|
 |
|
29 ноября - 29 декабря 2015 г. Экологически чистый метод борьбы с биообрастаниями
Агеева И.В. Irina V. Ageeva
Московский Государственный Университет им. М. В. Ломоносова,
УДК 561.26/.27:58.02:58.08
Рассматривается баланс активных форм кислорода в популяциях микроводорослей и их возможное значение для защиты от обрастаний и биоповреждений в водоемах. Показано, что действующим агентом фотодинамических красителей эозина, флуоресцеина и бенгальского розового является синглетный кислород. Разработан метод покрытия металлических подложек фотодинамическими красителями с сохранением их способности генерировать синглетный кислород. Ключевые слова: активные формы кислорода; фотодинамические красители; бенгальский розовый; эозин; флуоресцеин; биообрастания; микроводоросли; Scenedesmus quadricauda.
Введение Активные формы кислорода существуют во всех водных экосистемах. При загрязнении водных экосистем их баланс нарушается, приводя к изменению их окислительно-восстановительного состояния и, в свою очередь, к ухудшению жизнедеятельности гидробионтов. Известно, что активные формы кислорода обладают универсальным повреждающим действием (Фут, 1979). Известно также, что они разлагаются на нейтральные продукты (кислород и водород), не загрязняющие окружающую среду и не накапливающиеся в ней (Martin, Martin, 1988). Это позволяет рекомендовать АФК для борьбы с биоповреждениями и обрастаниями.
Материалы и методы Для эксперимента была использована альгологически чистая культура Scenedesmus quadricauda, культивированная на среде Тамия. Численность клеток определяли нефелометрически. Хлорофилл выделяли 90% ацетоном. Содержание кислорода регистрировали на полярографе ПУ-1 закрытым электродом Кларка. Удельную активность выделения кислорода рассчитывали по методике (Даллакян Г.А. и др.) Источниками синглетного кислорода служили фотодинамические красители эозин, флуоресцин и бенгальский розовый. Клетки водорослей отфильтровывали на мембранном фильтре (диаметр пор 0,45мкм) и разрушали ультразвуком в дезинтеграторе УЗДН-2. Для приготовления опытного покрытия наносили на металлическую подложку раствор эпоксидного олигомера с отвердителем, в который добавляли краситель бенгальский розовый в количестве 10-2 моль на 1 кг смолы.
Результаты и обсуждение Для изучения развития популяции микроводорослей на средах, обогащенных синглетным кислородом, подбирали концентрацию фотодинамиков, подавляющие рост культуры на 50%, для чего добавляли в среду культивирования флуоресцин, эозин и бенгальский розовый в концентрациях 8,5 и 1мг/л. Добавление флуоресцина подавляло рост водорослей на 6 суток культивирования на 54, 38, 12%., соответственно, эозина − соответственно на 60, 40, 12%, бенгальского розового − соответственно на 75, 48 и 18%. В дальнейшем использовали концентрацию фотодинамиков 5мг/л. Численность водорослей, удельная активность выделения кислорода в средах, обогащенных синглетным кислородом, уменьшается. Обнаружено, что молекула фотодинамика, не способная генерировать синглетный кислород, не является повреждающим агентом для клеток водорослей. Культивирование водорослей в течение длительного периода времени − 60 суток – показало, что их клетки полностью восстанавливаются после полного окисления красителей. Происходит это потому, что синглетный кислород не оказывает на клетки токсического воздействия, а только повреждающее, прекращающее свое воздействие после окисления фотодинамических красителей. Культура водорослей в дальнейшем быстро адаптируется. Как покрытие, используемое для предотвращения обрастаний опытным путем, был подобран эпоксидный олигомер с растворителем. При добавлении в него фотодинамиков последние не утрачивали своего свойства генерировать синглетный кислород. Затем это покрытие с внесенным в него красителем бенгальским розовым наносилось на металлические пластинки. Эксперименты по обрастанию проводились на Можайском водохранилище, на базе кафедры гидробиологии в поселке Ильинское. Контрольные и опытные образцы помещали в стандартные кассеты и погружали в водоем на глубину 50 см. Длительность опыта составляла 60 суток. Наблюдения показали, что покрытия с нанесенным на них фотодинамиком не обрастали в течение 12 суток, а контрольные образцы в это время обрастали микроорганизмами. Начиная с 20 суток, происходило постепенное обрастание опытных пластинок. Предотвратить выщелачивание красителя возможно добавлением стабилизаторов. Таким образом, можно сделать вывод, что фотодинамические красители, внесенные в молекулу олигомера, могут служить экологически чистым средством от обрастаний и биоповреждений, так как эти вещества не накапливаются в воде и гидробионтах и не загрязняют окружающую среду.
Список литературы 1. Даллакян Г.А., Телитченко М.М., Агеева И.В., Погосян С.И. Ингибирование роста микроводорослей фотосенсибилизатором бенгальским розовым. // Гидробиологический журнал. Киев, 1991. 27. №2. С. 49-52. 2. Даллакян Г.А., Телитченко М.М., Агеева И.В., Спирина Т.Н. Использование фотодинамических красителей для предотвращения обрастаний. // Вестн. Моск. ун-та. 1992. Сер. Биология. №3. С. 45-48. 3. Фут Х. Фотосенсибилизированное окисление и синглетный кислород. Биологические следствия // Свободные радикалы в биологии. М.С. 1979. С. 86-150. 4. Martin B.B, Martin D.F. Effect of fluorescenfamily and other dyes on the growth of the red fide organism Htychodiscus brevis // J. Env. Sci. Health. 1988. 23. № 8. P. 757-764. Статья поступила в редакцию 23.12.2015 Ecological method against biofouling Iriva V. Ageeva Discussion is presented of balance of active forms of oxygen in the microalgal populations and and its possible role in protection against biofouling. It has been shown that the singlet oxygen was the action agent in all photodynamic dyes - bengal rose, eosine, fluorescein. The method was developed of covering the metal plates with the photodynamic dyes, their ability to generate singlet oxygen rendered. Key words: active forms of oxygen; photodynamic dyes; bengal rose; eosin; fluorescein; biofouling; microalgae; Scenedesmus quadricauda.
Об авторе Агеева Ирина Вадимовна – Ageeva Irina Vadimovna кандидат биологических наук ageev@phys.chem.msu.ru Корреспондентский адрес: Россия, 119991, Москва, Ленинские горы, Московский Государственный Университет им.М.В.Ломоносова, д. 1, стр. 12, Биологический ф-т, каф. гидробиологии; тел.: (495) 939-27-91
ССЫЛКА НА СТАТЬЮ: Агеева И.В. Экологически чистый метод борьбы с биообрастаниями // Вопросы современной альгологии. 2016. № 1 (11). URL: http://algology.ru/955 Уважаемые коллеги! Если Вы хотите получить версию статьи в формате PDF, пожалуйста, напишите в редакцию, и мы ее вам с удовольствием пришлем бесплатно.
При перепечатке ссылка на сайт обязательна
К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ, КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ На ГЛАВНУЮ
|
|
|
 | | ||
|
| ||