М.Н. Жолобова (студ. 6 курса), О. А. Савватеева (к.б.н., доц.)

Международный университет природы, общества и человека «Дубна», г. Дубна

zholobova@list.ru, ol_savvateeva@mail.ru

На протяжении последних лет возрастает актуальность изучения воздействия природных и техногенных объектов, а также катастроф на природную среду. В результате работы промышленных предприятий и автотранспорта в окружающую среду выбрасываются газообразные и конденсированные продукты, например оксиды углерода, азота и серы, альдегиды, бензопирен, свинец и др. В условиях сложившейся в настоящее время в России ситуации проблема техногенной опасности приобретает особое значение для промышленных районов, где сосредоточен огромный потенциал опасных производств в сочетании со значительным износом основного оборудования и сложной социально-экономической обстановкой. И именно поэтому так важно уметь оценивать величину различных (в т.ч. техногенного) рисков, осуществлять контроль и мониторинг сложившейся экологической ситуации, прогнозировать возможные сценарии развития экосистем и техногенной нагрузки на территорию.

По основной причине возникновения выделяют следующие виды рисков:

· природные риски – связаны с проявлением стихийных сил природы: землетрясениями, наводнениями, подтоплениями, бурями, т.п.;

• техногенные риски – связаны с опасностями, исходящими от технических объектов;
• экологические риски – связаны с загрязнением окружающей среды [1].

Дубна — наукоград, расположенный на самом севере Московской области. Город расположен на реке Волге, ограничен реками Дубна и Сестра, каналом имени Москвы и Иваньковским водохранилищем. Территория составляет 7166 га, а население — около 61 тыс. человек. Основные градообразующие предприятия: Объединённый институт ядерных исследований; ОАО «Дубненский машиностроительный завод — Камов»; ОАО «Государственное машиностроительное конструкторское бюро «Радуга», ОАО «Приборный завод «Тензор»; НИИ «Атолл»; НИИ прикладной акустики, ООО ПК «Экомебель». Промышленные предприятия оказывают техногенную нагрузку на все среды: атмосферу, гидросферу, растительность и почвенный покров.

Характер водоснабжения Дубны поверхностный, и следовательно все неорганизованные, аварийные сбросы влияют в первую очередь на р.Волга — основной источник питьевого водоснабжения Дубны. Именно поэтому необходимо контролировать воды как на самих предприятиях (промышленный контроль), так и на водных объектах.

ООО «Конта» — небольшая мебельная фабрика в черте г.Дубны.

На предприятии образуется два основных вида сточных вод:

- хозяйственно-бытовые, поступающие в хозфекальную городскую канализацию, далее на городские очистные сооружения;

- дождевые и талые воды, поступающие без очистки самотеком в городскую ливневую канализацию, далее в реку Волга (водоем рыбохозяйственного значения — выпуск № 6, имеющий станцию очистки от нефтепродуктов, взвешенных веществ (рис. 1).

Основные контролируемые в сточных водах параметры — БПК₅, нефтепродукты, взвешенные вещества. Анализ динамики концентраций этих веществ в сточных вод за 2001, 2003 и 2005 годы выявил превышения допустимых норм в 2001 г. по нефтепродуктам (почти в три раза) и взвешенным веществам (около 0,1 ПДС)

Оценка и расчет техногенного риска загрязнения поверхностных вод территории г.Дубны (на примере воздействия мебельного производства)

В данном исследовании проведен анализ техногенных рисков, которые могут быть вызваны работой мебельного производства ООО «Конта». При этом было изучено воздействие предприятия на атмосферный воздух и водную среду. Риск, обусловленный выбросами составляет n*10^-6 (минимальная степень риска). По расчетам ни одно из представленных в выбросах предприятия веществ не вызывает концерогенный риск и обладают неконцерогенным эффектом при хроническом воздействии.

Граничные значения риска, определенного по формуле (3), теоретически не выходят за пределы 100 %. Величина техногенного риска, рассчитанного по В.Я. Онищенко, – 88% - достаточно велика и не укладывается в допустимый диапазон до 40%. Величина риска, рассчитанного по А.А. Медеу -29%, что укладывается в допустимый диапазон и приемлема, так как основная масса предприятий г. Дубны предположительно создает риск в пределах 40% [2].

Таблица №1. Результаты расчета риска загрязнения поверхностных вод

S	71,06	0,003	S-So/S
So	70,82
B	1
Bo	1	0	B-Bo/B
M	36072,8	0,88	M-Mo/M
Mo	4282,8
		Re по В.Я. Онищенко	Re по А.А.Медеу
		0,884650852	- 0,29263
		88%	29%

Таким образом, риск, обусловленный сбросами составляет 29%. По неопубликованным данным ООО «Конта» в большей степени влияет на поверхностные воды, чем на атмосферу, что и подтвердили наши расчеты.

Многие вопросы анализа техногенного риска находятся на стадии осмысления и разработки для прогнозирования ситуации необходимо построить динамические модели техногенного воздействия промышленных предприятий, оказывающих значительное влияние, на поверхностные воды г.Дубны.

Литература

1. Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск: анализ и оценка. — М.: ИКЦ Академкнига, 2006,118 с.: ил.

2. Медеу А.А. Управление риском инвестиционной деятельности в нефтегазовой отрасли экономики Казахстана. — Алматы: Гылым, 2002, 224 с.

3. Онищенко В.Я. Методы оценки экологического риска. — М.: 1997.

Отчет по летней производственной практике

Я, Жолобова Мария Николаевна, проходила летнюю производственную практику 2008 года на предприятии ООО «Конта» в период с 23 июля по 25 августа 2008 года. Моим руководителем практики является к.б.н., доцент кафедры экологии и наук о Земле Савватеева О.А., а консультантом на названном производстве — инженер по охране труда и технике безопасности ООО «Конта» Воронина В.М.

Практика этого года является продолжением выполненной в прошлом учебном году производственной практики и бакалаврской работы 2006 года.

Основными целями работы являлись:

· Доработка и корректировка аудиторских протоколов и написание экоаудиторского заключения и отчета

· Пробоотбор почвы и биологического материала для дальнейшего анализа в лаборатории, расчеты и построение картосхем.

· Составление геоботанических описаний мест пробоотбора.

Результаты практики

За время работы я регулярно общалась со своим руководителем — Савватеевой Ольгой Александровной, а также Ворониной Валентиной Михайловной, которая оказывала помощь и консультации при проведении аудита предприятия методом интервьюирования и заполнения протоколов.

