compounds (QAC). These chemicals are the most important group of cationic surfactants. We have studied the effects of several alkylammonium xenobiotics on some bacteria (Weiner, Ostroumov, 1999), cyanobacteria (e.g., Ostroumov et al., 1999), plants (e.g., Ostroumov, Maximov, 1988; Ostroumov, Tretyakova, 1990; Ostroumov, 1999 d), annelids (e.g., Ostroumov, 1991 a), rotifers (e.g., Kartasheva, Ostroumov, 1998); gastropods (e.g., Ostroumov, 2000 a; Ostroumov, Kolesnikov, 2000; Ostroumov, Kolesnikov, in press), and bivalves (e.g., the effects tetradecyltrimethylammonium bromide on Mytilus galloprovincialis - see in [Ostroumov, Toxicological Bulletin. 2000 b. No 3. P. 34-35]). In experiments with marine heterotrophic bacteria Hyphomonas, the cationic surfactant dodecyltrimethylammonium bromide (M.m. 308.3) produced inhibitory effects on the growth of cultures of Hyphomonas MHS-3. The inhibition was 18-31.3 % (hours 19-43) at a concentration of 5 mg/L and 96.3-99 % (over the same time period) at a higher concentration of 10 mg/L. Later (at hour 96), the degree of inhibition decreased to 12.5% at 5 mg/L and 51.9% at 10 mg/L. The cationic surfactant, tetradecyltrimethylammonium bromide (TDTMA), produced a pronounced inhibition in the elongation rate of plant seedlings. E.g., using the seedlings of F. esculentum, we have shown that the average length was 65.3 % relative to the control group (100%) at a concentration of TDTMA of 50 mg/L after an incubation period of 53 h, and 44.1% after a period of 69 h (Ostroumov, Tretyakova, 1990). The inhibitory effect of TDTMA was stronger than that of SDS. Both lethal and sublethal effects of TDTMA were found using leeches (Hirudo medicinalis) as the test-organism (Ostroumov, 1991 a). We have found some ecologically important effects relevant to the feeding activity of molluscs. We have studied representatives of two major taxons, gastropods (Gastropoda, Pulmonata, Lymnaea stagnalis) and bivalves (Anisomyaria, Mytilus edulis, M. galloprovincialis; Eulamellibranchia, Unio tumidus, U. pictorum). Observing the feeding patterns of L. stagnalis, we discovered a decrease in its feeding activity under the effect of TDTMA. Moreover, at the same concentrations of 2 mg/L, the production of pellets per 1 g of the wet weight of molluscs of this species decreased by 41.7% (over an incubation period of 72 h). When the food was leaves of Nuphar lutea, the content of C in the pellets was 69.74%; N, 2.3-2.9%; P, 0.4-0.5%; Si, 1.1-1.9%, Al 0.054-0.059% (the help of Dr. M.P.Kolesnikov is acknowledged). The filtering activity of bivalves (M. galloprovincialis) was also inhibited by TDTMA Ostroumov, 2000 b). The inhibition

of feeding activity of both gastropods and bivalves is important in terms of ecological and biogeochemical consequences. The pellets of animals of both taxons contribute to the mass transfer in the ecosystems and the system of processes leading to water purification in aquatic bodies. E.g., using our data on the L. stagnalis biomass density in natural ecosystems, we have calculated that the total transfer of elements to the bottom sediments of the ecosystems may be as high as (mg per square m, per the 4-month’s period of time): C, 14931; N, 606; P, 107; Si, 370. Analogous numbers for pellets generated by the community of freshwater bivalves (Unio tumidus, U. pictorum, Crassiana crassa, Anodonta cygnea) were: C, 55324; N, 2349; P, 336; Si, 981 (based on analytical measurements of Dr. M. P. Kolesnikov). Therefore the inhibitory effects of xenobiotics (such as those demonstrated with TDTMA) on the feeeding activity and the mass transfer through ecosystems are of significance to biogeochemistry and self-purification of aquatic bodies. More detail on the biological effects of cationic surfactants is available in: Ostroumov, 1991 (the effects of TDTMA on Hirudo medicinalis and F. esculentum); 1998; 1999; Ostroumov et al., 1999 a,b,c (the effects of TDTMA on Spirulina platensis (Nordst.) Geitl., Synechocystis sp., Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb., Brachionus angularis Gosse); Ostroumov, Maximov, 1988 (the effects of ethonium on Chlorella vulgaris and Monochrysis lutheri); Ostroumov, Tretyakova, 1990 (the effects of TDTMA on Nostoc muscorum Ag., Bracteacoccus minor (Chodat) Petrova, soil cyanobacteria, soil green algae, soil diatoms, and F. esculentum); Kartasheva, Ostroumov, 1998 (the effects of TDTMA on Brachionus angularis Gosse); Ostroumov, Kolotilova, 1998 (the effects of cetyltrimethylammonium bromide on Synechocystis sp. PCC 6803); Weiner, Ostroumov, 1999 (the effects of dodecyltrimethylammonium bromide on Hyphomonas sp. MHS-3); Ostroumov, 2000 a (the effects of TDTMA on Lymnaea stagnalis); see Table A.3. Ignorance is not innocence but sin. Robert Browning (1812-1889) 6.Biological effects of detergents and other industrially produced mixtures containing surfactants Industry produces a wide range of products including surfactants as part of their content. Synthetic detergents are made up of up to 20% of surfactants. Some body care products contain up to 40% surfactants. Annual consumption of detergents and other wash products containing surfactants in the U.S.A. is over 25 kg, in Western Europe - over 15 kg per person (Ostroumov, Khoroshilov, 1992). We have studied the effects on organisms of various industrial output that contain surfactants, including such products as Kristall (Ostroumov, 1991; Ostroumov, Wasternak, 1991; Ostroumov et al., 1998), Bio-S (Wasternak, Ostroumov, 1990), Tide, Losk, Lotos, Kashtan, Verbena, Vilva (Ostroumov, Khoroshilov, 1992), and some others. Our studies have shown that they produce some important inhibitory effects on a variety of organisms: inhibition of the growth of the euglens (Euglena gracilis Klebs), inhibition of the elongation of the plant seedlings (Oryza sativa L., F. esculentum Moench), and inhibition of the water filtration by the bivalve molluscs (Mytilus galloprovincialis). The chemicals that inhibited the water filtration and clearance by M. galloprovincialis: Chemicals Concentrations, mg/L, and temperature Tide-Lemon 33 (25.2 ºC) Losk-Universal 7 (27.8 ºC) Lotos-Extra 25 (21.6 ºC) Avon Herbal Care 5 (25.7 ºC) The summary of our studies on the effects of detergents and other chemicals that contain surfactants is given in Table A.4. To compare the biological effects of surfactants and other chemicals, we have studied the biological effects of some pesticides, including DNOC (Maximov et al., 1988 a) and Lontrel (Ostroumov, Pavlova, 1988; Kartsev et al., 1990). I am I plus my surroundings and if I do not preserve the latter, I do not preserve myself. José Ortega y Gasset (1883-1955) 1. General discussion and conclusions: inferences for the concepts of ecological hazards of man-made impact and self-purification as a microbiospheric process Our data revealed some new facts on various biological effects of surfactants and detergents. The effects mainly included: (1) the inhibition of growth of cultures and organisms (later that kind of effects is labeled as ‘i’); (2) lethal effects and increases in mortality, labeled as ‘m’; (3) sublethal effects (‘s’); (4) behavioral responses (‘b’). In short, the total broad spectrum of the new data obtained by the author covered the following: Groups of organisms Types of biological effects Heterotrophic bacteria and cyanobacteria i, m Diatoms, green algae, and euglens i, m Vascular plants i, m Annelids b, s, m Gastropods b, s Bivalves b, s Which of the organisms showed themselves to be more sensitive? Less sensitive? Among the most sensitive systems/tests were diatoms, some cyanobacteria, behavioral responses in annelids, and filtration (changes in filtration/clearance rates by bivalves). Among the relatively more resistant organisms were some vascular plants. Virtually all the studied species are involved in the system of ecological and biochemical processes leading to water purification in ecosystems. Therefore the surfactant- and detergent-induced impairments of functions of those organisms contribute to the potential ecological hazards arizing from possible disturbances in the biomachinery of water purification (Ostroumov, 1998; 1999 a, b, c; 2000 a, b, c, d, e, f, g, h). The broad and diverse spectrum of effects and responses induced by the xenobiotics under study has prompted us to develop a new concept of the analysis of environmental hazards from chemicals (contaminants, xenobiotics). This concept includes the analysis of the four levels of biotic impairments and disturbances (also relevant are the analyses offered by Yablokov, Ostroumov, 1979, 1983, 1985, 1988, 1989 a,b; 1990, 1991; and by Ostroumov, 1980, 1981, 1984 a,b; 1986 a,b,c,d; 1989; Ostroumov, Krassov, 1986; Telitchenko, Ostroumov, 1990): 1. Disturbances at the level of individual/populational responses; these include toxic (esp. lethal), genotoxic, developmental, and behavioral effects. 2. Disturbances at the aggregated responses level; entire groups of organisms are involved (e.g., primary or secondary production en bloc; chlorophyll and oxygen concentrations in water; total biomass of zoobenthos or phytobenthos; BOD; etc). 3. Disturbances at the level of the integrity and stability of ecosystems. These include plankton-benthic (pelagial-benthal) coupling; water filtration; water self-purification; information channels and information transductions in ecosystems; etc. 4. Disturbances at the level of the contributions of ecosystems into biospheric processes. These include changes in the biogeochemical fluxes of elements (e.g., C, N, P, S, Si), matter as a whole, and energy. Our new data on biological effects of surfactants and detergents provide vital examples of the impairments at each of the four types. Before drawing final conclusions, it should be noted that the problem of setting optimal priorities is of key importance in environmental policy. We discussed the problem of environmental priorities in some publications (e.g., Yablokov, Ostroumov, 1979, 1983, 1985, 1988, 1989 a,b; 1990, 1991; Fedorov, Ostroumov, 1984; Ostroumov, 1980, 1981, 1984 a,b; 1986 a,b,c,d; 1989, 1990; Ostroumov, Krassov, 1986; Telitchenko, Ostroumov, 1990). The cost of solving environmental problems is so high that any change in priorities translates into the reallocation of billions of dollars. Thus, we can measure pollution abatement expenditures by using new capital business expenditures for pollution abatement by selected U.S. industries. The following data were published by the U.S. Department of Commerce, Bureau of the Census, in: Statistical Abstract of the United States, 1989 (Washington, D.C.: Government Printing Office, 1989). The percent of total capital outlays by total nonfarm business (pollution abatement expenditures) in the 1980s was 1.7-2.9%, amounting to over 7.7-9.1 billion dollars annually. Annually public and private institutions in the United States are spending more than $90 billion for pollution abatement and control. During only eight years in the 1980s (1980-1987), did the cumulative U.S. spending on pollution control and abatement exceed one-half trillion dollars. Most experts predict that this high level of spending will prevail in the future (Rosenbaum, 1991). These not insignificant funds are allocated to specific programs according to principles and approaches that are based on a certain vision of priorities. Our data and the data-based concepts (Ostroumov, 1998; Ostroumov, Fedorov, 1999; Ostroumov et al., 1997; 1998 a, b) contribute to setting more optimal and adequate hierarchy of priorities. Our results provide the basis for some generalizations and suggestions: 1. Traditionally it is the lethal effects and determination of LD50 and LC50 that are considered the solid basis and pillar for ecological/environmental hazards assessments. We recommend improving the system of priorities in the areas of environment hazard evaluations and decrease of man-made impact. We recommend ascribing higher priorities to the sublethal consequences of human impact including the sublethal effects of xenobiotics and contaminants - higher priorities than were ascribed before. Our system of criteria and priorities was given in (Ostroumov, 2000 c, Doklady Biological Sciences [English translation of Doklady Akademii Nauk]. Vol. 371: 204-206). 2. It is general knowledge and popular belief that the overwhelming and prevailing responsibility for water self-purification lies with bacteria. By changing and expanding the scope of relevant priorities, we advance the broader vision and

