Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Биологические науки
Экология

Диссертационная работа:

Реутова Нина Васильевна. Эколого-генетическая и эпидемиологическая оценка горных территорий Центрального Кавказа, загрязненных тяжелыми металлами (на примере Кабардино-Балкарской Республики) : диссертация ... доктора биологических наук : 03.00.16 / Реутова Нина Васильевна; [Место защиты: Московский государственный университет]. - Москва, 2008. - 209 с. : 17 ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр 5

Введение к работе:

Актуальность темы. Изучение влияния возрастающего загрязнения окружающей среды на живые организмы является одной из важнейших проблем современности. Прогресс человечества неразрывно связан с развитием промышленности, а развитие промышленности неизбежно ведет к загрязнению атмосферы, гидросферы, литосферы (почвы) и биосферы. Загрязнение воды, воздуха, почвы негативно сказывается на живых организмах, в том числе и на человеке.

В настоящее время разработан ряд эффективных методов оценки качества окружающей среды, к которым относятся: классический – это отбор проб воздуха, воды, почв и их лабораторный анализ с использованием физико-химических методов. Однако такой подход не дает возможности определить меру опасности выявленного загрязнения для живых организмов (в том числе и человека) и их сообществ. Другой подход – это определение генотоксического эффекта загрязнений с использованием набора тест-систем, что позволяет выявить наличие мутагенного, канцерогенного, тератогенного и других неблагоприятных влияний загрязнителей. С использованием этого подхода было протестировано огромное количество вновь синтезированных веществ, а также компонентов окружающей среды (почв, атмосферного воздуха, поверхностных вод и седиментов), содержащих набор самых разнообразных поллютантов. Однако и этот подход не дает достаточной информации о том, каким образом выявленный с помощью тест-систем генотоксический эффект может влиять на растения, животных и их сообщества, а также на здоровье населения. В настоящее время получает развитие еще один подход к оценке качества окружающей среды. Это определение генотоксического влияния загрязнения непосредственно in situ на растения и животных, обитающих на данной территории. В данном случае будет учтен вклад всего комплекса опасных веществ, включая их возможный синергизм и антагонизм. Вместе с тем при таком подходе нерешенной проблемой остается оценка влияния загрязнения окружающей среды на здоровье населения. Достаточно трудно определить, как выявленное с помощью тест-систем и видов местной флоры и фауны генотоксическое влияние отражается на сообществах местной биоты и здоровье населения.

Загрязненная среда обитания оказывает токсическое влияние на живые организмы. Если токсическое влияние, как правило, легко определимо, то влияние на генетические структуры организма выявить весьма сложно, а его последствия в ряде случаев могут носить отдаленный характер.

Мутагенные загрязнения, привносимые в среду обитания человека, приводят к тяжелым генетическим последствиям – росту числа спонтанных абортов, врожденных уродств, наследственных болезней, что пагубно отражается на генофонде населения в целом. Не меньшую опасность представляют мутагены и как факторы, инициирующие развитие злокачественных опухолей. Известно, что большинство мутагенов являются канцерогенами. Загрязнение окружающей среды мутагенами – один из факторов, вызывающих преждевременное старение и сокращение продолжительности жизни.

Для выяснения причин роста числа тех или иных заболеваний и принятия мер для их устранения крайне важно своевременное проведение токсико-генетических исследований состояния окружающей среды.

Учитывая вышеизложенное, было проведено настоящее исследование, основой которого являлось: изучение возможности использования растительных тест-систем для определения мутагенного потенциала тяжелых металлов; подбор оптимальных тест-систем и изучение возможности их применения для выявления генотоксичности отходов предприятий цветной металлургии; определение уровня и спектра загрязнения исследуемых территорий химическими компонентами; определение генотоксического влияния разных типов загрязнения с использованием тест-систем и видов дикорастущей флоры и оценка показателей здоровья и структуры заболеваемости взрослого населения на исследуемых территориях в динамике. Для экологической оценки загрязненных территорий нами использован генетико-эпидемиологический подход, позволяющий экстраполировать в некоторой степени данные с тест-систем растительного происхождения на другие высшие организмы, в том числе и на человека.

