«Цвітіння» води ціанобактеріями як екологічна небезпека водойм
DOI:
https://doi.org/10.33730/2077-4893.3.2023.288933Ключові слова:
водні екосистеми, антропогенна евтрофікація, синьозелені водорості, токсини, гумінові речовини, бактеріїАнотація
У статті викладено та проаналізовано проблему забруднення ціанотоксинами водних об’єктів України та інших країн світу. Евтрофікація водойм, яка спричинена діяльністю людини та зміна клімату зумовлюють неконтрольований розвиток ціанобактерій, а відповідно — екологічну небезпеку в об’єктах гідросфери. Антропогенна евтрофікація, підвищення температури, збільшення вмісту вуглекислого газу в атмосфері, як наслідок перетворення внесеної органіки у водах, сприяють посиленню домінування ціанобактерій у водних екосистемах. Ціанобактерії продукують різні нейротоксини, гепатотоксини і дерматоксини, зокрема такі відомі, як нодулярин, сакситоксин, мікроцистин, домоєва кислота, гуанітоксин, анатоксини та ін. Перевищення критичної маси водоростей та їх метаболітів активізує процес саморозкладу. Це спричиняє вилучення з води кисню, і натомість виділення метану, сірководню, аміаку, та інших токсичних речовин. Результатом цього є не тільки загибель риби. Крім того, ціанобактерії здатні до природної генетичної трансформації — генетичної зміни клітини в результаті прямого поглинання і включення екзогенної ДНК з її оточення. Ефективним розв’язанням питання контролю активності ціанобактерій є застосування гумінововмісних препаратів. Було встановлено, що гумінові кислоти та фульвокислоти у певних концентраціях негативно позначаються на рості, розвитку та активності ціанобактерій. Гумінові речовини, як складова органічної речовини та резерв органічного вуглецю в його глобальному кругообігу, за підвищення їх концентрації у водоймах здійснюють негативний вплив на гідробіонти. Однак, саме гумінові речовини здатні регулювати активність фітопланктону. Внесення гумінових речовин (концентрація 2–5 мг/дм3) у водойму помітно впливають на активність фітопланктону, зокрема пригнічують вегетацію фітопланктону, зменшують слизоутворення ціанобактерій, та, від початку інактивують синтез ціанотоксинів. Цей ефект забезпечується лужним pH гуматів, високим вмістом заліза та міді.
Посилання
Vasser, S.P., Kondratieva, N.V., Masyuk, N.P. et al. (1989). Vodorosti: dovidnyk [Algae: a handbook]. Kyiv [in Ukrainian].
Gavryshchuk, V.V. & Kaskiv, V.I. (2020). Obgruntuvannya dotsilʹnosti proektuvannya system poverkhnevoho vodovidvedennya yak skladovoyi chastyny kompleksu ochysnykh sporud na dorohakh [Substantiation of the feasibility of designing surface drainage systems as an integral part of the complex of treatment facilities on roads]. Dorohy i mosty — Roads and Bridges, 21, 95–109 [in Ukrainian].
Malyovanyi, M.S., Nikiforov, V.V., Kharlamova, O.V. & Sinelnikov, O.D. (2015). Ratsionalʹna tekhnolohiya utylizatsiyi synʹo-zelenykh vodorostey [Rational technology of utilization of blue-green algae]. Naukovyy visnyk NLTU Ukrayiny: zbirnyk naukovo-tekhnichnykh pratsʹ — Scientific Bulletin of NLTU of Ukraine: collection of scientific and technical works, 25 (10), 140–149 [in Ukrainian].
Klochenko, P.D., Vedmid, V.A., Vasylchuk, T.A. & Vasylenko, O.V. (2010). Osoblyvosti vplyvu huminovykh kyslot na rozvytok planktonnykh vodorostey [Features of the influence of humic acids on the development of planktonic algae]. Hidrobiolohichnyy zhurnal — Hydrobiological Journal, 46, 5, 102–110 [in Ukrainian].
Klochenko, P.D., Vasylchuk, T.A., Vasylenko, O.V. et al. (2012). Osoblyvosti vplyvu fulʹvokyslot na rozvytok planktonnykh vodorostey [Features of the influence of fulvic acids on the development of planktonic algae]. Hidrobiolohichnyy zhurnal — Hydrobiological Journal, 48, 2, 68–76 [in Ukrainian].
Synelnykov, O.D. (2016). Zabezpechennya ekolohichnoyi bezpeky vodoskhovyshch shlyakhom vykorystannya mikrovodorostey dlya vyrobnytstva enerhonosiyiv [Ensuring the environmental safety of reservoirs by using microalgae for energy production]. Candidate’s thesis. Lviv [in Ukrainian].
Aguilera, A., Klemenchich, M., Sueldo, D.J. et al. (2021). Cell death in cyanobacteria: current understanding and recommendation for reaching consensus on its nomenclature. The frontiers of microbiology, 12. DOI: https://doi.org/10. 3389 / fmicb.2021.631654 [in English].
Bauma-Gregson K., Kudela, R.M., Power, M.E. & Humbert, J.F. (Ed.). (2018). Wider spread toxoid is found in cyanobacterial mats of benthos throughout the river network. PLOS ONE, 13 (5), 0197669 [in English].