concept of aquatic biota (the biota in toto, not only microbiota as has been tacitly emphasized before) as the driving force, the vitally important and pollution-susceptible core component of the biomachinery of water purification in ecosystems (Ostroumov, 1998; 2000 d). It is the non-bacterial component of the biomachinery that is relatively more vulnerable to aquatic pollution than the component represented by heterotrophic bacteria (Ostroumov, 1999 a, b [the presentation and abstracts at the ASLO Meeting, 1999]; Ostroumov, 2000 e [the presentation at the ASLO 2000 Meeting]; Ostroumov, Fedorov, 1999). 3. It is a firmly established practice to consider pesticides, some aromatic and halogenated organic chemicals, heavy metals, and some other chemicals as the top-priority pollutants which became the nobility in environmental science, with the tacit assumption that the other chemicals belong to the lower caste. We propose viewing surfactants and detergents from a new perspective that is developed by the combination of our new data and concepts. From our perspective, surfactants and detergents as a whole also comprise a formidable class of environmental pollutants that must be ascribed a higher priority than has been previously thought. 4. It is aquatic resources and aquatic bodies that are the prerequisites for sustainable development. We would like to stress the importance of the potential of ecosystems to purify water as an additional and essential prerequisite for the sustainable use of aquatic resources, and therefore a necessary precondition for sustainable development. Those aspects of biological effects of contaminants posing a threat to the self-purification potential of ecosystems are of greater importance than was earlier assumed. We predict that new examples of the effects of chemicals on organisms constituting threats to the self-purification potential will come to light in the future. 5. The new data on biological phenomena that result from interactions between surfactants and organisms exemplify a segment of development of an important discipline, bio-chemical ecology, which includes the study of chemico-biological interactions and their ecological and environmental roles (Ostroumov, 1984 a, 1986 a, 1998, 1999 e, 2000 d; Telitchenko, Ostroumov, 1991). The line of our reasoning is based on our new experimental data and is in accord with a vision of the environment as the biosphere in which the living organisms are the most decisive and active factor for key processes. Many an ecological process comprises, in essence, a contribution to “biogenic [i.e. driven by organisms, or initiated and caused by organisms – the comment by S.O.] migration of atoms in the biosphere” (Vernadsky, 1965). As for the practical side of science, we consider our studies as a contribution to better understanding of the most important prerequisites for the sustainability of aquatic resources and the biosphere. “Sustainable development depends on a multitude of factors, including availability of freshwater as an important resource” (Ostroumov, 1999 f, “Water self-purification in ecosystems...”). These new data on the biological effects of surfactants, a concept of aquatic biota as the vulnerable biomachinery to purify water, the conception of four levels of man-made impairments and disturbances in living systems, and the suggestions concerning better priorities in assessing environmental hazards (see above) constitute our responses to the challenges of the new millenium. ”For also knowledge itself is power” (Francis Bacon 1561-1626; Meditationes Sacrae, 1597). Table A.1. Some data on the effects of anionic surfactants on organisms Organisms References: Authors Refs: Year References: Details Various species of bacteria Stavskaya et al. 1988 Book: Microbiological Purification of Water… Scenedesmus quadricauda Goryunova, Ostroumov 1986 Biol. Sciences, 7:84 Scenedesmus quadricauda Maximov, Nagel, Kovaleva, Ostroumov 1988 Water Resources, 1: 165 Scenedesmus quadricauda Telitchenko, Ostroumov 1990 Book: Introduction to Problems of Biochemical Ecology Sinapis alba Nagel, Ostroumov, Maximov 1987 Biol. Sciences, 12:81 Sinapis alba Maximov, Nagel, Ostroumov 1988 Hydrobiol. Journal, 24(4): 54 Fagopyrum esculentum Nagel, Ostroumov, Maximov 1987 Biol. Sciences, 12:81 Fagopyrum esculentum, Sinapis alba, Lepidium sativum Ostroumov, Samoilenko 1990 Bulletin of Moscow University (Vestnik MGU), 3:74 Oryza sativa Ostroumov 1990 Bull. of Mosc. Univ. 2:27 Oryza sativa Ostroumov 1991 Chemistry and Technology of Water 13 (3): 270 Oryza sativa Ostroumov, Golovko 1992 Hydrob. J., 28(3): 72 Pistia stratiotes Ostroumov 1990 Ecological and Technological Aspects of Detoxification, p.12 Mytilus edulis Donkin, Ostroumov 1997 Toxicological Bulletin (Tox. Vestnik) 3:37 Mytilus edulis Ostroumov, Donkin, Staff 1997 Bull. of Mosc. Univ., 3:30 M. galloprovincialis Ostroumov In press New data Lymnaea stagnalis Ostroumov In press New data Cyprinus carpio Ostroumov, Kaplan, Kovaleva, Maximov 1988 Ecotoxicology and Nature Conservation, p. 133 Table A.2. Some data on the effects of non-ionic surfactants on organisms Organisms References: Authors References: Year References: Details Hyphomonas MHS-3 Weiner, Ostroumov 1998 Tox. Bull., 4: 42 Hyphomonas VP-6 Ostroumov 2000 DAN, 372: 279 Synechococcus Waterbury, Ostroumov 1994 Microbiology, 63: 259 Thalassiosira pseudonana Ostroumov, Maertz-Wente, 1991 First Int. Ocean Pollut. Symp., p. 27 Thalassiosira pseudonana Ostroumov, Maertz-Wente, 1991 ASC, 201st Nat.Meet. 31(1): 18 Thalassiosira pseudonana Fisher, Maertz-Wente, Ostroumov 1996 Biology Bull. (Izvestia) 1:91 Fagopyrum esculentum Maximov, Nagel, Ostroumov 1986 Problems of Ecological Monitoring and Ecosystem Modeling, 9: 87 Lepidium sativum Ostroumov, Samoilenko 1999 Tox. Bull., 4: 41 Triticum aestivum Ostroumov, Maximov 1988 Ecotoxicology and Nature Conservation, p. 133 Camelina sativa Ostroumov, Maximov 1988 Ecotoxicology and Nature Conservation, p. 133 Camelina sativa Ostroumov 1990 Bull. of Mosc. Univ., 2:27 Mytilus edulis Ostroumov 1998 Rivista di Biologia/Biology Forum, 91:247; new data Mytilus edulis Ostroumov, Donkin, Staff 1998 DAN, 262: 574; New data Unio tumidus Ostroumov 2000 Food Industry Thresh. Third Millenium 2(5): 254; also, new data Unio sp. Ostroumov In press New data Table A.3. Some data on the effects of cationic surfactants on organisms Organisms References: Authors Refs: Year References: Details Various species of bacteria Stavskaya et al. 1988 Book: Microbiological Purification of Water… Hyphomonas MHS-3 Weiner, Ostroumov 1999 Tox.Bull. 4: 40 Nostoc muscorum, soil cyanobacteria, soil green and diatom algae Ostroumov, Tretyakova 1990 Ecology, 2: 43 Synechocystis sp. PCC 6803 Ostroumov, Kolotilova 1998 Tox.Bull., 5:30 Spirulina platensis Ostroumov, Kraevsky, Lyamin 1999 Tox.Bull., 1:35 Monochrysis lutheri, Chlorella vulgaris Ostroumov, Maximov 1988 Ecology, 6:57 Thalassiosira pseudonana Fisher, Maertz-Wente, Ostroumov 1996 Biology Bull. (Izvestia) 1:91 Euglena gracilis Ostroumov 1991 Chemistry and Techn. of Water, 13 (3): 270 Fagopyrum esculentum Ostroumov, Tretyakova 1990 Ecology, 2: 43 F. esculentum Ostroumov 1991 Water Res. 2:112 Cucumis sativus Kartzev,Ostroumov, Pavlova 1990 Allelopathy and Plant Productivity, p. 124 Brachionus angularis Kartasheva, Ostroumov 1998 Tox.Bull., 5:30 B. angularis; S. quadricauda, Synechocystis 6803, S. platensis Ostroumov, Kolotilova, Piskunkova, Kartasheva, Lyamin, Kraevsky 1999 Aquatic Ecosystems and Organisms, p.45 Brachionus plicatilis Kartasheva, Ostroumov 2000 Food Industry Thresh. Third Millenium 2(5): 248 Hirudo medicinalis Ostroumov 1991 Water Res. 2:112 Mytilus galloprovincialis Ostroumov 2000 Tox. Bull., 3:34; also, new data Unio sp. Ostroumov 2000 New data Lymnaea stagnalis Ostroumov 2000 Tox. Bull., 1: 42; also, new data Lymnaea stagnalis Ostroumov In press New data Table A.4. Some data on the effects on organisms of some detergents and other chemical products that contain surfactants Organisms References: Authors Refs: Year References: Details Rhodospirillum rubrum Ostroumov, Golovko, Khoroshilov 1990 Ecol. and Technol. Aspects of Detox., P.14 Synechocystis sp. PCC 6803 Ostroumov, Kolotilova 2000 Tox. Bull., 2:31; new data Synechocystis sp. PCC 6803 Kolotilova, Ostroumov 2000 Probl. of Ecology and Physiology of Microorganisms, p.66; also, new data Olisthodiscus luteus Ostroumov, Golovko, Khoroshilov 1990 Ecol. and Technol. Aspects of Detox., P.14 Euglena gracilis Wasternack, Ostroumov 1990 Hydrobiol. J., 26(6):78 Euglena gracilis Ostroumov, Wasternack 1991 Bull. Mosc. Univ., 2:67 Euglena gracilis Ostroumov, Halama, Blazej, Legotsky, Slugen 1998 Tox. Bull., 5: 29 Oryza sativa Telitchenko, Ostroumov 1990 Book: Introduction to Problems of Biochem. Ecology Fagopyrum esculentum Ostroumov 1991 Chem.Techn.Water, 13(3): 270 Fagopyrum esculentum, Oryza sativa Ostroumov, Khoroshilov 1992 Biology Bull. (Izvestia), 3:452 Mytilus galloprovincialis Ostroumov 2000 Food Industry Thresh. Third Millenium, 2(5): 248; new data Unio sp. Ostroumov 2000 also, in press New data Lymnaea stagnalis Ostroumov In press New data Acknowledgements The author thanks Prof. V. D. Fedorov and many colleagues (Department of Hydrobiolgy, Faculty of Biology, Moscow University; Russian Academy of Sciences; American Society of Limnology and Oceanography; and other institutions) for encouragement. This work was supported by the MacArthur Foundation (Research and Writing Initiative of the Program on Global Security and Sustainability), Research Support Scheme of the Open Society Support Foundation (Grant No. 1306/1999), EERO, and IBG. The scientific conferences and seminars organized by ASLO, Moscow University, Russian Academy of Sciences, SETAC, ECOTOX, WHOI, Plymouth Marine Laboratory, SUNY, Columbia University, University of Maryland, TNO,