За время прохождения практики я проработала соответствующую литературу, на предприятии продолжила заполнение аудиторских протоколов и уточнение нюансов, что явилось продолжением практики прошлого года и работы последних двух лет. В рамках углубленного изучения влияния мебельных производств на окружающую среду был представлен доклад и подготовлена статья на Международную конференцию «Молодежь за безопасную окружающую среду для устойчивого развития» на тему «Анализ эколого-экономической эффективности методов утилизации древесных отходов в г.Дубна на примере ООО «Конта» и ООО ПК «Экомебель», а также в Вестник Университета «Дубна» представлена для печати статья «Оценка экологического воздействия мебельного предприятия на окружающую среду города» в соавторстве с Савватеевой О.А. и Каманиной И.З.

В настоящее время влияние промышленных производств невозможно переоценить: они загрязняют все возможные сферы – атмосферный воздух, поверхностные и грунтовые воды, почву, биоту. Именно поэтому необходимо комплексно исследовать влияние ООО «Конта» на прилегающие территории, а исследовать его в полевых условиях. Согласно методике пробоотбора почв были выбраны 8 румбов – направлений по розе ветров – 8 точек (карта приведена в Приложении к данному отчету), на которых осуществлены: геоботанические описания, отбор почвенных образцов, отбор образцов хвои сосны обыкновенной и листьев сныти обыкновенной (растений-биоиндикаторов); собран фотоматериал анализируемых точек и процесса пробоотбора.

Геоботанические описания находятся в полевом варианте и нуждаются в компьютерной обработке. По растениям-биоиндикаторам проведены промеры и расчеты (представлены в Приложения). Почвенные пробы просушены и подготовлены к дальнейшему в лаборатории. Все указанные этапы работы отражены в дневнике по практике.

Кроме того, по литературным источникам я изучала литературу по практическому экологическому аудиту, нормативные документы и такие аспекты, как основы геоботаники, биоиндикация по хвойным и лиственным растениям. Начала изучение вопросов экологического моделирования ЧС, потенциально возможных на промышленной площадке ООО «Конта» (пожар, переполнение бункера с опилками, разгерметизация газоочистного оборудования). Планируется реализация модели совместно со студентами кафедры системного анализа и управления.

Также приняла участие в полевых практиках и маршрутах по оценке влияния Дмитровского шоссе на фауну прилегающих территорий в июне- августе 2008 года.

Отчет по производственной практике

Жолобова Мария Николаевна, студентка 4 курса Международного Университета природы, общества и человека «Дубна» проходила производственную практику на предприятии ООО «Конта» с 02 июля по 28 августа 2007 года под руководством Саватеевой Ольги Александровны и Ворониной Валентины Михайловны(инженер по охране труда, инженер-эколог).

Данная работа представляет собой отчет по прохождению практики на предприятии ООО «Конта», целями которой является знакомство с предприятием, с производственным циклом, с правилами техники безопасности, изучение экологической документации и экологической отчетности предприятия, освоение различных методик проведения экологического аудита, изучение вопроса системы экологического менеджмента на предприятии, проведение экологического аудита, проведение оценки жизненного цикла предприятия и разработка экологического паспорта природопользователя с перспективой внедрение на предприятии системы экологического менеджмента.

За время работы общалась с Саватеевой Ольгой Александровной, инженером по охране труда и технике безопасности ООО «Конта» - Ворониной Валентиной Михайловной - проводила аудит предприятия методом интервьюирования и заполнения протоколов, с Кликодуевой Ниной Александровной – инженером-экологом РЭЦ «Дубна» - обсуждался вопрос расчета экологических плат предприятиями за загрязнение окружающей природной среды.; в ближайших планах – анализ составленных аудиторских протоколов, разработка основных разделов экологического паспорта, лабораторный анализ опилок образующихся в процессе производства. В ближайших планах встреча с Поповой Татьяной Григорьевной - планируется обсуждение вопросов возникших при разработке таблиц экологического паспорта. За время прохождения практики я заполнила аудиторские протоколы-, рабочие документы аудиторов, анкеты по экспресс аудиту, ознакомилась с нормативно-правовой базой экологического аудита в России так и с зарубежной литературой, изучила какие формы статистической отчетности сдаются предприятии(2ТП воздух, 2ТП водхоз, 2ТП токсичные отходы, 2ТП отходы, 4 ОС, 18 КС), ознакомилась с материалами ГОСТ Р ИСО 14010-98 «Руководящие указания по экологическому аудиту. Процедура аудита систем управления окружающей средой», ГОСТ Р ИСО 14012-98 «Руководящие указания по экологическому аудиту. Квалификационные критерии для аудиторов в области экологии», Концепцию ФЗ «об экологическом аудите», приказы Госкомэкологии России, и региональные нормативно-правовые акты; в том числе изучила статьи в сети Интернет и иностранную литературу.

Кроме того, по литературе изучала такие аспекты как экологический менеджмент и более детально – на предприятии.

В работе планируется провести экологический аудит, оценить влияние производства на город, разработать экологический паспорт природопользования и провести оценку жизненного цикла предприятия.

Также приняла участие в полевых практиках и маршрутах по оценке влияния Дмитровского шоссе на фауну прилегающих территорий в июне- августе и по Ратминскому бору (экскурсию проводил Тагиров Э.А.) и берегам рек Дубна и Волга с целью ознакомления с основными проблемами этой территории.

Отчет по производственной практике

Жолобова Мария Николаевна проходила производственную практику на предприятии ООО «Конта» с 1 августа по 15 сентября.

Данная работа представляет собой отчет по прохождению практики на предприятии ООО «Конта», целями которой является знакомство с предприятием, с производственным циклом, правилами техники безопасности, экологическим разделом проектной документации, изучение экологического управления предприятием.

За время работы общалась с Саватеевой Ольгой Александровной, инженером по охране труда и технике безопасности ООО «Конта» - Ворониной В.М.; в ближайших планах – встреча с главным инженером Лимониным С.В, и с экологом – который разрабатывала проектную документацию.. За время прохождения практики я ознакомилась и попыталась максимально разобраться с проектом ООО «Конта», ПДВ за 2000 и 2001 годы, с Лимитами размещения отходов производства за 2004 год, с проектом котельной, ПДС за 2004 год, с Техническим отчетом продления лимита размещения отходов производства и потребления; в том числе в сети Интернет и иностранную литературу.

Кроме того, по литературе изучала такие аспекты как экологический аудит и более детально аудит экологической документации предприятия; экологический менеджмент, и более детально – на предприятии. Также ознакомилась с правовым регулированием – федеральными законами, ГОСТами, ISO 14000, 9000; методикой ОНД-86, действующими в областях экологического аудита, менеджмента, контроля и мониторинга на предприятиях России.

С руководителем обсудила первоначальный план бакалаврской работы. Приступила к написанию глав по литературному обзору, проблемам аудита, характеристике предприятия и методике проведения аудита экологического паспорта природопользователя.

В работе планируется, кроме анализа экологической документации по изученной методике провести картографическую оценку распределения концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе(с использованием программы «»), а также оценить схему обращения с отходами(при консультации с экологом ООО РФК «Экосистема»).