Bernstein, H., Bernstein, C. & Michod, R.E. (2018). Sex with microbial pathogens. Infect. Genet. Evol, 57, 8–25 [in English].
Claessen, Dennis, Rozen, Daniel E., Kuipers, Oscar P. et al. (2014). Bacterial Solutions for Multicellularity: A Story about Biofilms, Filaments and Fruit Bodies. Reviews of the nature of microbiology, 12 (2), 115–124 [in English].
Cox, Paul Alan, Brand, Larry E., Murch, Susan J. et al. (2018). Public Health Response to Toxic Cyanobacterial Blooms: Perspectives on 2016 Florida Events. Water policy, 20 (5), 919–932 [in English].
Dawson, R.M. (1998). The Toxicology of Microcystins. Toxicon, 36 (7), 935–962 [in English].
Freitas, Hercules Resende (2017). Chlorella vulgaris as a Source of Essential Fatty Acids and Micronutrients: A Brief Commentary. Open scientific journal of plants, 10 (1) [in English].
Hu, Chenlin & Rzimsky, Peter (2019). Programmed cell death and concomitant release of microcystin in flowering freshwater cyanobacteria Microcystic: from identification to ecological relevance. Toxins, 11 (12), 706 [in English].
Huisman, Jef, Codd, Jeffrey A., Paerl, Hans W. et al. (2018). Blooming cyanobacteria. Reviews of the nature of microbiology, 16 (8), 471–483 [in English].
Harrison, R.J., Dunin-Borkowski, R.E. & Putnis, A. (2021). Humic acid inhibitis the formation of colonies of cyanobacteria Microcystis at high iron levels. Chemosphere 281, 130742. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130742 [in English].
Sivonen, K., Kononen, K., Carmichael, W.W. et al. (1990). Occurrence of the hepatotoxic cyanobacterium Nodularia spumigena in the Baltic Sea and structure of the toxin. Appl. Environ. Microbiol., 55 (8), 1989–1995 [in English].
Paerle, H.W. & Paul, V.J. (2012). Climate change: link to the global spread of harmful cyanobacteria. Aquatic research, 46, 1349–1363. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.watres.2011.08.002 [in English].
R., Harwood, Jean-Marie, Muillon, Suzanne, Paul & Jose, Arnau (2018). Secondary metabolite production and safety of industrially important members of the Hay coli group Colin. FEMS Microbiology Reviews, 42 (6), 721–738 [in English].
Sitoki, L., Kurmayer, R. & Rott, E. (2012). Spatial variation in phytoplankton composition, biomer and resulting microcystin concentrations in Nyanza Bay (Lake Victoria, Kenya). Hydrobiologia, 691 (1), 109–122 [in English].
Stevens, S.E. & Porter, R.D. (1980). Transformation of Agmenellum quadrupdcatum. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 77 (10), 6052–6055 [in English].
Tanino, H., Nakata, T., Kaneko, T. & Kishi, Y. (1997). Stereospecific total synthesis of d, l-saxitoxin. Journal of the American Chemical Society, 99 (8), 2818–2819 [in English].
Visser, Petra M., Verspagen, Jolanda M.H., Sandrini, Giovanni et al. (2016). How rising CO2 and global warming can stimulate harmful cyanobacterial blooms. Harmful algae, 54, 145–159 [in English].
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право і ліцензування
Умови ліцензії: автори зберігають авторські права і надають журналу право першої публікації з роботою, одночасно ліцензованої за ліцензією Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи і початкової публікації в цьому журналі.
Якщо стаття прийнята до публікації в «Агроекологічний журнал», автор повинен підписати угоду про передачу авторських прав. Угода відправляється на поштову (оригінал) або адресу електронної пошти (відсканована копія) редакції журналу.
Цією угодою автор підтверджує, що представлені матеріали:
- не порушують авторських прав інших осіб або організацій;
- раніше не публікувались в інших видавництвах і не були представлені для публікації в інших виданнях.
Автор передає редакції «Агроекологічного журналу» права на:
- публікації статті українською (англійською та російською) мовою і поширення її друкованої копії;
- поширення електронної копії статті, а також електронної копії перекладу статті на англійську мову (для статей українською та російською мовами), будь-якими електронними засобами (розміщення на офіційному сайті журналу, електронних баз даних, сховищ тощо) друкована копія перекладу.
Автор залишає за собою право без згоди редакції та засновників:
- Використовувати матеріали статті повністю або частково в ознайомлювальних цілях.
- Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
- Використовувати матеріали статті для підготовки тез доповідей, доповідей конференцій, а також усних доповідей.
- Додати електронні копії статті (включаючи остаточну електронну копію, завантажену з офіційного сайту журналу) за адресою:
- персональні веб-ресурси всіх авторів (веб-сайти, веб-сторінки, блоги тощо);
- веб-ресурси установ, в яких працюють автори;
- некомерційні веб-ресурси відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
У всіх випадках наявність бібліографічного посилання на статтю або гіперпосилання на її електронну копію на офіційному сайті журналу є обов'язковим.