UFZ, Institute of Freshwater Ecology (Berlin) and some other national and international institutions were instrumental in better viewing important scientific problems. The author is grateful to Prof. N. Fisher, Prof. R. Weiner, Prof. J. Waterbury, Prof. J. Widdows, and Dr. P. Donkin for providing laboratory space and facilities for doing research; Prof. R. Wetzel, Prof. Rita Colwell, Prof. G. Likens and Academicians (Members of the Russian Academy of Sciences), Prof. M. E. Vinogradov, Prof. D. S. Pavlov, Prof. M. V. Ivanov, Prof. V. N. Bolshakov, Prof. G. V. Dobrovolsky, Prof. G. A. Zavarzin, Prof. A. F.Alimov, Prof. A. V. Tsyban, Prof. A. V. Yablokov, Prof. D. A. Krivolutsky, Prof. V. V. Malakhov, Prof. E. A. Kriksunov, and Prof. V. M. Zakharov for advice; Prof. Dr. Ch.Steinberg, Prof. Dr. N.Walz, Prof. Curtis J. Richardson, Prof. S. M. Adams, Prof. N. M. van Straalen, Prof. R. Newell, Dr. Rita Triebskorn, Prof. B.A. Kurlyandsky, Prof. V.S. Petrosyan, Dr. S. McCutcheon, Dr. T. Feijtel, Dr. P. J. van den Brink, Dr. E. Kristensen, and Dr. M. Scholten for discussions; Prof. D. Page, Dr. M. Marcus, Ms. N. E. Zourabova, Dr. N. N. Kolotilova, and Dr. M. P. Kolesnikov for help. The author thanks Professor P. J. Wangersky, Dr. M. Caldwell, and Ms. E. Schuster for valuable comments and help in editing the text. The publication was sponsored by the MacArthur Foundation. Previous publication of the series ‘Ecological Studies, Hazards, Solutions’ (Vol. 1, 1999): Aquatic Ecosystems and Organisms (Proceedings of the international conference, 19-20 April 1999, Moscow) Bibliography (some of the author’s publications, starting with the books, followed by the papers, in chronological order; to save space, only the selected author’s publications are included; the other part of bibliography and full references to the other publications are to be found in Ostroumov, 1991 b; Ostroumov et al., 1997 a; Ostroumov, 1998, 2000 c,d; Ostroumov, Fedorov, 1999) Yablokov A.V., Ostroumov S.A. Conservation of the Animal World. Znanie press, Moscow, 1979. Yablokov A.V., Ostroumov S.A. Nature Conservation: Problems and Prospects. M., Lesprom press, 1983. 272 p. Conservation Biology: An Evolutionary-Ecological Perspective (Ed. M. Soule, B. Wilcox) 1980, 395 pages. (Translated from English into Russian by S.A.Ostroumov). Russian edition: 1983, 430 pages. Fedorov V.D., Ostroumov S.A. Ecology, Biocoenology and Nature Conservation. Moscow University press. 1984. Yablokov A.V., Ostroumov S.A. Levels of Living Nature Conservation. 1985. Nauka Press. 176 p. Ostroumov S.A. Introduction to Bio-Chemical Ecology. 1986. Moscow University press. 176 p. Yablokov A.V., Ostroumov S.A. Conservation of Living Nature and Resources: Problems, Trends, Prospects. 1991. Springer Verlag. Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo, Hong Kong, Barcelona, Budapest. 271 p. Yablokov A.V., Ostroumov S.A. Conservacion de la Naturaleza Viva (in Spanish). 1989 a. Vneshtorgizdat Press. 238 p. Yablokov A.V., Ostroumov S.A. Opaznavate na Zhivata Priroda (Conservation of Living Nature). Zemizdat press. Sofia. 1989 b. (in Bulgarian). Telitchenko M.M., Ostroumov S.A.. Introduction to Problems of Bio-chemical Ecology: Biotechnology, Agriculture, Environment. 1990. Nauka press, Moscow. 288 p. Ostroumov S.A. Uvod v Biokhimichna Ekologia (Introduction to Biochemical Ecology). Nauka i izkusstvo press. Sofia. 1990. 155 p. (in Bulgarian). Jablokov A.V., Ostroumov S.A. Ochrana Zive Prirody. Praha. Academia. 1991. 345 p. (in Czech). Ostroumov S.A., Samuilov V.D., Skulachev V. P. Transhydrogenase-induced responses of carotenoids, bacteriochlorophyll and penetrating ions in Rhodospirillum rubrum chromatophores. FEBS Letters. 1973, 31: 27-30. Drachev L.A., Jasaitis A.A., Kaulen A.D., Kondrashin A.A., Liberman E.A., Nemecek I.B., Ostroumov S.A., Semenov A.Y., Skulachev V.P. Direct measurement of electric current generation by cytochrome oxidase, H-ATPase and bacteriorhodopsin. Nature. 1974 a, 249: 321-324. Drachev L.A., Kaulen A.D., Ostroumov S.A., Skulachev V.P. Electrogenesis by bacteriorhodopsin incorporated in a planar phospholipid membrane. FEBS Letters. 1974 b, 39: 43-45. Ostroumov S.A. Isolation and properties of the bacteriorhodopsin generator of the transmembrane gradient of H+ electrochemical potential. Abstracts of the scientific presentations at the 3th Meeting of the All-Union Biochemical Society. Zinatne press, Riga, 1974, Vol. 2, p. 114. Skulachev V.P., Drachev L.A., Kaulen A.D., Nemecek I.B., Ostroumov S.A., Semenov A. Yu.. Voltmeter-measured electric generation by cytochrome oxidase, H+-ATPase and bacteriorhodopsin. Abstracts 9th Meet. Fed. Europ. Biochem.Soc., Budapest, 1974. p. 221. Ostroumov S.A., Samuilov V.D., Skulachev V.P. Membrane potential induced by the transhydrogenase reaction in the chromatophores. Biological Sciences. 1974. No. 2. p. 92-95. Drachev L.A., Kaulen A.D., Kondrashin A.A., Liberman E.A., Nemecek I.B., Ostroumov S.A., Semenov A.Y., Skulachev V.P., Jasaitis A.A. Generation of electric current by cytochromoxidase, H-ATPase and bacteriorhodopsin. DAN (Reports to the Academy of Sciences). 1974 c, 2: 481-484. Barsky E.L., Bonch-Osmolovskaya E.A., Ostroumov S.A., Samuilov V.D., Skulachev V. P. A study on the membrane potential and pH gradient in chromatophores and intact cells of photosynthetic bacteria. Biochim. Biophys. Acta, 1975 a, 387: 388-395. Barsky E.L., Drachev L.A., Ostroumov S.A., Samuilov V.D., Skulachev V.P. Direct measurement of the generation of electric current by lipoprotein complexes. Bioorganic Chemistry. 1975 b, 1: 113-126. Ostroumov S.A. Biological oxidation. Large Russian Encyclopedia. 1975 a. Vol. 18, p.343-345. Ostroumov S.A. Oxidative phosphorylation. Large Russian Encyclopedia. 1975 b. Vol. 18, p.346. Drachev L.A., Frolov V.N., Kaulen A.D., Liberman E.A., Ostroumov S.A., Plakunova V.G., Semenov A.Y., Skulachev V.P. Reconstitution of biological molecular generators of electric current: bacteriorhodopsin. J. Biol. Chem. 1976, 251: 7059-7065. Ostroumov S.A., Vorobiev L.N. Membrane potential as a potential polyfunctional regulator of activities of membrane proteins. Biological Sciences. 1976. 7: 22-26. Ostroumov S.A. Participation of chloroplasts and mitochondria in virus reproduction and the evolution of the eukaryotic cell. J. theor. Biol. 1977, 67: 287-297. Ostroumov S.A., Vorobiev L.N. Membrane potential and surface charge densities as possible generalized regulators of membrane protein activities. J. theor. Biol. 1978, 75: 289-297. Ostroumov S.A., Vorobiev L.N. Membrane potential and surface charge densities as possible generalized regulators of membrane protein activities // Journ. Theor. Biol. 1978. V. 75. P. 289-297. Ostroumov S.A., Jasaitis A.A., Samuilov V.D. Electrochemical proton gradient across the membranes of photophosphorylating bacteria. Biomembranes (Ed. L. Manson) 1979 a, 10: 209-234. Ostroumov S.A. Origin of the eukaryotic cell and energy-transforming organells. Journal of General Biology. 1979. 40 (2): 202-208. Ostroumov S., Samuilov V.D., Jasaitis A.A. Electrochemical gradient of H-ions across the membranes of bacteria. Usp. Sovrem. Biol. (Advances of Modern Biology), 1979 b, 87: 155-169. Ostroumov S.A.World Conservation Strategy. Nature. (Priroda). 1980, 12: 40-41. Ostroumov S.A. Nature conservation. Veterinary Encyclopaedic Dictionary. Moscow. 1981. p. 416. Foreword. In: Man and the Biosphere. Man-made effects on the animal world. Moscow: The Central Library of Academy of Sciences. Under the aegis of UNESCO-MAB (Man and the Biosphere Program). Issues: 1983, 1984, 1985, 1986, 1987, 1988, 1989. Ostroumov S.A. Biochemistry and Environmental Conservation: in Search for Regulators. Man and Nature, 1984 a, 4: 11-69. Ostroumov S.A. Problems of conservation of ecosystems: a conceptual analysis. Man and Nature, 1984 b, 5: 3-15. Nagel H., Ostroumov S.A. Bioassay of solutions of anionic surfactants. In: Problems of modern biology. Proceedings of the 17th conference of young scientists of Moscow University (Faculty of Biology), Moscow, 22-25 April, 1986 / Moscow University.- Moscow, 1986. - Part.3. Dep. in VINITI 15.09.86, № 6662-B, P. 146-150. Maximov V.N., Nagel H., Ostroumov S.A. Studies of responses of seedlings of Fagopyrum esculentum to pollution of aquatic medium by detergents. In: Problems of Ecological Monitoring and Ecosystem Modeling. 1986, 9: 87-97. Ostroumov S.A. Pollution of the biosphere. In: Encyclopedic Dictionary of Biology, 1986 b, p. 205-¬206. Ostroumov S.A. Conservation of nature [and biodiversity]. In: Encyclopedic Dictionary of Biology. 1986 c, p. 437-438. Goryunova S.V., Ostroumov S.A. Effects of an anionic detergent on green alga and some angiosperms. Biological Sciences. 1986, No.7: 84-86 Ostroumov S.A. Conservation of [biodiversity, ecosystems and] nature. In: Encyclopedia of Forest. 1986 d. Vol. 2. p. 183-185. Ostroumov S.A. Biological oxidation. Encyclopedic Dictionary of Biology. Moscow. 1986 e. p. 419-420. Ostroumov S.A. Chemiosmotic hypothesis. Encyclopedic Dictionary of Biology. Moscow. 1986 f. p. 685. Ostroumov S.A. Oxidative phosphorylation. Encyclopedic Dictionary of Biology. Moscow. 1986 g. p. 420-421. Ostroumov S.A., Krassov O.I. Nature conservation. Forest Encyclopedia. Vol. 2, Moscow. 1986. p. 183-185. Ivanov I.G., Kartzev V.G., Kovaleva T.N., Ostroumov S.A., Pavlova I.A., Dulov L.E. Bioassay of several xenobiotics and diagnostics of their effects on hydrobionts and other organisms. In: Problems of modern biology. Proceedings of the 18th conference of young scientists of Moscow University (Faculty of Biology), Moscow, 1987/ Moscow University.- Moscow, 1987. - Part.1. Dep. in VINITI 14.09.87, N 6662-B, P. 207-208. Nagel H., Ostroumov S.A., Maximov V.N. Inhibition of elongation of seedlings under the effect of sodium dodecylsulphate. Biological Sciences. 1987, No.12: 81-84. Ostroumov

S.A., Novikov A.I., Pavlova I.A., Golovko A.E. Improving methods of assessment of ecological hazards of chemicals polluting the hydrosphere. Man in the biosphere. Proceedings of the conference 14-16 December 1988. Moscow, Center of Ecological Projects, 1988, p. 124. Maximov V.N., Nagel H., Ostroumov S.A. Biotesting waters containing a surfactant (sulfonol) and DNOC. Hydrobiological Journal, 1988 a. 24 (4): 54-55. Yablokov A.V., Ostroumov S.A. Omul si Natura: de la probleme la solutii (Man and Nature. From problems towards solutions. In Romanian). In: B. Stugren (Ed.). Ocrotirea Naturii. Dacia press. Cluj-Napoca, Romania, 1988. p. 65-80. Maximov V.N., Nagel H., Kovaleva T.N., Ostroumov S.A. Biotesting of water polluted by sulfonol. Water Resources. 1988 b. 1: 165-168. Ostroumov S.A., Maximov V.N. Degradation of algae under the water pollution by ethonium. Ecology. 1988. No. 6: 57-58. Ostroumov S.A., Maximov V.N., Disturbance of the onthogenesis of Camelina sativa and Triticum aestivum under the effect of a surfactant. In: Ecotoxicology and Nature Conservation. Riga. 1988. p.133. Ostroumov S.A., Kaplan A.Y., Kovaleva T.N., Maximov V.N. Studies of aspects of ecotoxicology of an anionic surfactant sulfonol on plants and other organisms. In: Ecotoxicology and Nature Conservation. Riga. 1988. p.134. Ostroumov S.A., Pavlova I.A. Assessment of the biological activity of the pesticide lontrel using plant species. In: Chemistry and Technology of Piridine-Containing Pesticides. Vol.2. Chernogolovka, 1988. p.107. Ostroumov S.A. Chemical pollution of the environment and carcinogenesis. Problems of Environment and Natural Resources. 1989, 8: 12-20. Kartsev V.G., Ostroumov S.A., Pavlova I.A. Usage of Cucumis sativus and other species to bio-assay chemicals. In: Allelopathy and Plant Productivity. 1990. p.124-128. Ostroumov S.A. Assessment of biological activity of xenobiotics. Bulletin of Moscow University, Ser. Biology. 1990 a, No. 2: 27-34. Ostroumov S.A. Bioassay of solutions of xenobiotics using pistia. Ecological and technological aspects of detoxification of industrial wastes of the industry of polymers. Proceedings of the conference 15-17 February 1990, Donetzk. Minkhimnefteprom USSR. Cherkassy. 1990 b, p. 12-13. Ostroumov S.A. Borisova E.V., Lenova L.I., Maximov V.N. Effects of sulfonol on Dunaliella asymmetrica and on Fagopyrum esculentum. Hydrobiological Journal. 1990 a. 26: 96-98. Ostroumov S.A., Golovko A.E., Khoroshilov V.S. Biotesting surfactants and compound products containing surfactants. In: Methods of Ecological Regulation. Section 3. Problems of assessment of man-made effects on ecosystems. Kharkov. 1990 b, p.139. Ostroumov S.A., Golovko A.E., Khoroshilov V.S. Biodiagnostics and bioassay of polluted waters and xenobiotics: in search of non-traditional test species and methods. Ecological and technological aspects of detoxification of industrial wastes of the industry of polymers. Proceedings of the conference 15-17 February 1990, Donetzk. Minkhimnefteprom USSR. Cherkassy. 1990 c, p. 14-15. Ostroumov S.A. Samoilenko L.S. Assessment of efficiency of biotechnological destruction of anionic surfactant. Bulletin of Moscow University (Vestnik MGU), Ser. Biology. 1990, No.3: 74-78. Ostroumov S.A., Semykina N.A. 1990. Ecological and technological aspects of detoxification of industrial wastes of the industry of polymers. Proceedings of the conference 15-17 February 1990, Donetzk. Minkhimnefteprom USSR. Cherkassy. p. 13-14. Ostroumov S.A., Tretyakova A. Effects of environmental pollution by a cationic surfactant on soil algae and plant seedlings. Ecology. 1990. No.2: 43-46. Wasternack C., Ostroumov S.A. Effects of water pollution by the detergent Bio-S on euglens. Hydrobiological Journal. 1990. Vol. 26. No.6, p.78-79. Ostroumov S.A. Responses of test-organisms to a quaternary ammonium compound. Water Resources. 1991 a. 2: 112-116. Ostroumov S.A. Biological activity of waters polluted by surfactants. Chemistry and Technology of Water. 1991 b. Vol. 13, No. 3: 270-283. Ostroumov S.A. Ecologically significant biologically-active substances and methodological aspects of the analysis of the biological activity of pollutants. Advances in Chemistry (Uspekhi Khimii). 1991 c. 60: (3) 554-555. Ostroumov S.A., Maertz-Wente M. Effects of water contamination by the non-ionogenic surfactant on marine diatoms Thalassiosira pseudonana. Abstracts of the First International Ocean Pollution Symposium. 1991 a. University of Puerto Rico, p. 27. Ostroumov S.A., Maertz-Wente M. Effects of the non-ionogenic surfactant on marine diatoms. American Chemical Society. Division of Environmental Chemistry. Papers presented at the 201st National Meeting. Atlanta, GA, 1991 b. Vol.31, No.1: 18-19. Ostroumov S.A., Maximov V.N. Biotesting of solutions of surfactants. Biology Bulletin of the USSR Academy of Sciences. 1991. No. 4: 571-575. Ostroumov S.A., Semykina N.A. Responses of macrophytes to water pollution by a high molecular weight surfactant. Ecology. 1991. No. 4: 85-87. Ostroumov S.A., Wasternack C. Responses of photoorganotrophically grown flagellates to water pollution by the detergent Kristall. Bulletin of Moscow University. Ser. Biology. 1991, No. 2: 67 - 69. Ostroumov S.A. Nontraditional nonanimal approaches to the ecotoxicology of xenobiotics. Abstracts of papers of the American Chemical Society. 1992. 203: 302-ENVR, Part 1. Apr. 5 1992. Ostroumov S.A., Golovko A.E. Biotesting the toxicity of a surfactant (sulfonol) using the seedlings of rice. Hydrobiol. Journal. 1992, Vol. 28, No. 3: 72-74. Ostroumov S.A., Khoroshilov V.S. Biological activity of waters polluted with a liquid detergent. Biology Bulletin of Russian Acad. of Sci. (Izvestia RAN, Ser. Biol.). 1992. No.3: 452-458. Ostroumov S.A., Samoilenko L.S. Studies on some aspects of ecotoxicology and biochemical ecology of surfactants. Abstracts of the 9th International Biodeterioration and Biodegradation Symposium (Leeds, UK). 1993, p.66. Ostroumov S.A., Semykina N.A. Responses of Fagopyrum esculentum to water pollution by a high molecular weight surfactant. Ecology. 1993. No.6: 50-55. Ostroumov S.A. Ecotoxicology and the biological activity of surfactants. Third European Conference on Ecotoxicology (Zurich, August 28-31, 1994). Abstracts. 1994. Abstract No. 6.26, p.141. Ostroumov S.A. Some aspects of ecotoxicology and biochemical ecology of surfactants. Proceedings of the 6th International Congress of Ecology (21-26 August 1994, Manchester), 1994. p.127. Waterbury J., Ostroumov S.A. Effects of a non-ionic surfactant on marine cyanobacteria. Microbiology, 1994, 63: 259-263. Fisher N., Maertz-Wente M., Ostroumov S.A. Effects of a non-ionic surfactant on marine diatoms. Biology Bulletin of Russian Acad. Sci. 1996. No. 1, p.91-95. Donkin, Peter, and Ostroumov, S.A. 1997. Ecological hazard from sodium dodecylsulphate [the effects on bivalves]. Toxicological Bulletin. 3: 37. Ostroumov, S.A., and Donkin, Peter. Effects of contaminating aquatic environment with surfactants on the biological mechanisms of the removal of the particles of phytoplankton from the water column [by invertebrates] with possible consequences for the optical parameters of the aquatic ecosystem. In: Physical Problems of Ecology. Moscow. 1997. Part 2. pp. 71-72. Ostroumov S.A., Donkin P., Staff F. Effects of surfactants on mussels Mytilus edulis. Bulletin of Moscow University. Ser. Biology. 1997. No. 3. p. 30 - 36. Kartasheva N.V., Ostroumov S.A. Tetradecyltrimethylammonium bromide [the biological effects on rotifers Brachionus angularis]. Toxicological Bulletin. 1998. No.5. p. 30-32. 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. 91: 247-258. Ostroumov S.A., Donkin P., Staff F., Biofiltering and self-purification of water by aquatic ecosystems and its impairment under effect of anthropogenic stress: importance to ecological evaluation of industrial projects and ecological monitoring // ECWATECH-98. Water: Ecology and Technology. Third International Congress (Moscow, May 25-30, 1998). Moscow: SIBICO International Ltd, 1998 a, P. 72. Ostroumov S.A., Donkin P., Staff F. Filtration inhibition induced by two classes of synthetic surfactants in the bivalve mollusc. Doklady Akademii Nauk, (DAN) 1998 b. Vol. 362: 574-576. Ostroumov S.A., Halama D., Blazej A., Legotsky I., Slugen D. Synthetic detergents Kristall and Lotos-Automat [New data on the biological effects on Euglena gracilis Klebs]. Toxicological Bulletin. 1998 c. No. 5, p. 29-30. Ostroumov S.A., Kolotilova N.N. Cetyltrimethylammonium bromide [New data on the biological effects on Synechocystis sp. PCC 6803]. Toxicological Bulletin. 1998. No.5, p. 30. Weiner, Ronald, and Ostroumov, S.A. New data on the biological effects of the surfactant Triton X-100: the inhibition of the growth of Hyphomonas MHS-3. Toxicological Bulletin. 1998. No. 4. p. 42-43. McCutcheon S.C., Ostroumov S.A. Investigation of biological activity and transformation of organic chemicals by green plants and algae. In: Aquatic Ecosystems and Organisms. 1999. Dialogue-MGU press. P.10. Ostroumov S.A. Integrity-oriented approach to ecological biomachinery for self-purification and bioremediation in aquatic ecosystems: stopping an ecological time bomb. Limnology and Oceanography: Navigating into the Next Century. February 1-5, 1999, Santa Fe, New Mexico. ASLO, Waco, TX. 1999 a. P. 134. Ostroumov S.A. The ability of mussels to filter and purify the sea water is inhibited by surfactants. Limnology and Oceanography: Navigating into the Next Century. February 1-5, 1999, Santa Fe, New Mexico. ASLO, Waco, TX. 1999 b. P. 134. Ostroumov S.A. Surfactants and marine pollution: another environmental hazard of the third millenium. 1999. PACON. (International Congress on Oceanography,