Земное формирование как отличное тело: 4.6*109 года назад (1*109 лет = 1 миллиард лет).

Самые старые известные континентальные скалы {камни} - начало геологической истории Земли: 3.9*109 года назад.

Самый старый анаэробный одноклеточный прокариот: 4.6*109 года назад. Прокариот - одноклеточный организм, который не имеет никакого ядра или других внутренних органоидов; единственная хромосома является круглой; все бактерии – прокариоты.

Аэробный одноклеточный прокариот: 2.8*109 года назад.

Эукариот подобные морской водоросли организмы (одноклеточные предшественники фотосинтезаторов современных морей): 1.8*109 года назад.

Клетка эукариот - клетка, которая имеет явно очевидное "истинное ядро" и другие перепончатые органоиды. Эукариоты включают все клетки кроме бактерий и нескольких других микроскопических форм (типа архебактерий).

Многоклеточные организмы: 1.1*109 года назад.

Самые старые животные: 600*106 лет назад (1*106 лет = 1 миллион лет)/

Фанерозой - промежуток геологического времени, расходуя приблизительно от 540 миллионов лет назад, чтобы представить. В течение фанерозоя быстрое расширение и развитие жизни формируют конфигурацию и физические особенности.

Первые наземные растения: 450*106 лет назад.

Конец мезозойской эры, начало кайнозойской эры: 65*106 лет назад.

Новые периоды широко распространенного оледенения произошли в течение эпохи плейстоцена (от 1600000 до 10000 лет назад).

Происхождение человечества: 2-1.5*106 года назад. Анатомически современные люди появились в Африке и возможно в Азии возможно 100000 лет назад и, в конечном счете, прибыли в Европу.

Исследование, проводимое на ДНК сегодняшних человеческих поселений, показывает, что современ-ные люди могут быть оставшимися в живых сокращения, возможно от 100000 до 10000, в чис-лах{номерах} наследственного человека. Это заглядывает населению, вероятно произо-шел{встречался} 80000 - 100000 лет назад во время последнего ледникового периода Плейстоцена. Ос-тавшиеся в живых медленно распространяются по Старому Свету и затем начали расширяться бы-стро в разное время в различных{других} местах: 80000 лет назад в Африке, во многих других поселе-ниях приблизительно 50000 лет назад и 40000 лет назад в Европе. Население было только приблизи-тельно 5 или 10 миллионами из людей (примерно{грубо} тысячный из существующего мирового населе-ния) приблизительно 10000 - 8000 лет назад. Человеческое население приблизило 300 миллионов 8000 лет спустя, и было очевидно маленькое увеличение до года нашей эры 1000.
Главные стадии{сцены} развития экономики{экономии}:
- люди обнаружили, как использовать огонь{пожар} - приблизительно 1 миллион лет назад;
- обнаруженный, как использовать и сделать инструменты - прежде 100000 до н.э;
- начал практиковать примитивное сельское хозяйство примерно 10000 - 12000 лет назад, после то-го, как ледники отступали;
- развитое сельское хозяйство, изученное, чтобы одомашнить животных, и основало первые города - между 8000 до н.э к 3000 до н.э, в течение так называемого местного сельскохозяйственного (произ-водящего пищу) развития;
- развитые науки, сельское хозяйство, и промышленность - в восемнадцатом столетии.
Последующий прирост населения показывают на графе ниже:
Человеческий прирост населения за прошлые две тысячи лет.
Особенности{Характеристики} энергии образов жизни некоторого последовательного человека в различных{других} стадиях{сценах} социального развития (“экологических ниш” последовательно за-нятый людьми).
1. Ниша собирателя.
Химическая энергия в пище{еде}, в конечном счете зависящей от солнечной энергии, происхо-дит{встречается} в углеводах, жирах, и белках. Тело нуждается в диетической энергии в количестве, равном энергии, израсходованной во внешней механической работе ежедневных физических действий, в работе внутренних органов и в поддержании температуры тела, в восстановлении тканей в случае болезни или раны, и, в случае детей, в росте. Энергия, взятая{предпринятая} в пище{еде} и это исполь-зовало в ежедневной жизни, может быть измерен. Имеющая размеры единица была килокалорией (ки-локалория), но диетологи теперь входят в линию с другими ветвями{отделениями} науки и используют джоули как единица энергии и ватт как единица власти{мощи}.
Люди и их предшественники были на Земле в течение по крайней мере 1.5 миллионов лет. В течение 99 процентов этого времени они жили как охотник-собиратели; сельское хозяйство не сделало быть пока 10000 лет назад.
Власть{Мощь} потребления собирателей (не используя огонь{пожар}): P1 = Pb ≈ 134 Вт на человека (1 Ватт = 20.643 килокалории/дни); Pb - власть{мощь} биологически необходимого потребления человече-ского организма; S1 = 500 гектар на человека - “область потребления” собирателя.
Продолжительность пребывания в нише минимального (биологического) потребления энергии - больше чем 100000 лет.
2. Ниша “разреза и жжет” культивирование.
"Резать-и-жечь{Сокращать-и-жечь}" - метод культивирования, когда области леса сожжены и очищены для установки; пепел{зола} обеспечивает немного оплодотворения, и заговор{участок} отно-сительно свободен от сорняков. После нескольких лет культивирования, изобилие уменьшает-ся{снижается} и увеличение сорняков; область оставляют паровой и возвращается к вторичному лесу кустарника. Культивирование тогда перемещается{изменяется} к новому заговору{участку}; после приблизительно десятилетия может многократно использоваться старый участок{сайт}.
P2 = 2Pb = 300 Вт на человека (134 Вт на человека для пищи{еды} + 170 Вт на человека в результа-те использования огня{пожара}).
S2 = 8.3 гектар на человека.
Продолжительность пребывания в нише ≈ 10000 лет.
3. Ниша традиционного сельского хозяйства (использование пашут, лошадь, и т.д.).
P3 = 4P3 = 540 Вт на человека (134 Вт на человека для пищи{еды} + 200 Вт на человека для ог-ня{пожара} + 210 Вт для лошади).
S3 = 0.83 гектар на человека.
Продолжительность пребывания в нише ≈ 1000 лет.
4. Ниша современного человеческого потребления энергии, основанного на энергии ископаемого топ-лива.
P4 = 20Pb = 2.5 кВт на человека (≈ 1/3 S4, или 700 - 800 Вт на человека, используется для транспор-тировки). Доля{акция} земли, используемой человеком{мужчиной} в целях экономики{экономии} со-ставляет приблизительно 60 % земли полной земли.
S4 = 0.28 гектар на человека; полная пахотная область равняется 1.4 109 гектар. Продолжитель-ность пребывания в нише ≈ 100 лет.
Отметьте, что метаболический Pb власти{мощи} человека, который получает полезную{здоровую} пищу, - 134 Вт на человека, который является равным 280 кг/год зерна на человека (зерно тепловой эк-вивалент). Уравновешенное{сбалансированное} требование диеты - то, что 12 % пищи{еды} должны быть пищей{едой} животных, то есть 33.6 кг/год пищи{еды} животных на человека. Необходимое ко-личество зерна, используемого как пища{еда} домашнего скота, чтобы произвести 33.6 кг/год произ-водства животных обычно вычисляется как 33.6 * 7 = 235.2 кг/год зерна (множитель 7 соответству-ет “10-процентному принципу”). Следовательно, ≈ 500 кг/год зерна обязан получать уравновешен-ную{сбалансированную} диету на человека.