Цель работы: разработка оптимальных методик оценки генотоксического эффекта загрязнения окружающей среды горных территорий Центрального Кавказа загрязненных тяжелыми металлами, анализ состояния здоровья населения, проживающего на загрязненной территории, и исследование возможности использования выявленных генетических изменений у растений в качестве одного из критериев прогноза возможной угрозы здоровью населения.

Задачи исследования:

  1. Оценка мутагенной активности тяжелых металлов и определение их токсических и мутагенных концентраций с использованием трех растительных тест систем - хромосомные аберрации в клетках корневой меристемы C. capillaris L., мутации в волосках тычиночных нитей традесканции клона 02 (Трад-ВТН) и соматические мутации в листьях сои (Glycine max (L.) Merill) линии Т219.

  2. Оценка возможности использования растительных тест-систем для определения генетических эффектов отходов вольфрамо-молибденового производства.

  3. Изучение уровня загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами в районе расположения горно-обогатительного комбината и в чистых районах, соответствующих ему по геоклиматическим характеристикам.

  4. Разработка методики оценки генотоксического потенциала почв, загрязненных различными типами химических соединений, с использованием растительной тест системы сои (Glycine max (L.) Merill) линии Т219 и определение ее чувствительности и пригодности для этих целей.

  5. Оценка возможности использования видов дикорастущей флоры для целей генетического мониторинга загрязнения окружающей среды и выбор видов, обладающих выраженной чувствительностью к различным типам загрязнений.

  6. Исследование влияния частоты мутаций на фенотипические признаки растений в районах с разными типами загрязнений.

  7. Анализ возможности использования различных тест-систем и определение оптимального их набора для целей генетического мониторинга загрязнения окружающей среды и прогноза угрозы здоровью населения

  8. Анализ состояния здоровья взрослого населения, частоты онкозаболеваний, спонтанных абортов, рождения детей с врожденными пороками развития (ВПР) и частоты наследственных заболеваний у населения, проживающего в районе расположения горно-обогатительного комбината и сравнение его с аналогичными показателями в контрольных районах.

  9. Оценка прогностической ценности предлагаемых методов и методик проведения эколого-генетического мониторинга загрязнения окружающей среды для определения возможной угрозы здоровью населения, проживающего на загрязненных территориях.

Научная новизна.

На основе проведения сравнительной оценки мутагенного потенциала восьми тяжелых металлов (Ag, Hg, Cu, Pb, Cd, Cr, Mo, W) с использованием трех растительных тест систем - C. capillaris L.,Трад-ВТН клона 02 и сои (Glycine max (L.) Merill) линии Т219 составлены ряды токсичности и мутагенности для этих металлов, показано наличие корреляции между их токсичностью и мутагенностью. Выявлены корреляционные связи между результатами, полученными на всех трех тест системах. Доказана пригодность вышеуказанных растительных тест систем для определения генотоксичности тяжелых металлов.

Впервые проведена оценка генотоксичности отходов предприятий цветной металлургии с использованием набора из трех растительных тест систем C. capillaris L.,Трад-ВТН клона 02 и сои (Glycine max (L.) Merill) линии Т219. В результате сравнительного анализа определены наиболее чувствительные к данному типу загрязнений и удобные в работе тест-системы.

Для целей генетического мониторинга загрязнения окружающей среды использованы растения дикорастущей флоры – 5 видов растений в случае загрязнения тяжелыми металлами: одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.s.l); костер кровельный (Anisantha tectorum); тонконог гребенчатый (Koeleria cristata); белена черная (Hyoscyanus niger) и юринея предкавказская (Yurinea ciscaucasica) и 4 вида растений в случае загрязнения нефтепродуктами: одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.s.l), ромашка непахучая (Matricaria recutita L.), конский щавель (Rumex confertus Willd.) и подорожник большой (Plantago major L). С учетом чувствительности и экономичности предложен наиболее подходящий вид растений дикорастущей флоры - одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.s.l) - широко распространенный и пригодный для использования в разных регионах для целей генетического мониторинга разных типов загрязнения окружающей среды.