June 23-25, 1999). 1999 c. P. 24. Ostroumov S.A. Triton X-100 [new biological effects on Lepidium sativum]. 1999 d. Toxicol. Bulletin. №. 4. P. 41. Ostroumov S.A. Biological effects of surfactants in the context of man-made interventions into the environment: a concept of a system for criteria of environental hazard. In: Aquatic Ecosystems and Organisms. 1999 e. Dialogue-MGU Press. P.43. Ostroumov S.A. Water self-purification in ecosystems and sustainable development. In: Aquatic Ecosystems and Organisms. 1999 f. Dialogue-MGU Press. P.14. Ostroumov S.A. Biological processes of water self-purification: importance and vulnerability. In: Aquatic Ecosystems and Organisms. 1999 g. Dialogue-MGU Press. P.13. Ostroumov S.A. Experimental rationale for a new discipline and area in ecology, bio-chemical ecology of bioremediation and self-purification of aquatic ecosystems. In: Aquatic Ecosystems and Organisms. 1999 e. Dialogue-MGU Press. P.44. Ostroumov S.A., Kolotilova N.N., Piskunkova N.F., Kartasheva N.V., Lyamin M.Y., Kraevsky V.M. Effects of a cationogenic surfactant on freshwater unicellular cyanobacteria, green algae, and rotifers. In: Aquatic Ecosystems and Organisms. 1999. Dialogue-MGU Press. P.45-46. Ostroumov S.A., Kolotilova N.N., Piskunkova N.F., Lyamin M.Y., Kraevsky V.M. A study on the effects of synthetic surfactants on Cyanophyta and Chlorophyta [the effects of CTAB on Synechocystis; TDTMA on Scenedesmus quadricauda etc]. Algologia. Vol. 9 (2): 105-106. Ostroumov S. A., Kraevsky V.M., Lyamin M.Y. Dodecyltrimethyl-ammonium bromide [new biological effects on Spirulina platensis]. Toxicol. Bulletin. 1999. No. 1, P. 35-36. Vinogradov, M.E., Steinberg, C., Wetzel, R.G., Ostroumov, S.A. et al. (Editors) Ecological Studies, Hazards, Solutions. Vol. 1. Weiner R., Ostroumov S. A. Quarternary ammonium compound dodecyltrimethylammonium bromide [new biological effects of DDTMA on marine organisms Hyphomonas MHS-3]. 1999. Toxicol. Bulletin. No. 4, P. 40-41. Kartasheva N.V., Ostroumov S.A. A study on the ability of a surfactant to inhibit the water filtering activity of rotifers. In: Food Industry on the Threshold of the Third Millenium. Vol. 2, Issue 5. Moscow, 2000, P. 245-247. Kolotilova N.N., Ostroumov S.A. Growth of Synechocystis sp. PCC 6803 under the effect of the composite product which contains a surfactant. In: Problems of Ecology and Physiology of Microorganisms. Moscow. Dialogue-MGU Press. 2000. P. 66. Ostroumov S.A. Tetradecyltrimethylammonium bromide [effects on the feeding activity of Lymnaea stagnalis]. Toxicological Bulletin. 2000 a. No.1., p. 42-43. Ostroumov S.A Tetradecyltrimethylammonium bromide [effects on Mytilus galloprovincialis]. Toxicological Bulletin. 2000 b. No 3. P. 34-35. Ostroumov S.A. Criteria of ecological hazards due to anthropogenic effects on the biota: searching for a system. DAN (Doklady Akademii Nauk). 2000 c, P. 844-846 in the Russian edition. (English translation of the journal: Doklady Biological Sciences, Vol. 371, P. 204-206) Ostroumov S.A. Concept of aquatic biota as a labile and vulnerable component of the system for water self-purification. DAN Doklady Biological Sciences (Doklady Akademii Nauk). 2000 d. Vol. 372. No.2., P. 279-282 in the Russian edition. Ostroumov S.A., Kolesnikov M.P. Biocatalysis of the matter transfer in a microcosm is inhibited by a contaminant: an effect on Lymnaea stagnalis. DAN Doklady Biological Sciences (Doklady Akademii Nauk). 2000. Vol. 373. No.2., P.278-280 in the Russian edition. Ostroumov S.A. Aquatic ecosystem: a large-scale, diversified bioreactor with the function of water self-purification. DAN Doklady Biological Sciences (Doklady Akademii Nauk). 2000. Vol. 374. No.3, P.427-429 in the Russian edition. Ostroumov S.A. Inhibitory analysis of the regulatory interactions in food webs. DAN. 2000, vol. 375. no. 6, pp. 847-849 in the Russian edition. Alexeev A.P., Ananiev V.I., Artyukhin E.N., ...Dubinina V.G., ...Nemova N.N., ... Ostroumov S.A. et al. (26 coauthors in toto). Conservation, reproduction and sustainable use of biological resources of the hydrosphere. Moscow. 2001. –128 p. Ostroumov S.A. Ecological processes and ecosystems: functioning towards water purification. Aquatic Sciences Meeting: Research Across Boundaries. June 5-9, 2000, Copenhagen, Denmark. ASLO, Waco, TX. 2000 e (Abstract ss25-01). Ostroumov S.A. Inhibitory effects of surfactants on water filtration by Unio tumidus, Unio pictorum, and Mytilus galloprovincialis. Aquatic Sciences Meeting: Research Across Boundaries. June 5-9, 2000 f, Copenhagen, Denmark. ASLO, Waco, TX. 2000 (Abstract ss25-p02). Ostroumov S.A. Surfactant-containing preparations inhibit water clearance rate by Mytilus galloprovincialis. In: Food Industry on the Threshold of the Third Millenium. Vol. 2, Issue 5. Moscow, 2000 g, P. 248-251. Ostroumov S.A. The effects of surfactants on the rate of removal of cells of unicellular organisms from water by unionids. In: Food Industry on the Threshold of the Third Millenium. Vol. 2, Issue 5. Moscow, 2000 h, P. 251-254. Ostroumov S.A., Kolesnikov M.P. Participation of molluscs in the biogeochemical fluxes of C, N, P, Si and Al in aquatic ecosystems and the effects of a xenobiotic. In: Food Industry on the Threshold of the Third Millenium. Vol. 2, Issue 5. Moscow, 2000, P. 254-256. Ostroumov S.A., Kolotilova N.N. Detergent (Tide-Lemon) [effects on cyanobacteria Synechocystis PCC 6803]. Toxicological Bulletin. 2000. No. 2. P. 31-32. Ostroumov S.A., McCutcheon S. Defining a modern interface between water quality engineering and aquatic ecosystems research. Aquatic Sciences Meeting: Research Across Boundaries. June 5-9, 2000, Copenhagen, Denmark. ASLO, Waco, TX. 2000 (Abstract ss25-07). Ostroumov S.A., Revkova N.V. Growth of green microalgae in cultures limited by phosphorus and the concept of cell quota. In: Problems of Ecology and Physiology of Microorganisms. Moscow. Dialogue-MGU Press. 2000. P.87. Ostroumov S.A., Kolotilova N.N. Aquatic Ecosystems and Organisms-2. М.: MAX-Press. 2000, p. 60. Ostroumov, S.A. Principles for analyzing environmental hazards of anthropogenous effects including effects of chemical pollution: a concept and new data. Vestnik MGU 2000 no. 4, pp.27-34. Addition to the list of refs (дополнить русск. список литературы): Остроумов С. А., Колотилова Н. Н. // Водные экосистемы и организмы-2. М.: МАКС Пресс. 2000. С. 60.

Download

Share

279 Reads

Sergei A. Ostroumov commented on this article

**

Соломонова Е.А., Остроумов С.А. Воздействие додецилсульфата натрия на биомассу макрофитов Najas guadelupensis L. // Токсикологический вестник. 2009, № 2. с.32-34. https://www.researchgate.net/publication/313840088 ;

Article

Full-text available

Apr 2009.

Соломонова Е.А. Sergei A. Ostroumov.