Биоиндикационные методы в оценке качества окружающей природной среды урбанизированных территорий

M. Жолобова

Аннотация

Данная работа посвящена биоиндикационным методам оценки качества почв урбанизированных территорий.

В настоящее время биоиндикация почв может быть использована когда , во-первых, мы определяем таксон почвы, во вторых выявление. отдельные свойства почвы и почвенных процессов, и третье, при оценке антропогенного воздействие на почву(например загрязнение). Например, одноклеточные зеленые водоросли (Хлорелла, Тробоуксия), простейшие(инфузория туфелька) и членистоногие: рачки и дафнии – являются тест –организмами при оценке качества почв.

Биоиндикационный метод позволяет:

Обеспечить постоянную оценку экологических условий среды обитания человека, выявить текущее состояние среды обитания человека.

Установить причины негативного воздействия на природные среды, природные объекты, и предсказать ущерб.

Сделать прогноз изменения состояния экологической обстановки на ближайшую и отдаленную перспективу.

Работа выполнена под научным руководством к.б.н И.З.Каманиной на кафедре Экологи и наук о Земле Государственного университета природы общества и человека «Дубна» в 2006 году.

Bioindication methods to estimate the quality of the environment in urban territories

M. Zholobova

Annotation

The work is devoted to the bioindication methods of estimation of the quality of urban soils.

Today, bioindication is used: firstly to identify soil tacson, secondly to reveal the particular properties of soil and soil processes, third to estimate antropogenic impact (for example, pollution).

For example, singlecelled green algae (Clorella-Algua, Trobouksia-Lichenes), the Protists (Paramecium a caudatum-infusorian) and arthropods serve as test organisms to determine the quality of soils.

The bioindication allows: envestidators to providing monitoring of constant estimation of ecological conditions of humans habitation.

To establish causes of the negative influence on the natural media as well as natural objects, and to predict possible damage.

Long-terns and short-term forecasts can be made with the help of the method.

The work was performed under scientific supervision of Cand. biol. Sci., I.Z. Kamanina at Ecology Faculty of the State University of Nature, Society and Man “Dubna” in 2006.

¨ НЕМНОГО ИСТОРИИ

Оксид азота (II) NO(или окись азота) был открыт 1774 году английским исследователем Джозефом Пристли (1733 – 1804), который впервые выполнил реакцию 3Cu + 8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

¨ СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА

К тому времени были хорошо изучены свойства этого вещества. NO может быть как и восстановителем так и окислителем. Оно чрезвычайно легко окисляется под действием кислорода и галогенов, например хлора:

NO₂ + CL = 2NOCL (хлористый нитрозил)

Легкое окисление кислородом было использовано еще в ХVIII веке, при камерном способе получения серной кислоты, где окись азота играет роль катализатора-переносчика кислорода, что видно из следующих реакций: 2NO + O₂ = 2NO₂ SO₂ + H₂O = H₂SO₃ NO₂ + H₂SO₃ = NO + H₂SO₄

NO охотно реагирует с восстановителями, причем восстановление обычно идет до тармодинамически стабильного молекулярного азота:

2NO + H₂S = N₂ + 2S + 2H₂O NO + 2H₂ = N₂ + 2H₂O

2NO + 2CO = N₂ + 2CO₂

хотя, в принципе подбором условий можно превратить NO и в другие соединения со степенями окисления от –1 до 3, как это, например, происходит в реакции синтеза N₂O.

¨ Строение молекулы

Окиси азота, во многом сходной с молекулами кислорода, оксида углерода(II) и HCN: :N=O: :O=O: :C=O: H-C=N: сообщает ей такое общее с ними свойство, как способность к образованию комплексов. Примером образования комплекса с участием NO служит обнаруженная еще Пристли реакция на нитрат-ион, называемая реакцией “БУРОГО КОЛЬЦА”. Сначала под действием сульфата железа нитрат-ион восстанавливается в NO:

6FeSO₄ + 2KNO₃ + 4H₂SO₄ = 2Fe₂(SO₄) + 2NO +4H₂O

а затем с избытком FeSO₄ образуется окрашенный в бурый цвет комплекс:

FeSO_4(изб.) + NO +H₂O = [Fe(H₂O)₅ NO]SO₄

¨ УЧАСТИЕ В ФИКСАЦИИ АЗОТА

В конце ХIХ века промышленность стала нуждаться в больших количествах азотосодержащих соединений для производства красителей, взрывчатых веществ, удобрений. В настоящее время основной схемой фиксации азота является синтез аммиака, а окись азота играет важную роль в технологическом процессе последующего превращения аммиака в азотную кислоту. Она получается каталитически окислением аммиака.

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O

Выполнение реакции на практике натолкнулось на некоторые трудности, важнейшей из которых является возможность сгорания не до окиси азота, а до молекулярного азота. Для предотвращения этого контакт газовой смеси с катализатором должен быть минимальным, в результате выход окиси азота достигает 98%.

¨ СТАРТЕР ФОТОХИМИЧЕСКОГО СМОГА. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОКСИДАМИ АЗОТА.

В настоящее время уже до 0,7х10⁸ т азота в год связывается при взаимодействии азота с кислородом воздуха в результате высокотемпературных процессов, вызванных хозяйственной деятельностью. Половина производимой человеком окиси азота образуется в результате сжигания топлива в промышленных установках и другая половина – за счет работы транспорта. Оксиды азота (N_xO_y) способны вызывать двоякое загрязнение окружающей среды. Во-первых, они растворяются в воде с образованием азотистой и азотной кислоты. Во-вторых, оксиды азота могут соединяться с углеводородами, что приводит к возникновению фотохимического смога. Окислы азота – пусковые вещества фотохимического смога, а образующиеся вещества химически активны и разрушают живые ткани, вызывая удушье, а в экстремальных случаях гибель людей, увядание растений, коррозию металлов, разрушение резины, красителей и других материалов. Итак, оксид азота – важный фактор, определяющий состояние окружающей нас атмосферы и внешние условия существования.

