ГЛАВНАЯ » ОБЗОРЫ И СТАТЬИ » КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ » ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОРОСЛЕЙ » Экологически чистый метод борьбы с биообрастаниями

из Материалов Международной конференции «Экологическая физиология водных фототрофов: распространение, запасы, химический состав и использование» IV Сабининские чтения
29 ноября - 29 декабря 2015 г.


Экологически чистый метод борьбы с биообрастаниями

Ecological method against biofouling

 

Агеева И.В.

Irina V. Ageeva

 

Московский Государственный Университет им. М. В. Ломоносова,
биологический факультет, кафедра гидробиологии

 

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
научный сотрудник ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова», Москва, Россия (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia), Биологический ф-т, каф. гидробиологии

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. гидробиологиител.: (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.
Адрес - info@algology.ru

 

При перепечатке ссылка на сайт обязательна

 

К разделу ОБЗОРЫ, СТАТЬИ, КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

На ГЛАВНУЮ

Карта сайта








ГЛАВНАЯ

НОВОСТИ

О ЖУРНАЛЕ

АВТОРАМ

12 номеров журнала

ENGLISH SUMMARY

ОБЗОРЫ И СТАТЬИ

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ
МАТЕРИАЛЫ


АКВАРИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
И  ИХ  СОДЕРЖАНИЕ


КОНФЕРЕНЦИИ

АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЙ СЕМИНАР

СТУДЕНЧЕСКИЕ РАБОТЫ

АВТОРЕФЕРАТЫ

РЕЦЕНЗИИ


ПРИЛОЖЕНИЕ к журналу:


ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОПРЕДЕЛИТЕЛИ И МОНОГРАФИИ

ОТЕЧЕСТВЕННАЯ АЛЬГОЛОГИЯ
СЕГОДНЯ


ИСТОРИЯ АЛЬГОЛОГИИ

КЛАССИКА
ОТЕЧЕСТВЕННОЙ АЛЬГОЛОГИИ


ПУБЛИКАЦИИ ПРОШЛЫХ ЛЕТ

ВЕДУЩИЕ АЛЬГОЛОГИЧЕСКИЕ
ЦЕНТРЫ


СЕКЦИЯ  АЛЬГОЛОГИИ  МОИП

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ РАЗДЕЛ

СЛОВАРИ И ТЕРМИНЫ



НАШИ ПАРТНЕРЫ


ПРЕМИИ

КОНТАКТЫ

Новые публикации



Карта сайта






Рассылки Subscribe.Ru
Журнал "Вопросы современной альгологии"
Подписаться письмом


Облако тегов:
микроводоросли    макроводоросли    пресноводные    морские    симбиотические_водоросли    почвенные    Desmidiales(отд.Сharophyta)    Chlorophyta    Rhodophyta    Phaeophyceae    Диатомеи     Dinophyta    Prymnesiophyta_(Haptophyta)    Cyanophyta    Characeae    бентос    планктон    перифитон    кокколитофориды    Экология    Систематика    Флора_и_География    Культивирование    Химический_состав    Минеральное_питание    Ультраструктура    Загрязнение    Биоиндикация    Размножение    Морфогенез    Морфология_и_Морфометрия    Физиология    Морские_травы    Использование    ОПРЕДЕЛИТЕЛИ    Фотосинтез    Фитоценология    Черное_море    Белое_море    Баренцево_море    Дальний_Восток    Азовское_море    Каспийское_море    Чукотское_море    КОНФЕРЕНЦИИ    ПЕРСОНАЛИИ    ИСТОРИЯ    РЕЦЕНЗИЯ    Биотехнология    Динамические_модели    Экстремальные_экосистемы    Ископаемые_водоросли    Сезонные_изменения    Биоразнообразие    Аральское_море    

КОНТАКТЫ

Email: info@algology.ru

Изготовление интернет сайта
5Dmedia

ЛИЦЕНЗИЯ

Эл N ФС 77-22222 от 01 ноября 2005г.

ISSN 2311-0147