Соломонова Е.А., Остроумов С.А. Воздействие додецилсульфата натрия на биомассу макрофитов Najas guadelupensis L. // Токсикологический вестник. 2009, № 2. с.32-34. https://www.researchgate.net/publication/313840088; В лабораторных экспериментах в условиях микрокосмов было изучено воздействие додецилсульфата натрия (ДСН) на выживаемость и вес биомассы макрофитов в условиях длительной инкубации и внесения ДСН в форме неоднократных (повторяющихся, рекуррентных) добавок. Количество ДСН, внесенное в 1 дм 3 (кубический дециметр воды, литр воды) после каждой добавки составляло: 0,5, 0,8, 1,7, 8,3, 16,7, 50,0 и 100,0 мг. Длительность периода выживания растений снижалась при увеличении количества ДСН, вносимого в одной добавке, в 200 раз (с 0,5 до 100 мг/л) период выживания снизился в 53 раза (с 372 до 7 дней). В присутствии ДСН произошло некоторое снижение биомассы макрофитов, зависящее от суммарного количества внесенного ДСН. Ключевые слова: микрокосмы, додецилсульфат натрия, выживаемость, биомасса, макрофиты. Введение. Ранее были установлены воздей-ствия додецилсульфата натрия на моллюсков [7] и на наземные растения [1, 3, 7]. Воздействие этого вещества на водные растения (макрофиты) было изучено недостаточно. Цель данного сообщения– представить результаты исследований воздействия додецилсульфа-та натрия (ДСН) на жизнеспособность водных макрофитов наяда гваделупская (Najas guadelupensis L.). Заключение.Используемая методика позво-лила получить разностороннюю информацию (длительность периода выживания, суммарная нагрузка на единицу биомассы макрофитов, воз-действие на вес биомассы) о негативном воздей-ствии поверхностно-активного вещества (ПАВ) ДСН на макрофиты, что количественно характеризует опасность ДСН для этого вида и сте-пень устойчивости (толерантности) макрофитов к данному химическому веществу. Новые результаты о действии додецилсульфата натрия на макрофиты N. guadelupensis, полученные в условиях инкубации в микрокосмах в течение 7–372 дней расширяют знания о потенциально опасных воздействиях ПАВ на организмы. Список литературы: 1. Горюнова С.В., Остроумов С.А. Воздействие анионного детергента на зеленую протококковую водоросль и проростки некоторых покрытосемен-ных растений // Научн. доклады высшей школы. Биол. Науки, 1986. – № 7. – С. 84-86. 2. Донкин П., Остроумов С.А. Экологическая опасность додецилсульфата натрия // Токсиколо-гический вестник, 1997. – № 3. – C. 37. 3. Нагель Х., Остроумов С.А., Максимов В.Н. Ингибирование роста проростков гречихи под воз-действием додецилсульфата натрия // Научн. до-клады высшей школы. Биол. Науки, 1987. – № 12. – С. 81-84. 4. Остроумов С.А., Хорошилов В.С. Биотести-рование вод, загрязненных поверхностно-актив-ными веществами // Изв. Академии наук, серия Биологическая, 1992. – № 3. – С. 452-458. 5. Остроумов С.А., Галяма Д., Блажей А. и др. Синтетические моющие средства (СМС) «Кристалл» и «Лотос-Автомат» [Воздействие на Eugleпa gracilis Klebs.] // Токсикологический вест-ник, 1998. – № 5. – С. 29-30. 6. Остроумов С.А., Колотилова Н.Н.Синтетическое моющее средство ОМО [ингибирование фильтрации воды Uпio tuтidus] // Токсикологиче-ский вестник, 2000. – № 5. – С. 43-44. 7. Остроумов С.А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. – М.: МАКС Пресс, 2001. – 344 с. 8. Остроумов С.А., Хорошилов В.С.Жидкие моющие средства Biospul и «Каштан» // Токсико-логический вестник, 2001. – № 6. – С. 41-43. 9. Остроумов С.А. Модельная система в усло-виях рекуррентных (реитерационных) добавок ксе-нобиотика или поллютанта // Ecological Studies, Hazards, Solutions, 2006. – Т. 11. – С. 72-74. 10. Остроумов С.А., Соломонова Е.А. Синте-тическое моющее средство «Аист-Универсал»: воздействие на Fontinalis antipyretica Hedw. // Ток-сикологический вестник, 2007. – № 1. – С. 40-41. ** ** EXPLANATION: ОБЪЯСНЕНИЕ смысла и ВАЖНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ: В статье изложены 2 важных результата. 1. Получены совершенно новые данные о токсичности додецилсульфата натрия (ДСН), впервые установлена его токсичность для изученного вида растений, найдены токсичные концентрации. 2. Установлены относительно безвредные концентрации и нагрузки ДСН на этот вид растений, что важно и полезно для создания методов экологической биотехнологии (фитотехнологии) для очищения воды. Ключевые слова: очистка воды × биотест × водные растения × ПАВ × фитотоксичность × ДСН × додецилсульфат натрия × макрофиты × фиторемедиация × Najas guadelupensis, Najas guadalupensis (вариант написания названия вида - Najas guadelupensis)

Download

Share

1 Recommendation. 157 Reads

Sergei A. Ostroumov commented on this article

**

Биотестирование вод, содержащих ПАВ (сульфонол) и ДНОК https://www.researchgate.net/publication/220036696 ;

Article

Full-text available

Jan 1988

Максимов В.ННагель XОстроумов С.А[...]Sergei A. Ostroumov

https://www.researchgate.net/publication/220036696 ; https://www.researchgate.net/publication/220036696_____()__ ; http://www.scribd.com/doc/68523554/

Максимов В. Н., Нагель X., Остроумов С. А. Биотестирование вод, содержащих ПАВ (сульфонол) и ДНОК. // Гидробиологический журнал. 1988. 24 (4): 54-55. Впервые проведено сопоставление результатов биотестирования на одном биообъекте двух представителей разных классов ксенобиотиков (потенциальных поллютантов) – ПАВ и пестицидов. При воздействии ПАВ сульфонола на проростки высших растений Sinapis alba L. показано ингибирование их удлинения. ЕС50 составляло 0,9 мкл/мл через 40 ч после намачивания семян и 0,33 мкл/мл через 74 ч после намачивания семян. ДНОК (динитроортокрезол, 40% действующего вещества) тоже ингибировал удлинение проростков. ЕС50 находилось между 1,5 и 2 мкг/мл при воздействии водного раствора в течение 48-72 ч после намачивания семян Оглавление журнала: http://hydrobiolog.narod.ru/1988/1988_4.htm; другие работы по биотестированию ПАВ: С.А. Остроумов. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. М.: МАКС-Пресс, 2001. 334 с. http://www.scribd.com/doc/66424130/; Об этой книге: С.В.Яковлев, академик РАН, директор института. Опубликованная рецензия на книгу: Доктор биологических наук С.А. Остроумов. Биологические эффекты…] полный текст рецензии: http://www.scribd.com/doc/60786035/; Гидробиология, экология, биология: Новый вклад. Инновации. Открытие новых фактов. Новые концепции. Кратко суммированы инновации, содержащиеся в публикациях доктора биологических наук С.А.Остроумова и соавторов. http://www.scribd.com/doc/53721456/; 17 KEY DISCOVERIES, INNOVATIONS. Экология, гидробиология: http://www.scribd.com/doc/61828106/; Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p.; http://www.scribd.com/doc/64066178/; Some useful sites on one of the co-authors: Ostroumov’s Twitter URL: twitter.com/sergeiost MOST CITED PUBLICATIONS: www.scribd.com/doc/58228788/ Most viewed materials: www.scribd.com/doc/61435402/ Papers: www.scribd.com/doc/63407123/ DISCOVERIES: http://www.scribd.com/doc/61828106/ Institutions that cited S.O.: http://www.scribd.com/doc/60225505/ World-wide citing Dr. S.O.: http://www.scribd.com/doc/54504932/ Discoveries: http://www.scribd.com/doc/59437439/ Merit: http://www.scribd.com/doc/59927430/ Ключевые слова: гидробиология, гидробиологический, журнал, гидроэкология, поверхностно-активные вещества, ПАВ, детергенты, пестициды, сульфонол, ДНОК, ксенобиотики, биотестирование, поллютанты, качество воды, биологические, эффекты, загрязнение, фитотоксичность, фитотест, проростки, высших растений, горчица белая, Sinapis alba, динитроортокрезол, Максимов В. Н., Нагель X., Остроумов С. А.

Download

Share

216 Reads2 Citations

Sergei A. Ostroumov commented on this article

Воздействие анионного детергента на зеленую протококковую водоросль и проростки некоторых покрытосеменных растений. https://www.researchgate.net/publication/265509244

Article

Jan 1986

Горюнова С.ВSergei A. Ostroumov

https://www.researchgate.net/publication/265509244 ; Горюнова С.В., Остроумов С.А. Воздействие анионного детергента на зеленую протококковую водоросль и проростки некоторых покрытосеменных растений // Научные доклады высшей школы. Биологические науки (Nauchnyye doklady vysshey shkoly. Biologicheskiye nauki) № 7. 1986. С.84-86. 2 табл. Резюме на рус. и англ. яз. Библиогр. 8 назв. Cited in: Phytotest. Фитотоксичность химических веществ: https://www.researchgate.net/publication/265509086 ; https://www.researchgate.net/publication/265509086_Phytotest.___ ; [Впервые показано: додецилсульфат натрия воздействовал на рост Scenedesmus quadricauda, ингибировал проростков горчицы белой, кукурузы и огурца. Додецилсульфат натрия в концентрации 1000 мг/л резко ингибировал (практически полностью подавлял) рост водоросли Scenedesmus quadricauda. В концентрации 10 мг/л и 100 мг/л наблюдали некоторую стимуляцию роста культуры S. quadricauda. В этих опытах S. quadricauda выращивали на среде Успенского № 1.

Upload full-text

Share

106 Reads5 Citations

Sergei A. Ostroumov commented on this chapterж

Организмы и методы (Глава 2). В кн.: Biological effects of surfactants on organisms (book). Chapter 2. Organisms and methods. https://www.researchgate.net/publication/201202347 ;

текст Главы 2 книги «Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на орган

Chapter

Jan 2010. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы

Sergei A. Ostroumov

Текст главы приведен здесь, в рамке для аннотации. Организмы и методы (Глава 2). В кн.: Biological effects of surfactants on organisms (book). Chapter 2. Organisms and methods. https://www.researchgate.net/publication/201202347 ; текст Главы 2 книги «Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы», Москва, МАКС-Пресс, 2001, с.37-56; [общее число страниц в книге 334 c.], С.А.Остроумов. ISBN 5-317-00323-7; ** Book: Biological effects of surfactants on organisms. Chapter 2. Organisms and methods. Author: S.A.Ostroumov / Остроумов С.А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы (М., МАКС-Пресс, 2001). Глава 2. Организмы и методы. Остроумов С.А. / S.A.Ostroumov Ниже дается текст Главы 2 из книги «Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы» (Москва, МАКС-Пресс, 2001, 334 c. [это общее число страниц в книге], С.А.Остроумов: in Russian language). В книге эта глава занимает страницы 37-56. (В компьютере автора текст главы представлен в файлах: D:\zBackup\2006 January 16\_Book_ser\Vol_4book_dis\ForFrancis and Taylor\2newMetod2.doc; и др.) Дальнейшее развитие результатов и идей, изложенных в книге - см. http://scipeople.com/publication/70283/ (Краткий обзор новых концептуальных разработок);

Глава 2. Организмы и методы.

2.1. Организмы: обоснование выбора и методические аспекты использования. В качестве объектов исследования были взяты характерные представители основных трофических уровней и крупных таксонов от прокариот до эукариотических организмов, в том числе цианобактерии (Synechococcus Nіg.; Stratonostoc linckia (Roth) Elenk., f. muscorum (Ag.) Elenk. = Nostoc muscorum Ag. и др.), морские бактерии (Hyphomonas (ex Pongratz 1957) Moore, Weiner and Gebers 1984), зеленые водоросли (Scenedesmus quadricauda Bréb., Chlorella vulgaris Beijer, Bracteacoccus minor (Chodat) Petrova и др.), диатомовые водоросли (Thalassiosira pseudonana Hasle et Heimdal), эвглена (Euglena Ehr.; Euglena gracilis Klebs), моллюски (Unio tumidus Philipsson s. lato, U. pictorum (L.) s. lato, Crassiana crassa (Philipsson) s. lato, Anodonta cygnea (L.) s. lato, Mytilus edulis L., M. galloprovincialis Lamarck, Crassostrea gigas Thunberg, Limnaea stagnalis (L.), Mercenaria mercenaria), аннелиды (Hirudo medicinalis L.), макрофиты (Pistia stratiotes L., Elodea canadensis Michaux), проростки покрытосеменных растений (Sinapis alba L., Fagopyrum esculentum Moench, Lepidium sativum L., Oryza sativa L., Camelina sativa (L.) Crantz, Triticum aestivum L. и др.). Эти объекты представляли теоретический и практический интерес в связи с особенностями их экологии, ролью в экосистемах, возможностью использования в качестве биоресурсов. Разнообразный биологический материал способствовал получению более широких и обоснованных выводов о возможной роли СПАВ как загрязняющих веществ. Ниже приведены обоснования выбора объектов (организмов) и методические аспекты их использования. Номенклатура цианобактерий дается по работе (Голлербах и др., 1953), морского фитопланктона по (Tomas, 1997). Номенклатура сосудистых растений России и сопредельных государств (территории СССР) дается по (Черепанов, 1995). Номенклатура беспозвоночных дается по (Зацепин, Риттих, 1975; Зацепин и др., 1978). 2.1.1. Прокариоты. 2.1.1.1. Цианобактерии (Сyanobacteria, Cyanophycota). Важнейшая группа фототрофных прокариот, использующих воду в качестве донора электронов и поэтому образующих на свету кислород. Род Synechococcus (класс хроококковые Chroococcophyceae, порядок хроококковые Chroococcales) - один из четырех основных родов морских цианобактерий. Этот род включает также виды, которые встречаются в пресных водах, а также наземных местообитаниях. Synechococcus развивается в эвтрофированных водах, может достигать большой концентрации клеток в морской воде. Важный компонент фитопланктона, участник биогеохимических потоков элементов через морские экосистемы. Способен к азотфиксации и поэтому является одним из основных поставщиков азота в морские воды (например, Кондратьева и др. 1989; Саут, Уиттик, 1990). В морских экосистемах на цианобактерий может приходиться около 60 % всего хлорофилла в верхних 50 м и около 20 % и более всей первичной продуктивности (например, Sieburth, 1979). В работе изучали, наряду с другими видами цианобактерий, бактерии сборного рода Synechococcus. Эти одноклеточные цианобактерии (размеры менее 3 мкм) широко распространены в открытых районах морей, причем они были обнаружены также и в морях Арктического бассейна (Мишустина и др., 1994). Использовали штаммы рода Synechococcus из коллекции Океанографического института в Вудс-Хоуле (США). Штамм WH7805 (содержание ГЦ в ДНК 59,7 мол.%) - неподвижные клетки розового цвета. Штамм был изолирован Л. Брандом (рейс Океанус-48), образец от 30.6.87. Штамм WH8103 (cодержание ГЦ в ДНК 58,9 мол.%) - подвижные желтоватые клетки; штамм был изолирован Дж. Уотербери из образца от 17.3.81, взятого во время рейса Океанус-92. Штаммы поддерживались в лаборатории Дж. Уотербери на среде SN (см. [18, 20 ] в работе Уотербери, Остроумов, 1994). Культивирование вели при температуре 22°С и постоянном освещении 20 мкЭйнштейн м-2 сек-1. Стерилизацию растворов ПАВ, добавляемых в культуры, производили пропусканием этих растворов через стерильные фильтры Acrodisc (Gelman Sciencens) c диаметром пор 0,45 мкм. Для характеристики культур снимали спектры поглощения на спектрофотометре Шимадзу-УФ-3101РС. Наряду с нативными спектрами снимали спектры образцов с добавлением в кювету сахарозы (1,5 г на 3,5 мл супензии клеток), что позволяло уменишить светорассеяние. Использовались также штаммы из коллекции лаборатории микробиологии Биологического НИИ Ленинградского университета Anabaena sp. CALU 811, Cylindrospermum sp. CALU 306, Synechococcus sp. CALU 742. Культуры выращивали в конических колбах на 50 мл на жидкой среде (по 20 мл) состава (г/л): KNO3 - 1; K2NPO4 - 0,2; MgSO4 - 0.2; NaHCO3 - 0,2; CaCl2 - 0,05; стандартный раствор микроэлементов 1 мл (среда № 6). Условия роста: 25°С, 2 тыс. люкс. В среду добавляли ксенобиотик НС в концентрациях 0,1, 0.5 и 1 мг/л. О влиянии ксенобиотика на рост культур судили по количеству биомассы клеток, учет которой производили путем высушивания аликвот до постоянной массы при 105 °С. Nostos muscorum Ag. Штамм 33 выделен из дерново-карбонатной почвы Кировской области. Штамм 235 выделен из почв, загрязненных нефтью (г. Альметьевск, ТАССР). Культуры выращивали в среде, содержащей в 1 л (г): KNO3 1.0; K2HPO4 0.2; MgSO4.7H2O 0.2, CaCl2 0.15; NaHCO3 0.2, а также 1 мл раствора микроэлементов. Последний содержал в 1 л (г): ZnSO4.7H2O 0.22; MnSO4 1.81; CuSO4.5H2O 0.079; (NH4)2Mo7O24.4H2O 1.0; FeSO4.7H2O 9.3; CaCl2 1.2; Co(NO3)2H2O 0.08; ЭДТА 10.0; H3BO3 1.989. Использовали дистиллированную воду. В колбы вносили по 1 мл инокулята. Инокулят цианобактерий Nostoc muscorum предварительно гомогенизировали с помощью электромеханического гомогенизатора (5 тыс. об/мин в течение 1 мин). Колбочки для выращивания содержали по 50 мл среды. Каждый вариант был представлен двумя повторностями. Культуры инкубировали при освещенности 3 тыс. лк и комнатной температуре.