¨ 1992 ГОД – МОЛЕКУЛА ГОДА

Однако это же вещество, как казалось, является и мощным внутренним биорегулятором. В организме человека NO образуется из аминокислоты – аргинина в результате реакции, которая катализируется

ферментом, получившим название NO- синтетаза (синтетаза окиси азота – СОА). Общая продукция окиси азота в организме превышает 100 мг в сутки. Окись азота попадает в клетки стенок кровеносных сосудов, где действует на белки, содержащие геминовое железо. Это вызывает расслабление гладких мышц сосудов, посредством чего осуществляется локальная ауторегуляция кровотока. Ослабление действия этого механизма приводит к развитию гипертонии. Избыточная продукция NO чревата тяжелыми немедленными последствиями. Это реализуется при эндотоксическом шоке, когда грамотририцательные бактерии вызывают мощное образование NO в гладких мышцах сосудов, что приводит к падению кровяного давления и развитию характерных для шока нарушений кровообращения.

Важны функции NO в головном мозгу. Диффузия NO от нейронов к пресинаптическим мембранам является необходимым –условием феномена, связанного с функционированием механизмов памяти и формированием устойчивых патологических связей в нервной системе.

С окисью азота связаны регуляция секреции инсулина и развитие диабета вследствие гибели клеток поджелудочной железы при вирусных инфекциях, регуляция почечной фильтрации, регуляция репаративных процессов в костной и кожной тканях, регуляция слизеобразования в кишечном эпителии. Нельзя не отметить терапевтические воздействия, направленные на процессы образования NO, для пульмонологии при острой респираторной недостаточности, отеке легкого, синдроме шокового легкого. Ингаляция газовой смеси, содержащей NO,снижает уровень легочной гипертонии. Учёным удалось предотвратить развитие ишемической болезни сердца. Следовательно, этот считавшийся крайне токсичным газ становиться лекарственным препаратом. Лекарственное воздействие окиси азота используется уже давно. Нитроглицерин – типичный пример пролекарства. Пролекарство – химически модифицированное форма лекарственного средства, которое в биосредах в результате метаболических процессов превращается в само лекарственное средство. Гемоглобин крови и железосодержащие ферментные системы гладкомышечных клеток восстанавливают нитрат-ион с образованием окиси азота (см. реакцию «бурого кольца»):

3 Fe²⁺ + NO^- + 4H⁺ = 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

Окись азота и оказывает терапевтическое действие. Введение ингибиторов СОА (Синтетазы окиси Азота) до начала ишемии приводило к противоположному результату. Это указывает на возможность разностороннего действия NO в патогенезе инсульта.

¨ NO-физиология

Складывается новое направление в теоретической медицине, именуемое NO-физиологией, которое занимается исследованием роли этого вещества в тех или иных жизненных процессах, изучением их тонких механизмов и клинических проявлений, конструированием новых лекарственных препаратов. В связи с этой проблемой заслуживает отдельного комментария ситуация, связанная с ролью нитрат-иона в практической деятельности человека и с его воздействием на организм.

Принято считать, что нитрат-ион, поступающий в организм вследствие загрязнения окружающей среды азотсодержащими промышленными и бытовыми отходами, оказывает отрицательное воздействие на состояние здоровья. По оценкам, в развитых странах человек в сутки получает с едой и питьем до 400 мг нитрат-иона.

Таким образом, требуется более глубокий анализ роли нитрат-иона в организме. Это, конечно, не распространяется на случаи отравления нитрат-ионом при одноразовом поступлении аномально высоких количествах нитрат-иона. Последняя ситуация особенно часто возникает при неумеренном употреблении овощей и фруктов, обработанных повышенными количествами нитрата. Продукты метаболизма нитрат-иона вызывают превращение гемоглобина в неспособный к связыванию с кислородом метгемоглобин, что вызывает удушье.

¨ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотренный пример демонстрирует роль двухатомной молекулы и ее реакцией в самых различных областях человеческой практики – от промышленных процессов и работы двигателя внутреннего сгорания до тонких механизмов биорегуляции. Последний и самый современный аспект открывает новые возможности для науки о здоровья человека. В частности, обращено внимание на возможную роль в биорегуляции таких метаболитов с родственным строением, как CO и HCN, и уже имеются данные, что эти вещества, которые в ничтожных средах присутствуют в биосредах, выполняют важную физиологическую роль.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Джуа М. История химии. М.: Мир, 1982.

2. Некрасов Б.В. Основы общей химии. М.: Химия, 1989.

3. Химия и общество. М.: Мир, 1995.

4. Химия окружающей среды. М.: Химия, 1982.

5. Проблемы фиксации азота. М.: Мир, 1982.

6. Голубев А.Г.//Междунар. Мед. Обзоры. 1993, т.1

7. Цыганенко О.И. и др. //Гигиена и санитария. 1989. №4

8. Соросовский образовательный журнал, № 10, 1997.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ

Генетические подходы в экологической генетике базируются на двуединстве методологии генетического анализа, оперирующего понятиями наследственности и изменчивости. Генетический анализ вскрывает гены, контролирующие все это разнообразие признаков, изучает их наследование и локализацию в геноме. Кроме того, генетический анализ вскрывает причины изменчивости, то есть отвечает не только на вопрос: «Почему организмы имеют сходство между собой?» – но и на вопрос: «Почему организмы отличаются друг от друга?» Особое внимание при этом уделяется причинам, механизмам и последствиям мутационной изменчивости, то есть наследуемых изменений генетического материала. Как известно, мутации могут быть спонтанными, возникающими, казалось бы, без какой-либо внешней причины, а также индуцированными, возникающими под действием различных внешних агентов: физических, химических и т.д.

¨ ТИПЫ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ

Синэкология исследует как отношения между организмами одного вида, так и отношения между организмами разных видов, объединяемых в экосистемы. Чаще всего эти отношения основываются на взаимозависимости различных видов, составляющих различные этапы пищевых цепей. Знание пищевых цепей в природе необходимо для прогнозирования последствий любых воздействий на экосистемы.

Хорошо известен пример того, к чему привело игнорирование структуры пищевых цепей при попытке уничтожить комаров на озере Клир-Лэйк в США. После использования для этой цели инсектицида ДДТ (4,4-дихлор-дифенилтрихлорэтана) его концентрация в воде составила 0,02 части на 10000000, в планктоне – 1- на 10000000, в рыбах, питающихся планктоном, - 903 на 10000000, в хищных рыбах 2690 на 100000000, а в рыбоядных птицах – 2134 на 100000000. Таки образом, концентрация ДДТ увеличилась в 100 тысяч раз по мере продвижения по пищевой цепи, что привело к сокращению численности птиц на озере. Главная опасность применения ДДТ заключается в сочетании его токсичности и стабильности, характерных для хлорорганических соединений, к которым он относится. Аутэкология рассматривает отношения живых существ с факторами окружающей среды преимущественно абиотического происхождения. При этом подобные абиотические факторы могут быть естественными, с которыми живые организмы сталкивались неоднократно в ходе эволюции.