Впервые проведен сравнительный анализ содержания тяжелых металлов и уровня хромосомных аберраций у разных видов растений дикорастущей флоры, произрастающих на отвалах горно-обогатительного комбината.

Впервые проведен сравнительный анализ частоты мутаций, определенных цитогенетическим методом у исследуемых растений с рядом фенотипических признаков и структурой растительных сообществ в изучаемых регионах.

Разработана методика оценки генотоксического потенциала объектов окружающей среды с использованием растительной тест-системы сои (Glycine max (L.) Merill) линии Т219 и видов дикорастущей флоры, пригодная для разных типов загрязнений, экономичная и простая в использовании.

На основе анализа частоты и структуры заболеваемости взрослого населения в загрязненных районах по сравнению с таковыми показателями в контрольных регионах выявлена наибольшая частота встречаемости патологии костно-мышечной системы и соединительной ткани.

В случае загрязнения окружающей среды рядом исследованных тяжелых металлов не выявлено различий между исследуемым и контрольным регионами по показателям онкологических заболеваний, хромосомных и аутосомно-доминантных моногенных заболеваний и рождения детей с врожденными пороками развития.

Получены доказательства мутагенной природы загрязнителей среды в районе расположения горно-обогатительного комбината и выявлено повышение частоты некоторых патологий человека (частота спонтанных абортов).

Показана необходимость использования растительных тест-систем и растений дикорастущей флоры для оценки качества окружающей среды.

Научно-практическая значимость.

На основе изучения ряда растительных тест-систем определены оптимальные методы для выявления генотоксического потенциала тяжелых металлов и комплексного загрязнения окружающей среды отходами предприятий цветной металлургии и показана высокая чувствительность C. capillaris L.,Трад-ВТН клона 02 и сои (Glycine max (L.) Merill) линии Т219.

Разработанная методика использования растительной тест системы сои (Glycine max (L.) Мerill) линии Т219 чувствительной к разным типам поллютантов, значительно упрощает и удешевляет проведение генетического мониторинга, оценку генетической опасности промышленных предприятий разного профиля и определение генотоксического потенциала почв в загрязненных районах.

Предложенный способ использования видов дикорастущей флоры для оценки состояния окружающей среды с точки зрения ее генетической безопасности дает возможность проводить исследования in situ, не требует сложного лабораторного оборудования и высоко квалифицированного персонала. Предлагаемый для этих целей вид - одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale Wigg.s.l), обладающий высокой чувствительностью к разным типам загрязнений и произрастающий практически на всей территории России, дает возможность проводить исследования по генотоксическому влиянию загрязнителей окружающей среды в разных регионах с различными типами загрязнения.

Выявленное повышение частоты спонтанных абортов у женщин, проживающих на территории, загрязненной тяжелыми металлами по сравнению с показателями контрольных районов, показывает, что обнаружение генотоксических изменений у растений, как тестовых объектов, могут иметь определенную прогностическую ценность для оценки возможной угрозы здоровью населения.

Предложенная методика проведения генетического мониторинга загрязнения окружающей среды является оптимальной для данных целей, т.к. позволяет проводить исследования in situ, не требует особых материальных затрат и наличия сложной материально-технической базы.

Положения, выносимые на защиту.

  1. Выявленная в данном исследовании высокая чувствительность трех растительных тест систем - C. capillaris L.,Трад-ВТН клона 02 и сои (Glycine max (L.) Merill) линии Т219 – дает возможность использовать их для обнаружения генотоксического потенциала тяжелых металлов и исследования мутагенного влияния как жидких, так и твердых отходов предприятий цветной металлургии.

  2. Использованная растительная тест система соя (Glycine max (L.) Merill) линии Т219 является наиболее удобным и достаточно чувствительным объектом не только для тестирования мутагенов в лабораторных условиях, но и для генетического мониторинга почв и сточных вод.