2.1.2. Эукариоты 2.1.2.1. Диатомовые водоросли. Thalassiosira pseudonana Hasle et Heimdal (=Cyclotella nana Guillard clone 3H in Guillard & Ryther) (Class Bacillariophyceae, Order Biddulphiales,

Suborder Coscinodiscineae, Family Thalassiosiraceae [9 родов]) (по другой классификации: класс Центрические диатомеи Centrophyceae, порядок Косцинодисковые Coscinodiscales, семейство талассиозировые Thalassiosiraceae - 11 родов, преимущественно в морском планктоне). Виды рода Thalassiosira Cleve (около 80 современных и ископаемых видов) широко представлены во всех географических зонах - в планктоне морей и солоноватых водоемов. Характерный представитель типичных и массовых видов морских диатомовых, одной из доминирующих групп в морском планктоне, весьма важной как кормовой ресурс для многих видов промысловых рыб. Диатомовые вносят большой вклад в глобальные процессы фиксации углерода атмосферы и выделении кислорода, участвуют в процессах самоочищения водоемов, используются при оценке санитарного состояния вод. Выращивали на среде f/2 (Guillard, Ryther, 1962) без FeCl3 и EDTA. Для приготовления среды вода предварительно фильтровалась через поликарбонатный фильтр (Nucleopore 0.2 микрон). Клетки подсчитывались в гемацитометре Фишера после предварительной фиксации добавлением раствора Люголя 50 мкл на 1 мл культуры водорослей. Начальная плотность культуры была 3 •104 кл/мл во всех вариантах. Для инокуляции использовали культуру на стационарной фазе. Режим освещения при культивировании: свет 14 ч, темнота 10 ч, интенсивность освещенности 254 мкЭйнштейн м-2 сек-1. Температура 17°С. 2.1.2.2. Зеленые водоросли. Включают в себя 5 классов, в том числе Класс Протококковые (Protococcophyceae), который иногда рассматривается как порядок. Протококковые многообразны экологически: входят в состав планктона, бентоса, нейстона, перифитона (эпифитные и эпизойные формы), обычны также в наземных местообитаниях и почве. Представлены во многих типах водоемов, в том числе в рыбоводных прудах, отстойниках некоторых типов, биологических прудах, картах полей фильтрации городских очистных сооружений - тем самым они активно участвуют в самоочищении воды экосистемами. Большинство протококковых эвригалинны и эвритермны. Виды родов Scenedesmus и Chlorella стали классическими объектами и моделями растительной клетки, на которых изучены многие аспекты биохимии и физиологии. Протококковые активно изучаются для использования в целях интенсификции очистки загрязненных вод, получения белкового и витаминизированного корма. По своей роли в природных экосистемах и биогеохимических процессах биосферы могут уступать (не всегда) лишь диатомовым (Голлербах, 1977; Матвиенко, 1977; Кондратьева и др. 1989; Саут, Уиттик, 1990). Bracteacoccus minor (Chodat) Petrova. Штамм 200 получен из БИН (в коллекции БИН № 867-1). Штамм 219 выделен из вулканического пепла , собранного на пепловом плато без растительности в окрестностях вулкана Тятя (о. Кунашир). Водоросли выращивали в среде, содержащей в 1 л (г): KNO3 1.0; K2HPO4 0.2; MgSO4.7H2O 0.2, CaCl2 0.15; NaHCO3 0.2, а также 1 мл раствора микроэлементов. Последний содержал в 1 л (г): ZnSO4.7H2O 0.22; MnSO4 1.81; CuSO4.5H2O 0.079; (NH4)2Mo7O24.4H2O 1.0; FeSO4.7H2O 9.3; CaCl2 1.2; Co(NO3)2H2O 0.08; ЭДТА 10.0; H3BO3 1.989. Использовали дистиллированную воду. Колбочки для выращивания содержали по 50 мл среды. Каждый вариант был представлен двумя повторностями. Культуры водорослей инкубировали при освещенности 3 тыс. лк и комнатной температуре. Scenedesmus quadricauda Breb. Культуры выращивали на питательной среде Успенского № 1 в люминостате при температуре 24-25° С и освещенности 2000 лк. Источниками освещения служили лампы дневного света ЛБ-40. Для выращивания использовали конические колбы Эрленмейера (250 мл). Численность клеток определяли методом прямого счета в камере Горяева. В опытах с ДСН исходнаяя плотность клеток составляла 3,16 млн/мл (опыт 1) и 2,47 млн/мл (опыт 2). В опытах с почвенными культурами использовали дерново-подзолистую почву из Кировской области (место сбора - опытное поле Кировского сельхозинститута), мелко измельченную. Почва имела следующую агрохимическую характеристику: pHсол - 4.6; P2O5 - 37.3 мг/100 г; K2O - 3.2 мг/100 г; гумуса - 1.2 %. В чашках Петри помещали по 30 г почвы и вносили по 10 мл водного раствора ТДТМА (на дистиллированной воде) в концентрациях 0.1 и 0.05 мг/мл. В контрольные чашки добавляли по 10 мл дистиллированной воды. Образцы почвы инкубировали на свету при комнатной температуре и влажности 70 % от полной влагоемкости (полив по весу дистиллированной водой). Численность водорослей в почвенных культурах определяли общепринятым методом прямого счета клеток в почвенной суспензии с использованием светового микроскопа. Автор благодарит проф. Э.А. Штину за консультирование и помощь при проведении этой части работы.  ýêñïåðèìåíòàõ èñïîëüçîâàëèñü è äðóãèå âîäîðîñëè, äëÿ âûðàùèâàíèÿ êîòîðûõ ïðèìåíÿëè ñòàíäàðòíûå ñðåäû, óïîìÿíóòûå â ñîîòâåòñòâóþùèõ ðàçäåëàõ ðàáîòû è òåõ ñòàòüÿõ, êîòîðûå áûëè íàìè îïóáëèêîâàíû. 2.1.2.3. Эвглены. Эвгленовые (Euglenophyta, около 1000 видов, в России и быв. республиках СССР- около половины из них) - повсеместные обитателями континентальных внутренних водоемов. Обладают всеми основными типами питания: автотрофным, сапрофитным, голозойным (анимальным); способны к миксотрофии. Участвуют в самоочищении водоемов, вода которых содержит много органических веществ. Виды рода Euglena обладают способностью к массовому развитию в водоемах, что может вызывать цветение воды. Излюбленный объект для культивирования в лабораториях с целью изучения воздействия различных факторов. Перспективны для использования в целях очистки загрязненных вод и для культивирования в фотоавтотрофном звене систем жизнеобеспечения (Сафонова, 1977; Кондратьева и др. 1989). Культуру Euglena gracilis Klebs var Z. Pringsheim выращивали фотоорганотрофно в колбах объемом 100 мл при температуре 26° C и освещенности 1.5-2 тыс. лк. Использовали среду следующего состава (г/л): NaCl - 0.1; MgSO4.7H2O - 0.4; KH2PO4 - 0.4; CaCl2.6H2O - 0.05; глюкоза - 10.0; L-глютаминовая кислота - 2.0; (NH4)2SO4 - 1.0; витамин B1 - 0.2 мл 0.2 %-ного раствора; витамин B12 - 0.2 мл 0.01 %-ного раствора; растворы I и II по 1 мл на 1 л среды. Для приготовления раствора I брали 695 мг FeSO4.7H2O и 930 мг Na2 ЭДТА, растворяли в теплой бидистиллированной воде, доводили pH с помощью NaOH и добавляли воду до 100 мл. Для приготовления раствора II на 1 л бидистиллированной воды брали (г): ZnSO4.7H2O - 10.0; MnSO4.4H2O - 2.2; H3BO4 - 12.2; Co(NO3)2.6H2O - 1.0; NaMoO4.2H2O - 1.2; CuSO4.5H2O - 0.001. Использовали штамм E. gracilis, полученный из коллекции водорослей университета Геттингена (ФРГ), № штамма 1224-5/25. Äëÿ ïðèãîòîâëåíèÿ ðàñòâîðîâ è ñðåäû áðàëè áèäèñòèëëèðîâàííóþ âîäó. Îáúåì èíîêóëÿòà, êîòîðûé áðàëè â ñåðåäèíå ëîãàðèôìè÷åñêîé ôàçû ðîñòà, ñîñòàâëÿë â íà÷àëå êóëüòèâèðîâàíèÿ 5 ìë.

2.1.2.4. Проростки растений. Рекомендованы как один из приоритетных объектов для биотестирования в области исследования качеств вод (Унифицированные методы исследования качества вод. Часть 3. Методы биологического анализа вод. Ред. З. Губачек. М. 1975). Используются в методическом арсенале Агентства по охране окружающей среды США (US EPA, 1982) и других ведомств США (US Food and Drug Administration, 1987), европейской Организации по экономической кооперации и развитию (Organization for Economic Cooperation and Development, 1984). Метод высокоэкономичен и эффективен с точки зрения соотношения объема полученной информации и затрат на проведение биотеста. Проростки растений могут использоваться в таких лабораториях (на производстве, в химических институтах), где не выживают более высокочувствительные организмы. Поэтому метод лишен того недостатка, которым оборачиваются достоинства высокочувствительных тест-объектов-последние не всегда способны жить в условиях заводских лабораторий, где воздух может быть загрязнен химическими веществами. Являются альтернативой тестированию на животных, что важно с гуманной точки зрения и ввиду официальных рекомендаций Международного союза токсикологии (IUTOX). В 1985 г. исполнительный комитет (Executive Committee) IUNOX опубликовал официальное заявление, что ”повсеместно в мире должны быть приняты (после их всесторонней научной проверки) альтернативные методики тестирования, которые не требуют использования животных” (см. Телитченко, Остроумов,1990, стр. 227). Высокая экономичность этого биотеста важна для России в современных условиях финансированиия науки. Биотестирование на проростках растений проводилось рядом авторов - в том числе в России в лабораториях В. Б. Иванова (Иванов, 1974; 1986; Ivanov, 1982, 1983, 1992), Н. В. Обручевой (Obroucheva, 1992) и зарубежных лабораториях (напр., Wang, 1987; Wang, Williams, 1990; Davies, 1991; Davies et al., 1991). Метод с успехом использовался в лаборатории, руководимой проф. В.Б.Ивановым, для оценки широкого класса БАВ, в том числе соединений, важных для фармакологии. (Автор глубоко благодарен В.Б.Иванову и всем сотрудникам лаборатории за многочисленные консультации и обсуждение результатов). В работах, проводимых под руководством проф. В.Н. Максимова, метод применялся для оценки токсического воздействия металлов. Метод успешно применялся также на факультете почвоведения МГУ для оценки токсичности различных биологических препаратов. Этот же метод является одним из основных при изучении аллелопатических веществ. Подробнее о этом направлении исследований БАВ мы писали в главе 3 книги (Остроумов, 1986). Метод культивировался в Центральном ботаническом саду АН Украины (А.М. Гродзинский, Э.А. Головко и другие сотрудники; автор благодарен им за предоставление семян кресс-салата). Метод применялся также в Институте гидробиологии (Киев) для оценки качества воды (Сиренко, Козицкая 1988). Хотя этот метод был рекомендован Агентством по Окружающей среде США (U.S. Environmental Protection Agency, 1982), он сравнительно мало использовался в США. Использованный нами вариант методики был более продвинут методически по сравнению с упомянутыми работами Уанга, а также Дэвиса и соавторов в том