Это различные температурные воздействия, земное тяготение, различные виды излучений – от видимой части спектра до рентгеновских лучей, многие химические агенты и т.д. В ходе эволюции живые существа вырабатывали адаптивные реакции на такого рода воздействия, в результате чего возникла устойчивость организмов к действию повреждающих воздействие в определенных пределах. Многим химическим агентам живые существа противостоят путем включения их в собственный метаболизм или в пищевые цепи экосистем

В списке наиболее значимых антропогенных факторов загрязнения среды (из 19 наименований) первые пять месть занимают: 1) пестициды; 2) тяжелые металлы; 3) диоксид углерода; 4) диоксид серы и продукты ее окисления, взвеси; 5) разливы нефти, сточные воды промышленных предприятий. При этом радиоактивные отходы, обладающие несомненной генетической активностью, стоят только на 12-м месте как загрязнители. Правда, мы очень скоро убедимся, что непосредственное влияние загрязнений на комфорт и здоровье человека может быть несопоставимо с отдаленными последствиями тех или иных изменений окружающей среды.

¨ ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

Необходима разработка специальных эколого-генетических моделей. Большую помощь в этих случаях оказывает знание пищевых цепей, особенно если в них организмы одной экосистемы выступают как продуценты и потребители каких-либо метаболитов. Примером таких взаимоотношений может служить взаимодействие почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens, размножающейся вблизи корней крестоцветных растений. При этом агробактерии вступают в столь тесное взаимодействие с корнями растения, что передают им часть своей плазмидной ДНК (часть так называемой Ti-плазмиды), которая встраивается в хромосомы высшего растения. Это приводит к образованию растительных опухолей, которые начинают интенсивно синтезировать некоторые аналоги аминокислот -–опины, производные лизина, гистидина, орнитина или аргинина. Эти соединения, в свою очередь, служат дополнительным источником азота для агробактерий и тем самым стимулируют их размножение. Такое взаимоотношение бактерий и растений получило название генетической колонизации (рис. 1).

Стоит отметить, что способность Ti-плазмиды трансформировать клетки растений легла в основу методов генной инженерии растений, однако, это уже другая тема [8]. Здесь важно подчеркнуть, что биосинтез опинов происходит частью под контролем генов растения, а завершается под контролем генов агробактерии, передаваемых в клетки растения. Генетический контроль этих процессов, а, следовательно, и взаимосвязи агробактерия – растение довольно подробно исследованы. Таким образом, это пример экологической модели. Интенсивно разрабатываются и другие эколого-генетические модели, включающие иные почвенные бактерии, в частности азотфиксирующие. Практические выводы от разработки этого направления очевидны – возможность управления процессом азотфиксации и симбиотическими отношениями бактерий и высших растений. Еще один пример элементарной эколого-генетической модели – взаимоотношение членистоногих – клещей, насекомых и высших растений. В этой системе насекомые-вредители сельского хозяйства и сельскохозяйственные растения связаны как потребители и продуценты стеринов. Стерины, которые членистоногие не могут синтезировать самостоятельно, тем не менее, являются для них незаменимыми метаболитами. Насекомые получают их с пищей из растений [9].

Выявление генов, отвечающих за элементарные экологические отношения, позволяет использовать генетический контроль для регулирования этих отношений и тем самым выбирать оптимальную стратегию сдерживания вредителей сельского хозяйства вместо того, чтобы вести с ними тотальную войну на уничтожение. Как мы показали, такая война оборачивается часто против самого человека.

¨ ГЕНЕТИКА УСТОЙЧИВОСТИ К ФАКТОРАМ СРЕДЫ

Изучение генетического контроля устойчивости модельных объектов, в особенности сельскохозяйственных растений, животных и человека к неблагоприятным внешним факторам имеет большое значение для селекции, медицины и поддержания оптимальной среды обитания человека. Прежде всего, остановимся на так называемых молекулярных болезнях человека. Известны, в частности, наследственные аномалии репликации и репарации ДНК. У человека, например, существуют различные формы болезни пигментной ксеродермы. Это рецессивный аутосомный дефект репарации, в частности дефект ДНК-полимеразы, принимающей участие в репарации. Больные пигментной ксеродермой проявляют повышенную чувствительность к солнечному свету, который вызывает у них рак кожи. Дефекты систем репарации выявлены и при других наследственных заболеваниях (анемия Фанкони, синдром Луи Бар). При радиотерапии таких больных наблюдаются осложнения, часто со смертельным исходом.

Некоторые мутантные формы гемоглобина чувствительны к окислителям, что выражается в гемолизе при их применении. Люди с повышенной активностью арилгидрокарбонгидроксилазы чаще заболевают раком легких при контакте с полициклическими углеводородами, которые под действием этого фермента превращаются в эпоксиды, обладающие высоким уровнем канцерогенности.

Такие факты необходимо учитывать при планировании медицинских мероприятий, при приеме людей на работу и их профориентации. Выявление и устранение генетически активных факторов из среды обитания человека – задача генетической токсикологии, которая представляет собой наиболее активно развивающийся раздел экологической генетики. Это объясняется ее огромным прикладным значением.

Мутагенез – (от лат. mutatio - изменение, gene - рождающий) – процесс возникновения в организме наследственных изменений –МУТАЦИЙ.

Теперь же мутагены обнаруживаются на каждом шагу. Многие продукты производственной деятельности человека, появляющиеся как результат так называемого технического прогресса, обладают генетической активностью. При этом мы говорим не только об отходах производства. Это могут быть лекарства, консерванты, пищевые добавки и красители, косметика, инсектициды и пестициды, не говоря уже о дыме сигарет и излучениях, сопровождающих «мирный атом», тем более оружие массового уничтожения – ядерное и химическое.

Что же такое генетически активные факторы?

Генетически активные факторы делятся на физические, химические и биологические. К физическим факторам относятся температура, ионизирующая радиация, ультрафиолетовый свет, по-видимому, высокочастотное электромагнитное излучение, ультразвук и т.д. Химические генетически активные факторы гораздо труднее поддаются перечислению и классификации. Достаточно сказать, что к ним относятся любые вещества, прямо или косвенно нарушающие структуру и воспроизведение молекул ДНК. Выхлопные газы автотранспорта и выбросы в атмосферу производственных предприятий содержат алкилирующие соединения (их называют радиомиметиками). Органические соединения ртути, полициклические углеводороды, обладающие генетической активностью. Многие химические соединения сами по себе не проявляют генетической активности, но их легко активируют внутриклеточные метаболиты, а иногда и соединения, находящиеся в окружающей организм среде.

Наибольший интерес представляет генетическая активность исследуемых агентов для человека. Поскольку прямое исследование их действия на человека невозможно, приходится ограничиваться результатами, получаемыми на модельных объектах. Эти результаты в значительной степени справедливы и для человека из-за биологической универсальности свойств генетического материала – это всегда ДНК. Тем не менее, экстраполяция получаемых результатов на человека всегда представляет некоторые сложности, так как наряду с принципом биологической универсальности следует учитывать и специфику объектов, имеющих свои особенности реагирования на мутагены.

