ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1 Обзор литературы 5
1.1. Антропогенное загрязнение атмосферного воздуха в городах и методы
оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха в России и за рубежом 5
1.1.1 Контактные методы экологического контроля 6
1.1.2. Дистанционные методы экологического контроля 10
1.1.3. Биологические методы экологического контроля 12
1.2. Биолюминесцентный метод оценки качества воздуха 16
1.2.1. Светящиеся бактерии в роли биотестов 16
1.2.2. Биотесты на основе использования ферментативных реакций
светящихся бактерий 19
1.2.3. Воздействие химических соединений на биолюминесцентные тест-объекты 22
Глава 2 Материалы и методы 25
2.1. Пробообработка 25
2.2. Реактивы и материалы 27
2.3. Методика определения активности биферментной системы НАДН:ФМН-
оксидоредуктаза-люцифераза 28
Глава 3 Результаты исследований 30
3.1. Влияние проб воздуха, отобранных с помощью сорбционных трубок, на
активность биферментной системы светящихся бактерий 30
3.2. Влияние проб воздуха, отобранных с помощью медицинских шприцов, на
активность биферментной системы светящихся бактерий 35
3.3. Влияние проб воздуха, отобранных с помощью аспиратора и сосудов
Рихтера на активность биферментной системы светящихся бактерий 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 43
В связи с быстрыми темпами развития промышленности вблизи городов, остро стоит вопрос о решении проблем связанных с выбросами данных предприятий в атмосферу воздуха. Масштаб негативного воздействия на атмосферный воздух неизменно растет, увеличиваются объемы выбросов загрязняющих веществ, растут территории их распространения, тем самым увеличивается отрицательное воздействие не только на здоровье населения, но и на всю экологическую систему планеты (Branco et al., 2014, Rich, 2017, Davalos et al., 2017).
Согласно данным Федеральной службы государственной статистики в 2016году Красноярск находился на 11 месте в рейтинге самых грязных городов России (Андреева, 2016). Общий годовой объем выбросов в атмосферу Красноярска составил около 270 тыс. тонн. Несмотря на то, что Красноярск занимает 11 место в этом рейтинге по экологическим параметрам выбросы в городе Красноярск намного опаснее (преобладание диоксида углерода, формальдегидов, оксидов серы и т.д.), чем в других городах, которые расположены в рейтинге выше.
В Красноярске все чаще стали вводить режим неблагоприятных метеорологических условий (НМУ) препятствующих рассеиванию вредных примесей в воздухе, так называемый режим «черного неба», часто сопровождающийся превышением ПДК вредных веществ в атмосфере. В 2016 году режим НМУ составил 59 дня, а в первом полугодии 2017 года 36 дней. В эти периоды были зафиксированы жалобы жителей Красноярска на приступы удушья, неприятные запахи, привкус хлора на губах (Андреева, 2016).
По данным аналитического обзора Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромед), доля загрязняющих веществ в городе Красноярск, от автомобилей составляет около 46% от общего числа выбросов. Из промышленных загрязнителей
Результаты мониторинга проводимого ФГБУ "Среднесибирское управление гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды" отражают загрязнения лишь малого количества вредных веществ (формальдегид, фенол, бензапирен, бензол, аммиак, сероводород и т.д., всего 21 вещество) и не представляют реальной картины загрязнения атмосферного воздуха.
Поэтому исследование возможности проведения комплексного метода оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха является актуальным. В данной работе предлагается новый методологический подход, для комплексного мониторинга атмосферного воздуха основанный на использовании ферментативных биолюминесцентных систем.
Цель данной работы заключалась в оценке возможности использования ферментативной биолюминесцентной системы светящихся бактерий для комплексного мониторинга загрязнения атмосферного воздуха.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Определить способ пробоотбора атмосферного воздуха для биолюминесцентного анализа;
2. Определить условия проведения биолюминесцентного анализа,обеспечивающие чувствительность к пробам воздуха.
Положения, выносимые на защиту магистерской диссертации:
1. Возможность использования биолюминесцентных платформенных технологий для оценки уровня загрязнения воздуха;
2. Условия проведения биолюминесцентного анализа проб атмосферного воздуха.
Работа выполнена на кафедре биофизика в СФУ, в лаборатории биолюминесцентных технологий.
На основании полученных экспериментальных данных можно сделать следующие выводы:
1. Оптимальным способом пробоотбора атмосферного воздуха в целях использования биолюминесцентного анализа для мониторинга атмосферного воздуха является отбор проб при помощи переносного аспиратора и сосудов Рихтера.
2. Подобраны условия пробоотбора, обеспечивающие чувствительность биферментной системы светящихся бактерий к пробам воздуха. Минимальный объем аспирируемого воздуха должен составлять 60 л. для поглотителей: дисцилированная вода, этиловый спирт; 20 л. для поглотителя ацетон. Остаточная интенсивность свечения биферментной системы составила 80%, 70% и 60% соответственно.
3. Полученные результаты исследования свидетельствуют о возможности применения биолюминесцентных платформенных технологий на основе биферментной системы светящихся бактерий для комплексной оценки загрязнения воздуха.