отношении, что они не использовали информацию о воздействии испытуемых химических веществ на соотношение проросших и непроросших семян. Введение нами интегрального морфогенетического показателя, объединяющего вместе информацию о воздействии тестируемого вещества или загрязненной воды на оба процесса - прорастание семян и удлинение проростка - было усовершенствованием в методическом плане. Применяли различные растительные тест-объекты (Остроумов, 1990, табл. 1). Были апробированы традиционные методики и некоторые менее традиционные варианты и подходы . Перечень некоторых основных эффектов, на основе которых проводили оценку БА веществ - различных ПАВ и некоторых пестицидов (Максимов и др., 1988), приведены в (Остроумов, 1990, табл. 2). Отметить следующие особенности некоторых из апробированных нами вариантов методик (Горюнова, Остроумов, 1986; Нагель и др., 1988; Остроумов, Максимов, 1988; и др.). 1. Методика оценки биологической активности веществ и загрязнения водной среды по их воздействию на семена (в условиях 100%-го прорастания) и дальнейший рост проростков. При 100%-м прорастании семян для оценки БА вещества или водной среды соответствующий водный раствор (обычно 7, 10 или 15 мл) наливают в чашку Петри (диаметром 10 см), где на фильтровальной бумаге предварительно семена тест-объектов. В контрольные чашки наливают тот же объем дистиллированной (ДВ) или отстоянной водопроводной воды (ОВВ). Проводят инкубацию в темноте при комнатной температуре или при 26-28°С. Через интервал времени t1 измеряют длину проростков (т.е. гипокотиль+корень) или корней; проводили дальнейшие измерения в моменты t2, t3 и т.д. Результаты измерений обрабатывали статистически с использованием непараметрических методов (см. ниже). Использовали расчёты средней скорости удлинения и процента ингибирования (Иванов, 1974). Использование данной группы методик проведено на горчице белой Sinapis alba, гречихе Fagopyrum esculentum, огурце Cucumis sativus, кресс-салате Lepidium sativum и других объектах. В сводной таблице (Остроумов, 1990, табл. 1) методики обозначены: 1, 4, 5, 7, 8. 2. Методика оценки биологической активности веществ и загрязнения водной среды по воздействию на удлинение преинкубированных проростков. В случае, когда необходимо избавиться от воздействия тестируемого вещества на начальный этап прорастания семян (на всхожесть) и целью поставлено изучение эффекта вещества на собственно удлинение проростков, опыт ставили следующим образом (см.: Иванов, 1974). Семена вначале подвергают преинкубации в ДВ или ОВВ. Затем отбирают проростки (претмущественно определённой длины) и переносят в чашки Петри с тестируемым раствором в разных концентрациях. Во всех чашках находятся разные объёмы растворов (обычно 7, 10 или 15 мл) и равное число проростков. Контрольные проростки переносят в новые чашки Петри с той водой, на которой готовили тестируемые растворы. Измеряют длину проростков в начале инкубации (t1). Затем ведут инкубацию в темноте и измеряют вторично (t2, t3 и т.д.). Удлинение проростков в тестируемых растворах сопоставляют с развитием контрольных проростков. Результаты подвергают статистической обработке. Этот метод имеет следующие ограничения: преинкубация в ДВ или ОВВ может приводить к некоторому сглаживанию эффекта и снижению чувствительности метода по сравнению с группой методик пункта 1. Апробация методик биотестирования на проростках проведена в большом цикле работ В.Б.Иванова (например: Иванов, 1974), а также нами на гречихе, рисе и других объектах. В сводной таблице (Остроумов, 1990, табл. 1) методики обозначены: 1б, 5б, 5в, 6. 3. Методика оценки биологической активности вещества и загрязнения водной среды по воздействию на степень прорастания (всхожесть). Некоторые (но не все) испытуемые вещества существенно снижают долю прорастающих семян. Оценить эту долю наиболее просто в том случае, когда в контроле прорастает 100% семян. Если же в контроле часть семян не прорастает, для оценки эффекта тестируемого вещества использовали формулу: Е=[(Mo-Mk) / (N-Mk)] 100%, где N, Mк Mо- числа семян, взятых для тестирования в каждой из концентраций; не проросших в контроле и не проросших при испытуемой концентрации вещества соответствено. Биологический смысл приведённой формулы в том, что она даёт алгоритм, в определённой мере выявляющий, какая доля семян не прорастает именно в результате действия тестируемого вещества. Подход был апробирован в опытах по изучению действия ПАВ на F. esculentum, Allium cepa. Подобный подход возможен в любом опыте, где в контроле прорастают не все семена. 4. Методика оценки биологической активности веществ и загрязнения водной среды по воздействию на условную среднюю длину проростков. Некоторые вещества могут замедлять удлинение проростков без большого снижения всхожести семян, в то время как другие вещества могут ингибировать оба процесса. Поэтому представляет интерес создание такой методики биотестирования и обработки результатов, при которой учитываются и интегрируются влияния веществ и на скорость роста, и на прорастание семян. Нами была предложена и апробирована следующая методика. Семена раскладывали в чашки Петри с тестируемым раствором. Затем измеряли длину проростков, регистрируя также число не проросших семян. При дальнейшей обработке и вычислении средней длины проростков непроросшие семена включали в обрабатываемый массив данных как проростки с условной длиной, равной нулю. Получаемую при усреднении данных величину называли условной средней длиной (УСД) проростков. Рассчитанный таким образом показатель объединял информацию о воздействии вещества как на длину проростков, так и на всхожесть семян. Подобный подход был апробирован на F. esculentum и Oryza sativa. В сводной таблице (Остроумов, 1990, табл. 1) соответствующие методики обозначены: 1а и 5а. Среди других вариантов апробированных методик отметим методики, основанные на нарушении ориентации гипокотилей проростков, находящихся под действием тех или иных биологически активных веществ (БАВ). В этих опытах ориентация гипокотилей регистрируется визуально. На определенной стадии развития подавляющее большинство гипокотилей Camelina sativa ориентированы вертикально. Пример подобной работы приведён в главе о НПАВ. Обработка результатов экспериментов с проростками: после получения первичных результатов необходима их статистическая обработка. Использовали пакет статистических программ "Статграфикс". После вычисления средней длины (или условной средней длины) проростков в ряде опытов целесообразно вычисление скорости удлинения (V) и процента ингибирования I по формулам V=[ x(t2 ) - x(t1 )]/ (t2 - t1 ) I = (1- xоп/ xконтр ) 100% = [ (xконтр - xоп ) / xконтр ] 100% где x(t1 ) , x(t2 ) - средняя длина проростков в моменты времени t1 и t2; xоп- средняя длина проростков в варианте, где действуют БАВ или тестируемая (загрязнённая) водная среда; xконтр - средняя длина проростков в контроле. Для оценки статистической значимости различий между xоп и xконтр использовался t-критерий (критерий Стьюдента). Использовали также непараметрические критерии, такие как критерий Вилкоксона и критерий Колмогорова - Смирнова. Использование этих критериев предусмотрено возможностями пакета статистических программ "Статграфикс". Однако ограничение этого пакета заключается в том, что "Статграфикс" может сравнивать по критерию Вилкоксона и Колмогорова - Смирнова лишь выборки одинакового объёма, хотя на практике выборки могут иметь разный объём. Этого недостатка лишён пакет статистических программ "Статис", разработаный на биофаке МГУ А.П.Кулаичевым. 5. Методика опытов по воздействию на клетки ризодермы. Семена гречихи F. esculentum, горчицы белой S. alba или мягкой пшеницы Triticum aestivum раскладывали на чашках Петри на фильтровальной бумаге. В чашки добавляли по 7-15 мл раствора НПАВ Тритона Х-100 (Schuchardt) в дистиллированной воде и проводили инкубацию в темноте. В контрольные чашки добавляли такой же объем дистиллированной воды и вели инкубацию. Опыты с F. esculentum Шатиловская-5 были поставлены в двух вариантах. Вариант I. В чашку Петри помещали 17-20 семян и вносили 10 мл тестируемого раствора. Инкубацию вели при 27°С. При увеличении концентрации ПАВ снижалось число проросших семян, что приводило к уменьшению общего числа проростков. Число незакрепившихся проростков регистрировали через 45 ч. Вариант II. Семена замачивали не в растворе ПАВ (как в варианте I), а в дистиллированной воде и инкубировали. Через 21 ч проростки средней длины переносили в новые чашки Петри с растворами Тритона Х-100. В каждую чашку помещали по 10 проростков. Число незакрепившихся проростков регистрировали через 43 ч от начала замачивания семян в дистиллированной воде. В опытах с S. alba ВНИИМК в чашку помещали 15 семян и вносили 7 мл тестируемого раствора. Инкубацию вели при 18°С. В опытах с T. aestivum в чашку Петри помещали по 3-4 семени или проростка озимой пшеницы (сорт Заря) и вносили 7-15 мл раствора Тритона Х-100 в дистиллированной воде или равный объем дистиллированной воды. В одном из вариантов опыта проростки помещали на перфорированные диски, а корни, пропущенные через отверстия, полностью погружали в водную среду. Инкубацию вели при 27°С в темноте.

2.1.2.7. Другие объекты и методы. Культура морских фитофлагеллят Olisthodiscus luteus N. Carter 1937 (Отдел Chromophyta, класс Raphidophyceae Сhadefaud ex Silva 1980 = класс Chloromonadophyceae Papenfuss 1955) была любезно предоставлена Л.В.Ильяш (МГУ, каф. гидробиологии). Этот вид распространен в соленых маршах в Европе и Японии (Tomas, 1997). Характеристика электрографической реакции обонятельной луковицы Cyprinus carpio проводилась А. Я. Капланом на разработанной и созданной им установке по авторской методике (Каплан, 1987, 1988). Методика позволяла количественно охарактеризовать функциональную активность обонятельной луковицы и поступление сигнала с ее рецепторов при стимуляции водными растворами, содержащими низкие концентрации адекватных химических стимулов (природные вещества, наприер, аминокислоты), а также нарушение нормальной функциональной активности при действии химических веществ. 2.2. Использованные вещества 2.2.1. АПАВ 2.2.1.1. Додецилсульфат натрия (ДСН, лаурилсульфат натрия, формула С12Н25 SO4 Na, молекулярная масса 288.5) является одним из широко применяемых представителей первичных алкилсульфатов. Свойства: растворим в воде, хлороформе, метаноле, бутаноле, не растворим в диэтиловом эфире, бензоле, диоксане (до 40 С); ККМ (критическая константа мицеллообразования) 8,1 ммоль/л; ГЛБ (гидрофильно-липофильный баланс)=42,0. Широко применяется как пенообразователь, эмульгатор, солюбилизатор, смачиватель, диспергатор. ЛД50=2,7 г/кг (белые крысы, внутрибрюшинно). Аналог выпускается в Германии (фирма BASF) под названием Waschrohstoff 818 Teig. 2.2.1.2. Сульфонол. Использовали сульфонол, произведенный в Сумгаите (1984 г.). Содержание: алкилбензолсульфонаты натрия 45% (С12 - С18 ), сульфат натрия 10%, несульфированные углеводороды до 3%, остальное Н2О. Для препарата с 80% ПАВ ККМ = 1,88 г/л; ГЛБ = 11,0 - 11,7. Область применения: основа композиций для очистки сырой шерсти, крашения тканей, очистки поверхностей металлов, промывки машин,

пенообразующий агент, первичный эмульгатор при эмульсионной полимеризации, смачиватель. Считается малотоксичным. Для препарата с 80% ПАВ ЛД50 = 5,45 г/кг (белые крысы, внутрижелудочно). Аналоги выпускаются в Германии, Бельгии, США, Англии под другими названиями (Абрамзон, Гаевой, 1979, стр. 284). Близкие вещества применяются также как флотореагенты в горнорудной промышленности, пластификаторы бетонов и цементов, ингибиторы коррозии и многих других областях. В СМС “Лотос” содержание сульфонола 20% (допуск 19%-22%). 2.2.2. НПАВ 2.2.2.1. Тритон Х-100 (ТХ100, оксиэтилированный алкилфенол, полиоксиэтиленизоктилфениловый эфир с молекулярной массой 624,9) является одним из широко применяемых представителей моноалкилфениловых эфиров полиэтиленгликоля (алкиларилполиэфиров). Бесцветная прозрачная вязкая жидкость. Свойства: растворим в мягкой и жесткой воде, этаноле, бензоле. ККМ (критическая константа мицеллообразования) 0,24-0,9 ммоль/л; аггрегационное число 140, средний мицеллярный вес 90 000 (у фракций с разной температурой кипения мицеллярный вес различен). Вещества этого класса (оксиэтилированные алкилфенолы) широко применяются как эмульгаторы, солюбилизаторы, смачиватели, диспергаторы, компоненты моющих и обезжиривающих композиций; используются в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой и во многих других областях промышленности (Абрамзон, Гаевой, 1979). ТХ100 широко применяется в биомедицинских исследованиях, а также в некоторых препаратах, применяемых в генной инженерии. ЛД50 некоторых технических препаратов, содержащих ТХ100 и его гомологи, около 1,6 г/кг (белые крысы, внутрибрюшинно). Аналоги выпускаются в США и Англии под различными названиями. Среди веществ этого класса - NP-4, Triton X-207, Triton N-101 и другие.