В качестве примера расскажу только об одной тест-системе, получившей широкое распространение при первичном выявлении генетической активности.

Это система, разработанная в 60-е годы ХХ века американским исследователем Б. Эймсом, который длительное время изучал мутации в генах, контролирующих биосинтез гистидина у Salmonella typhimuium.

Работа Б. Эймса, прекрасный пример того, как первоначально чисто теоретическое исследование, направленное на выяснение структуры и функции гена, приобрела сугубо практическое значение. Имея в своем распоряжении подробно охарактеризованные мутанты сальмонеллы, нуждающиеся в гистидине, зная молекулярную природу мутационных изменений: замены, вставки или выпадения пар оснований ДНК гена или более крупные перестройки генетического материала, Эймс предложил изучать реверсии гистидиновых мутантов, то есть восстановление у них способности синтезировать гистидин, и, следовательно, расти на среде без гистидина в результате воздействия различных мутагенов.

Тест очень прост: достаточно засеять среду без гистидина мутантом сальмонеллы, нуждающимся в гистидине (который естественно не растет на такой среде), и нанести в центр используемой для этого чашки Петри испытуемое химическое соединение. Через 2-3-е суток можно видеть появление колоний мутантов (в данном случае ревертантов) вокруг пятна нанесенного вещества, если оно обладает генетической активностью (рис. 2). Этот пример так называемого спот-теста (от агл. spot – пятно). В настоящее время Тест Эймса усовершенствован: наряду с хорошо изученными мутациями потребности в гистидине в геном сальмонеллы вводят делецию по одному из генов репарации, то есть инактивируют этот процесс, тем самым повышают чувствительность бактерии к мутагенам.

Вводят также мутацию, блокирующую синтез липополисахаридной капсулы для повышения проницаемости клеток, а также плазмиды, повышая чувствительность клеток к агентам, усиливающим рекомбинацию. Наконец, испытуемое вещество стали наносить вместе с экстрактом мышиной или крысиной печени, содержащим цитохром Р450 для активации промутогенов. Таким образом, тест-системы для выявления генетической активности могут быть далее усовершенствованы и в значительной степени генетическими методами. С применением теста Эймса впервые были показаны мутагенные эффекты: сигаретного пепла, некоторых пищевых консервантов, красителей для волос и т.д.

¨ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ МУТАГЕНЕЗА

Особый интерес представляют биологические генетически активные факторы. Под руководством Лобашева М.Е. еще в 60-е годы на кафедре генетики и селекции Ленинградского университета были начаты эксперименты, доказавшие роль нервной системы в контроле частоты хромосомных аберраций в соматических клетках (роговице глаза) у мышей. Развивая это направление, ученики Лобашева М.Е. (Цапыгина Р.И., Новоков Е.В., Даев Е.В.) показали мутагенный эффект феромонального стресса у мышей. При этом важно, что речь идет уже о мутациях не в соматических, а в генеративных клетках – при сперматогенезе. Схема проделанного эксперимента представлены на рис. 3.

Известно, что запах взаимоотношениях мышей, выполняет функции своеобразного языка. Феромонты, летучие вещества, содержащиеся в моче этих животных, играют роль сигналов, вызывающих реакцию подчинения, агрессии и т.д.

Пользуясь этими сигналами, старые самцы держат в подчинении самок и молодых самцов. Оказалось, что запах взрослого самца при однократном воздействии повышает частоту цитологических нарушений в сперматогенезе у молодых самцов, увеличивает частоту аномальных сперматозоидов и доминантных летальных мутаций, выявляемых после их спаривания с самками, не подвергавшимися воздействию. Беляев Д.К. и Бородин П.М. в Новосибирске показали, что стресс у мышей, вызываемый некоторыми физическими воздействиями, повышает у них частоту кроссинговера.

Таким образом, синэкологические отношения, то есть отношения между организмами, могут быть источником наследственной изменчивости и тем самым служить дополнительным фактором эволюции. Эти исследования в последние годы развиваются, к сожалению, недостаточно активно.

¨ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В этой работе рассмотрены структура и задачи экологической генетики как науки, изучающей взаимовлияние генетических процессов и экологических отношений. Показаны возможности генетических методов в анализе устойчивости организмов к факторам окружающей среды, разработке эколого-генетических моделей и регулировании экологических отношений. Рассмотрена генетическая токсикология как раздел экологической генетики.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Жученко А.А. Экологическая генетика. Кищенев: Штиинца, 1980.

2. Дажо Р. Основы экологии. М.: Прогресс, 1975.

3. Риклевс Р. Основы общей экологии. М.: Мир,1979.

4. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М.: Высш.шк., 1989.

5. Тихомирова М.М. Генетический анализ. Л.: Изд-во ЛГУ, 1990.

6. Кайданов Л.З. Генетика популяций. М.: Высш. шк., 1996.

7. Киселев А.А., Худолей В.В. Отравление города. М.: Greenpeace, 1995.

8. Пирузян Э.С., Андрианов В.М. Плазмиды агробактерий и генетическая инженерия растений. М.: Наука, 1985.

9. Инге-Вечтомов С.Г. Метаболизм стеринов и защита растений. /Соросовский Образовательный Журнал. 1997.

10. Мамедов Н.М., Суравегина И.Т. Экология: учебное пособие 9-11 классы общеобразовательной школы. М.: Школа-Пресс.1996.

Для большинства людей клетка – это минимальная единица живого, и все главнейшие события, связанные с жизнедеятельностью организма, происходят внутри каждой из составляющих его клеток. В животных организмах с их крово - и лимфоснабжением клетка активно взаимодействует с внеклеточным содержимым тканей. Иное дело – растительная клетка. Отсутствие многих присущих животным организмам систем привело к мнению о том, что у растения клетка более обособленна.

Действительно, клетки растений сильно отличаются от клеток животных. И главное отличие, как известно, заключается в наличии у растений фотосинтеза и клеточной стенки (рис.1,4). Клеточная стенка представляет собой двухфазную систему, в которой относительно жёсткие микрофибриллы целлюлозы погружены в желеобразный матрикс, состоящий из нециллюлозных полисахаридов и протеинов (рис.1,9). Целлюлозные микрофибриллы при этом располагаются параллельно поверхности клетки.