  3. Предлагаемый метод использования видов дикорастущей флоры для целей генетического мониторинга дает возможность проводить оценку генотоксичности окружающей среды in situ и является очень чувствительным, легко доступным и экономически выгодным.

  4. В случае загрязнения окружающей среды продуктами переработки нефти и рядом тяжелых металлов обнаружена прямая корреляция между частотой мутаций и высотой растений и обратная корреляция между уровнем загрязнения, частотой мутаций и показателями плодовитости растений.

  5. В районе расположения горно-обогатительного комбината не выявлено повышения общего уровня заболеваемости. Однако обнаружено достоверное превышение заболеваемости костно-мышечной системы и соединительной ткани у населения изучаемого района по сравнению с аналогичными показателями одного из контрольных районов.

  6. У населения района, в котором расположен горно-обогатительный комбинат, не отмечено повышения частоты онкологических заболеваний, частоты рождения детей с врожденными пороками развития и увеличения частоты регистрируемых наследственных заболеваний. Однако, в районе расположения горно-обогатительного комбината, повышена частота спонтанных абортов.

  7. Применение растительных тест систем и видов дикорастущей флоры для генетического мониторинга загрязнения окружающей имеет прогностическую ценность для определения возможной угрозы здоровью населения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на общих геофизических семинарах Высокогорного геофизического института Госкомгидромета СССР (Нальчик 1988, 1993-1999, 2007 гг.); выездной сессии отделения АН СССР (Нальчик 3-6 мая 1990 г.); Всесоюзном координационном совещании «Генетические последствия загрязнения окружающей среды мутагенными факторами» (Самарканд, 1990); ежегодной конференции по химическому мутагенезу в Институте химической физики (Москва, 1991), Всероссийских чтениях им. Вернадского (Москва, 2000,2001); Региональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий» (Краснодар 2004); Международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий: проблемы и перспективы интеграции науки и образования» (Владикавказ. 2004); 5-м Всероссийском съезде медицинских генетиков (Уфа, 2005); международной конференции «Climate and Environment» (Amsterdam, 2006).

Структура и объем работы. Работа изложена на 223 машинописных страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания места исследования, материалов и методов исследования, шести глав, посвященных результатам исследования с обсуждением и заключением в конце каждой главы, общего заключения, выводов и списка литературы, который включает 323 источника, из которых 222 зарубежных. Работа иллюстрирована 43 таблицами, 15 рисунками, 6 микрофотографиями и 2 картами исследуемого района.

Подобные работы
Тарасова Оксана Юрьевна
Экологическая оценка рекреационного потенциала лесных территорий Республики Мордовия
Салтанова Ирина Вильевна
Методологические принципы оценки экологического риска на территории Республики Беларусь после Чернобыльской аварии
Казанчева Людмила Атабиевна
Особенности эколого-гидрохимического режима малых водоемов Кабардино-Балкарской Республики
Ханов Залим Мирович
Эколого-физиологическая характеристика лишайников охраняемых территорий Кабардино-Балкарской Республики
Серова Оксана Васильевна
Ландшафтно-экологическая оценка Республики Башкортостан для развития природного туризма и отдыха
Борсук Оксана Юрьевна
Экологическая оценка качества промышленных сточных вод Республики Адыгея с применением методов биотестирования
Конюхова Татьяна Анатольевна
Лесоводственно-экологическая оценка лесных туристских ресурсов и рекреационного потенциала Республики Марий Эл
Салиева Альфия Нургаяновна
Обоснование экогеохимической системы критериев оценки опасности мест размещения отходов на примере Тогаевского полигона отходов (Республика Татарстан)
Левински Марина Васильевна
Эколого-генетическая оценка состояния окружающей среды и здоровья населения в некоторых промышленных центрах Республики Молдова
Хассан Эльшейх Тарик Ахмед
Оценка региональных уровней содержания тяжелых металлов в почвах и растительном покрове Республики Судан

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net