2.2.3. КПАВ 2.2.3.1. Четвертичные аммониевые соединения (ЧАС). Использовали тетрадецилтриметиламмоний бромид (ТДТМА), этоний (см. ниже) и бензетониум хлорид (бензилдиизобутилфеноксиэтокси-этоксидиметиламмоний хлорид). ЧАС имеют широкую область применения. КПАВ из класса ЧАС содержатся в сточных водах таких отраслей промышленности, как нефтяная (бурение и эксплуатация нефтяных скважин, добыча, транспорт и хранение нефти), нефтехимическая (производство латексных изделий), газовая (бурение газовых скважин), химическая (производство удобрений, синтетических смол и пластмасс, химволокон, лаков и красок, кинофотоматериалов и магнитных лент), автомобильная, авиационная, машиностроение (механическая обработка металлов), целлюлозо-бумажная (варка целлюлозы, получение и облагораживание бумаги), строительная (изготовление асфальтобитумных смесей), текстильная, мясомолочная, медицинская и биотехнологическая, в кожевенном производстве; ЧАС применяются в сельском хозяйстве и различных видах транспорта (водный, авиация, автомобильный). Важный пример соединений этого класса - алкилтриметиламмоний хлорид (АТМ-хлорид), применение которого включает использование его для защиты материалов от биоповреждений (Ильичев и др., 1985). Основа соединений ниртан, дезан. Ниртан испытан для дезинсекции объектов здравоохранения и животноводческих комплексов, для защиты металлического оборудования нефтепромыслов от микробиологической коррозии. В концентрации 25 мг/л подавляет сульфатредуцирующие бактерии и на 25 % снижает скорость коррозии. АТМ-хлорид в виде препарата Катионат-10 (до 2%) используется при реставрационных работах для антисептической обработки красочного слоя произведений старинной живописи. АТМ-хлорид в смеси с другими ЧАС рекомендован для защиты от поражения микроорганизмами нефтяных дистиллятных топлив. Эффективная концентрация в топливе до 0.1%. ЛД50 = 870 мг/кг (крысы), 900 мг/кг (мыши) (Ильичев и др., 1985). Этоний. 1,2- N,N-бис(диметил)-N,N'-бис(децилацетат) этилендиаммо-ний дихлорид. ККМ 3,2 ммоль/л, ЛД50 55 мг/кг, ЛД100 70 мг/кг (белые крысы, внутримышечно). Термически устойчив до 170о С, устойчив в кислых средах и в присутствии солей жесткости. Область применения: эмульгатор, гидрофобизатор, мягчитель тканей, стабилизатор дисперсий, флотореагент, упрочитель глинистых суспензий, антистатик, в фармацевтической промышленности для приготовления мазей, эмульсий, растворов; перезарядчик полимерных покрытий, глин, эпоксидных смол. Он используется также в фармацевтической промышленности для приготовления мазей, эмульсий, растворов (Абрамзон, Гаевой, 1979, с. 294). Величины ККМ для некоторых СПАВ приведена в Табл. 2.1 (по Абрамзон, Гаевой, 1979, выборочно; использованы также каталоги нескольких фирм-производителей и поставщиков ПАВ). 2.2.4. Смесевые препараты - синтетические моющие средства (СМС) и пеномоющие средства (ПМС). СМС и ПМС, наряду с СПАВ, содержат другие компоненты, в том числе фосфор-содержащие соли, силикаты, бикарбонаты, оптические отбеливатели и др. Состав некоторых СМС и ПМС, изучавшихся в работе, приведен в Таблицах 2.2-2.4. Ниже приведена информация об использованных препаратах, включая производителя и доступную информацию о составе (по неполным сведениям, содержащимся в маркировке препарата). Лотос-Экстра. ТУ 6-39-1-89 (Винницкое ВО "Химпром" 287100 Винница, Фрунзе 4). Рекомендуемая концентрация при использовании 5-7 г/л. Лоск-Универсал (Henkel). ТУ 2381-007-04831040-96 (ОАО "Эра" 187020 г. Тосно Ленинградской области, Московское шоссе 1). Состав: ПАВ, энзимы, оптический отбеливатель, сода, сульфат, фосфаты, силикат, полимеры, цитрат натрия, отдушка. Рекомендуемая концентрация в жесткой (6-9 мг-экв/л) воде 5-12 г/л. OMO Intelligent Automat (Unilever Polska S.A. Oddzial Detergentow I Kosmetykow, ul. Kraszewskiego 20, 85-954 Bydgoszcz). АПАВ 5-15%; НПАВ менее 5%; фосфат 15-30%. Дени-Автомат. ТУ 2381-011-04831040-98 (ОАО "Эра", 187000, г. Тосно Ленинградской обл., Московское шоссе 1; ООО "Хенкель-Юг", 413116 г.Энгельс, Саратовской обл., пр. Строителей 48). Рекомендуемая концентрация 6-7 кг/л. Весна-деликат. ТУ 2381-001-00336496-98. (ОАО Косметическая фирма Весна, 443036 Самара, ул. Неверова 33). Состав: ПАВ, триполифосфт натрия, карбонат натрия, сульфат натрия, силикат натрия, специальные смягчающие компоненты; отдушка, КМЦ, оптический отбеливатель. Lanza Automat (Benckiser) (113054 Москва, Космодамианская наб. 52/11). IXI Bio-Plus (Cussons Polska S.A.; ul. Krakowska 112/116, 50-427 Wroclaw, Poland); состав: НПАВ <5% , АПАВ 5-15%, отбеливающий агент, фосфат >15%, сульфат, карбонаты, силикат, КМЦ, энзим, оптический осветлитель, отдушка. В маркировке отмечено: препарат прошел дерматологическое тестирование (tested dermatologically). Avon Herbal Care. (Normal hair shampoo [lavender and honey with milk proteins]) Состав: вода, натрия лауретсульфат, аммония лаурилсульфат, кокамидопропилгидроксисультаин, лаурамид МЭА, бензиловый спирт, кокамид MIPA, ароматизатор, метилпарабен, натрия хлорид, кватерний-80, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, натрия фосфат, натрия цитрат, пропиленгликоль, бензойная кислота, мед, кватерний-79, гидролизат молочных протеинов, глицерин, фосфорная кислота, масло лаванды, спирт денатур., феноксиэтанол, натрия бензоат, пропилпарабен, CI 420990, CI 14700, CI 60730 (Avon Cosmetics, NN1 5PA England; New York, Lisboa, London etc.). ПМС (пеномоющее средство) “Вербена” (Красногорский опытно-экспериментальный завод бытовой химии, 1987), в состав рецептуры входит масло фенхеля. Fairy (dish washing liquid; Procter&Gamble Ltd; Essex RM16 1AL, United Kingdom; АК Новомосковскбытхим, 301670 Новомосковск, Комсомольское шоссе, 64, Россия). Состав: ПАВ, ароматические добавки, цветовые добавки (зеленый пигмент), вода и др. Е Lemon (dish washing liquid; Made for Cussons International Ltd.; England; Cussons Polska S.A. / Poland). Состав: биоразлагающиеся ПАВ; краситель (желто-лимонный); консервант; ароматизатор. Концентрированное средство для мытья посуды (Мила). ТУ 2381-001-51102363-99. (НПК Химаком, Москва, 2-я Песчаная ул., д.6., корп. 57). Состав: АПАВ, НПАВ, пищевой краситель (желтый), ароматизатор, консервант. Дополнительная информация о использованных в работе организмах и веществах содержится в опубликованных нами работах и приведенных в них библиографических источниках. В последующих главах приведенные в таблицах и в тексте цифры, характеризующие концентрации СПАВ, относятся к стартовым концентрациям в начале опыта. Выбор использованных в опытах концентраций веществ были сделан на основе (1) поиска минимальных концентраций, оказывающих заметный биологический эффект; (2) существующих сведений о реальных концентрациях СПАВ, выявленных в природных, загрязненных и сточных водах (для некоторых категорий СПАВ подобная информация в отношении водоемов РФ отсутствует); (3) поиска высоких значений концентраций с целью использования результатов для целей ремедиации загрязненных водных экосистем; (4) проведения предварительных опытов, т. е. используемые концентрации сами по себе являются результатом научного исследования; (5) опыта предшествующей работы с аналогичными веществами и тест-системами. Методические вопросы были проанализированы и освещены в (Остроумов, 1990, Вестник МГУ; Остроумов, Хорошилов, 1992; Остроумов и др., 1997; Остроумов, 2000, ДАН).

Upload full-text

Share

346 Reads

Mentioned in project: Dissemination of environmental science knowledge

Publication Preview

Source

**

Реагирование тест-организмов на загрязнение водной среды четвертичным аммониевым соединением. https://www.researchgate.net/publication/265294577 ; пиявки Hirudo medicinalis; проростки гречихи Fagopyrum esculentum; катионное ПАВ;

Article

Full-text available

Feb 1991

Sergei A. Ostroumov. Остроумов С.А

The full text was uploaded here: https://www.facebook.com/Top-Papers-Books-Environmental-science-Ecology-Articles-1578719162346755/?fref=ts; on April4, 2016; and also as a supplementary resource to this publication on ResearchGate; https://www.researchgate.net/publication/265294577 .

Реагирование тест-организмов на загрязнение водной среды четвертичным аммониевым соединением. Full reference:

Остроумов С.А. Реагирование тест-организмов на загрязнение водной среды четвертичным аммониевым соединением // Водные ресурсы. 1991. № 2. С. 112-116.

6 табл. Библиогр. 17 назв. ISSN: 0321-0596.

Ostroumov S.A. Response of test-organisms to water pollution with quaternaryammonia compounds. - Water Resources [Bioassay of cationic surfactant on leeches, Hirudo medicinalis, plant seedlings, Fagopyrum esculentum]; ** http://scipeople.ru/publication/106202/ ; Остроумов С.А. Реагирование тест-организмов на загрязнение водной среды четвертичным аммониевым соединением // Водные ресурсы. 1991. № 2. С. 112-116. 6 табл. Библиогр. 17 назв. ISSN: 0321-0596. С целью полнее охарактеризовать возможные последствия загрязнения среды поверхностно-активными веществам (ПАВ) изучали воздействие на тест-организмы четвертичного аммониевого соединения – катионного ПАВ тетрадецилтриметиламмонийбромида (ТДТМА). Впервые проведено тестирование катионного ПАВ ТДТМА на пиявках Hirudo medicinalis (выявлены новые эффекты - изменения поведения тест-организмов), а также на проростках растений, а именно на проростках гречихи Fagopyrum esculentum (выявлено ингибирование удлинения проростков). В этой статье установлено, что сравнительно низкие концентрации загрязняющего вещества (катионного ПАВ - четвертичного аммониевого соединения) изменяли поведение тест-организмов (пиявка медицинская Hirudo medicinalis). Пиявки откреплялись от субстрата, на котором ранее сидели. В случае реки или ручья такое открепление означает, что пиявок уносит течением воды. В итоге экосистема будет терять этих пиявок - т.е. окончательный результат такой же, как если бы они погибли. Получается, что сублетальное воздействие на организмы ведет к такому же финальному результату, как и высокотоксичное воздействие больших, летальных концентраций. Потеря пиявок экосистемой означает существенное нарушение пищевых цепей, т.е. структуры экосистем. Ключевые слова: Фитотоксичность, биотест, гидробиология (hydrobiology). Загрязнение воды (water pollution). Загрязнение окружающей среды (Environmental pollution). Есть в Центральной научной сельскохозяйственной библиотеке РАСХН (ЦНСХБ РАСХН).

Перевод на англ. яз.:

**

Abstract in English: Ostroumov S.A. Response of test-organisms to water pollution with quaternary ammonia compounds. - Water Resources (USA; ISSN 0097-8078) 1992, v. 18(2) p. 171-175. This article is in Catalog of Oxford Library: Title: Response of test-organisms to water pollution with quaternary ammonia compounds. Author: Ostroumov , S.A. Description: references. Translated from : Vodnye Resursy, v. 18 (2), March-April, 1991, p.112-116. (GB746.V55) Language: English;Russian; Is Part Of: Water resources, 1992, Vol.18(2), pp.171-175 [Peer Reviewed Journal]; Identifier: ISSN: 0097-8078; Subjects: Water Pollution ; Quaternary Ammonium Compounds ; Testing ; Fagopyrum Esculentum ; Phytotoxicity ; Pollution De L'Eau ; Compose D'Ammonium Quaternaire ; Testage ; Fagopyrum Esculentum ; Phytotoxicite ; Polucion Del Agua ; Compuestos Amonicos Cuaternarios ; Ensayo ; Fagopyrum Esculentum ; Fitotoxicidad; Source: AGRIS (Food and Agriculture Organization of the United Nations); AGRIS (International System for Agricultural Science and Technology) is a global public database providing access to bibliographic information; Type: Article; Permalink: http://solo.bodleian.ox.ac.uk/OXVU1:TN_faoagrisUS9176736; A new publication in support of the conclusions of this paper: Toxicity of quaternary ammonium ionic liquids to aquatic organisms. Justyna ZACKIEWICZ*, Agata JAKUBOWSKA, Elżbieta GRABIŃSKA-SOTA. – Department of Environmental Biotechnology, Faculty of Energy and Environmental Engineering, Silesian University of Technology, Gliwice, Poland; Please cite as: CHEMIK 2015, 69, 8, 477–484; Keywords: фитотоксичность, биотест, гидробиология, загрязнение, качество воды, водная, токсикология, пиявки, Hirudo medicinalis, Fagopyrum esculentum, проростки, гречиха, экотоксикология, катионное ПАВ, экотоксикология, тетрадецилтриметиламмонийбромид, ТДТМА,

Download

Share

130 Reads2 Citations

Sergei A. Ostroumov commented on this article

**

Impact of anionic detergent on green protococcal algae and seedlings of some angiosperm plants. https://www.researchgate.net/publication/260188152

Article

Jul 1986

Goryunova S.V., Sergei A. Ostroumov

Goryunova S.V., Ostroumov S.A. Effects of an anionic detergent on green algae and some angiosperm plants. — Biological Sciences. [Nauchnye Doklady Vysshei Shkoly. Biologicheskie Nauki] 1986, 7: 84-86. The title of the journal in Russian: Биологические науки. Научные доклады высшей школы.

**

Горюнова С.В, Остроумов С.А: Воздействие анионного детергента на зеленую протококковую водоросль и проростки некоторых покрытосеменных растений.  

Биологические науки. Научные доклады высшей школы. 1986, №7. с. 84-86.

https://www.researchgate.net/publication/265509244 ;

**

Sodium dodecyl sulfate (SDS) inhibited the growth of the culture of the green alga Scenedesmus quadricauda. It was shown that this substance inhibited the plant seedlings of white mustard (Sinapis alba), corn Zea mays (at 0.1 g/l, inhibition 30-40% ) and cucumber Cucumis sativus. At a concentration of 1 g/l, SDS had a lethal effect on all three species of plants. Sodium dodecyl sulfate at a concentration of 1000 mg / l inhibited dramatically (almost completely inhibited) the growth of the algae Scenedesmus quadricauda. At a concentration of 10 mg / l and 100 mg / l, some growth stimulation of a culture of S. quadricauda was observed. In these experiments, S. quadricauda were grown at the medium Uspenskogo number 1.

Upload full-text

Share

1 Recommendation  61 Reads  11 Citations