Различия между растениями и животными не ограничивается клеточной стенкой. Строению растительного организма свойственна полярность. У него имеется корневая система, поглощающая воду и минеральные вещества, которые поднимаются в наземную часть растения, и способствует ростовым процессам. В результате у растений поток почти всех веществ направлен в восходящем направлении. Верхняя, надземная часть растения воспринимает один из главных внешних потоков веществ – поглощение углерод в виде углекислоты (при процессе фотосинтеза), но значительная часть образующихся в листьях из углекислого газа продуктов фотосинтеза также движется в восходящем направлении, в сторону растущих побегов. Снизу же поступают вода и растворённые в ней минеральные вещества. Растительная клетка функционирует как бы в потоке слабого раствора минеральных питательных веществ, двигающихся по ксилеме и клеточным стенкам вверх. Почему слабого? Потому что воды растение потребляет в тысячу – десять тысяч раз больше, чем любого другого элемента, и все вещества, поступающие из почвы, оказываются сильно разбавленными водой. Это и является одной из причин того, что в двигающемся по растению водном растворе пока мало обнаружено органических веществ.

<!-- /* Font Definitions */ @font-face {font-family:Wingdings; panose-1:5 0 0 0 0 0 0 0 0 0; mso-font-charset:2; mso-generic-font-family:auto; mso-font-pitch:variable; mso-font-signature:0 268435456 0 0 -2147483648 0;} /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman";} p.MsoBodyText3, li.MsoBodyText3, div.MsoBodyText3 {margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:16.0pt; mso-bidi-font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; font-weight:bold; mso-bidi-font-weight:normal; font-style:italic; mso-bidi-font-style:normal;} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:2.0cm 42.5pt 2.0cm 3.0cm; mso-header-margin:36.0pt; mso-footer-margin:36.0pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} /* List Definitions */ @list l0 {mso-list-id:613639720; mso-list-type:simple; mso-list-template-ids:-2004327292;} @list l0:level1 {mso-level-number-format:bullet; mso-level-text:; mso-level-tab-stop:25.5pt; mso-level-number-position:left; margin-left:25.5pt; text-indent:-19.85pt; mso-ansi-font-size:8.0pt; font-family:Wingdings;} @list l1 {mso-list-id:2126655406; mso-list-type:simple; mso-list-template-ids:-2004327292;} @list l1:level1 {mso-level-number-format:bullet; mso-level-text:; mso-level-tab-stop:25.5pt; mso-level-number-position:left; margin-left:25.5pt; text-indent:-19.85pt; mso-ansi-font-size:8.0pt; font-family:Wingdings;} ol {margin-bottom:0cm;} ul {margin-bottom:0cm;} -->

Анализ этих результатов позволил сделать два важных вывода:

R во-первых, принятая система азотного питания в наших хозяйствах не совсем оптимальная для растений. Очень большая часть азота вносится весной перед посевом, в виде аммиачной воды (Это довольно дёшево, так как, чтобы сделать из аммиака азотсодержащие соли – сухие удобрения - необходимы большие дополнительные затраты). Поэтому около одной трети, а в некоторых случаях даже половину, вносимого в почву азота обычно вносили в виде аммиака. Но для растений в начальный период их развития предпочтительнее иметь не восстановленный, а окисленный азот, так как в это время идёт нарастание листовой поверхности и продукты фотосинтеза должны не экспортироваться, а оставаться в большей степени в самом листе и использоваться на его собственный рост. В этих условиях торможение оттока ассимилянтов из листа в определённой мере есть благо. Когда же листовая поверхность разовьётся и сформируется ярко выраженные доноры (экспортирующие ассимилянты листа) и акцепторы (потребляющие ассимилянты органы –колосья, плоды, корнеплоды) и необходимо будет экспортировать ассимилянты из листьев, почти весь азот в почве (кроме органического) в результате нитрификации окажется в нитратной форме. Таким образом, растение получает аммиак, когда ему желательны нитраты, и, наоборот, оно имеет в основном нитраты, когда предпочтительнее восстановленный азот.

R Второй вывод касается возможности корректировать транспортные процессы изменяя обстановку в апопласте, меняя форму азотного питания. Для получения хорошего урожая необходимо вносить много удобрений (в том числе и азотных). Но много нитратного азота – это относительное торможение оттока ассимилятов из листьев и снижение доли полезного урожая. Короче говоря, повышая дозы азотных удобрений, мы относительно больше загоняем их в листья, ботву, солому и т. п., а доля хозяйственно ценной части урожая (зерен, плодов) снижается. Ситуация на первый взгляд неразрешимая. Но это только на первый взгляд. Поскольку выяснилось, что положительное влияние дополнительного внесения восстановленного азота наблюдалась и у растений, развивающихся и на повышенном нитратном питании, то, чтобы снизить негативное влияние нитратов, необходимо в период интенсивного транспорта ассимилятов из листьев к потребляющим органам проводить небольшую подкормку восстановленным азотом.

Причём если использовать такую подкормку, то количество азота при предпосевном внесении можно резко сократить. В качестве подкормки хорошо использовать тот же аммиак, но связав его с углекислым газом.

Использование углекислого аммония вместо водного аммиака имеет преимущество, – снижается летучесть аммиака, что уменьшает негативное его влияние на почвенную фауну, да и на самого работника, выполняющего подкормку.

Кстати, положительная роль аммиака на фотосинтез и транспорт ассимилятов даёт ещё одно объяснение известного благоприятного влияния навоза на продуктивность растений. Навоз (особенно свежий) кроме большого набора полезных растению веществ всегда выделяет аммиак и тем самым интенсифицирует в апопласте транспорт ассимилятов. Это особенно важно в период массового образования на растении плодов.

<!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal {mso-style-parent:""; margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman";} p.MsoBodyTextIndent2, li.MsoBodyTextIndent2, div.MsoBodyTextIndent2 {margin:0cm; margin-bottom:.0001pt; text-indent:36.0pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:13.0pt; mso-bidi-font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; font-weight:bold; mso-bidi-font-weight:normal;} @page Section1 {size:612.0pt 792.0pt; margin:2.0cm 42.5pt 2.0cm 3.0cm; mso-header-margin:36.0pt; mso-footer-margin:36.0pt; mso-paper-source:0;} div.Section1 {page:Section1;} -->

В настоящее время становится очевидным, что у растений во внеклеточном пространстве происходят самые разнообразные химические процессы.

По-видимому, можно даже говорить об определённой внеклеточной биохимиии растений, которую ещё только предстоит исследовать и понять её роль. Весь ансамбль внеклеточных процессов в определённой мере формирует необходимую для клетки среду. Само строение клеточной стенки, степень заполненности промежутков между микрофибриллами матриксными полисахаридными могут изменять объём и концентрации различных метаболитов в отдельных компартментах апопласта, а значит и среду, в которой функционирует клетка. Изменение условий выращивания растений может включать или выключать гидролитические механизмы в межклетниках.

Кроме того, в ходе гидролиза полимерных веществ образуются олигомеры (полимеры, содержащие небольшое число мономеров), которые могут играть определённую регуляторную функцию. Уже обнаружены олигосахариды, обладающие гормональными эффектами.