Рослинні пігменти і ферментативна активність в донних відкладах різнотипних водних об’єктів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

Інститут гідробіології

03.00.17 - гідробіологія

УДК 504.4.06:574.5:517.1

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Рослинні пігменти і ферментативна активність в донних відкладах різнотипних водних об'єктів

Верниченко-Цветков

Дмитро Юрійович

Київ-2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Українському науково-дослідному інституті екологічних проблем Міністерства охорони навколишнього природного середовища України

Науковий керівник кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник, доцент

Васенко Олександр Георгійович,

Український науково-дослідний інститут екологічних проблем, перший заступник директора з наукової роботи

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук Ліщук Алефтіна Вікторівна, Інститут гідробіології НАН України, провідний науковий співробітник відділу екологічної фізіології водяних рослин

кандидат біологічних наук, доцент Кірєєва Ірина Юріївна, Національний аграрний університет, доцент кафедри гідробіології

Захист відбудеться 26 травня 2010 р., о 14 годині, на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.213.01 Інституту гідробіології НАН України за адресою: 04210, м. Київ, проспект Героїв Сталінграда, 12.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту гідробіології НАН України (04210, м. Київ, проспект Героїв Сталінграда, 12).

Автореферат розісланий 15.04.2010 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.213.01, кандидат біологічних наук Гончаренко Н.І.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Пошук шляхів вдосконалення методології оцінки екологічного стану водних об'єктів є одним із найважливіших завдань гідробіології. До числа перспективних напрямків вирішення цієї проблеми можна віднести використання у системі екологічного моніторингу поверхневих вод України біологічних показників донних відкладів, які інтегрально відображають реакцію біоценозу на вплив антропогенних чинників. Донні відклади - більш консервативна та менш вивчена, порівняно з водним середовищем, складова водних екосистем. Важливість та актуальність розробки методів аналізу стану донних відкладів підкреслюють провідні гідробіологи та гідроекологи як України, так і інших країн (Дворецький и др., 2003; Романенко, Жукінський, 2003; Никаноров, Страдомская, 2006; Chapman, 1989, Gaudet et al., 1995; Burton, 2002).

На теперішній час серед гідробіологічних показників найчастіше для цілей індикації стану донних відкладів використовують показники розвитку та складу макрозообентосу (Афанасьєв, 2001; Biological monitoring…, 2006). Вважається доцільним використовувати також показники мікрофітобентосу (Оксиюк, Давыдов, 2006) і бактеріобентосу (Дзюбан, 2004). В останні роки все більшу увагу дослідників привертають також характеристики пігментного фонду і комплексу ферментів у донних відкладах водних екосистем (Авилова, Авилов, 1997; Антіпчук, Кірєєва, 2003; Корнеева и др., 2004; Старосила, Олейник, 2005; Сигарева, 2006; Киреева, 2009; Monitoring Water…, 1995; Aquatic Ecosystems…, 2003). Інтерес до цих показників пояснюється їх зв'язком із процесами продукції та деструкції органічної речовини, які відбуваються у водних екосистемах, а також високою точністю та експресністю методів їх визначення. Актуальність теми досліджень обумовлена обмеженістю інформації про вміст рослинних пігментів і ферментативну активність у донних відкладах водних об'єктів України, важливістю процесів, які характеризують ці показники, а також необхідністю вдосконалення системи екологічного моніторингу поверхневих вод країни.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Результати дисертаційної роботи одержані в рамках реалізації держбюджетних та господарсько-договірних тем Українського науково-дослідного інституту екологічних проблем: „Оцінити динаміку якості поверхневих вод басейну р. Дніпро за період розробки та реалізації Національної програми екологічного оздоровлення басейну Дніпра та поліпшення якості питної води” (0199V004223, 1999); „Розробка проекту Державної програми екологічного оздоровлення басейну р. Сіверського Дінця” (0199V003395, 1999); „Розробка системи біомоніторингу водних об'єктів басейну Дніпра, як основи екологічного нормування якості вод” (0100V004997, 2000); „Аналіз екологічної ситуації в Кременчуцькому водосховищі (зона Кіровоградської області) з метою прийняття управлінських рішень у галузі природокористування” (0102V004743, 2002); „Оцінка екологічного впливу евтрофікації на стан водних об'єктів - джерел питного водопостачання, а також рекомендації щодо покращання їх екологічного стану” (0104V006046, 2004). Крім того, здобувачем виконувалися дослідження у рамках міжнародних експедицій, які проводилися у басейні Дніпра за „Програмою розвитку системи управління навколишнім середовищем в Україні”.

Мета і завдання досліджень. Основна мета роботи полягала у встановленні кількісних характеристик пігментного фонду і ферментативної активності у донних відкладах різнотипних водних об'єктів і виявленні головних чинників, що впливають на ці показники. Завдання досліджень передбачали:

1) дослідити розподіл та динаміку показників вмісту рослинних пігментів і активності ферментів у донних відкладах різнотипних водних об'єктів;

2) виявити головні чинники, які впливають на процеси формування пігментного фонду та ферментативну активність в донних відкладах водотоків і водойм, розташованих у різних фізико-географічних зонах України;

3) проаналізувати зв'язки між вмістом пігментів, а також активністю ферментів у донних відкладах та іншими характеристиками екологічного стану гідроекосистем, у тому числі їх потенційною здатністю до самоочищення та розвитком гетеротрофної мікрофлори;

4) дослідити вплив евтрофування та забруднення вод на вміст рослинних пігментів і активність ферментів у донних відкладах різнотипних водних об'єктів;

5) оцінити значення показників пігментного фонду і ферментативної активності у донних відкладах як індикаторів стану гідроекосистем.

Об'єкт досліджень ? рослинні пігменти, ферменти і гетеротрофна мікрофлора у донних відкладах різнотипних гідроекосистем.

Предмет досліджень ? закономірності просторово - часової зміни показників пігментного фонду, ферментативної активності та розвитку гетеротрофної мікрофлори в донних відкладах водних об'єктів.

Методи досліджень: спектрофотометрія для визначення вмісту пігментів у фітопланктоні та донних відкладах, колориметрія для оцінки активності ферментів, титрометрія для аналізу потенційної здатності вод до самоочищення, стандартний мікробіологічний метод обліку чисельності гетеротрофних мікроорганізмів планктону і бентосу. Для опрацювання отриманих даних застосовувалися стандартні статистичні методи.

Наукова новизна отриманих результатів. Встановлено основні закономірності розподілу показників пігментного фонду і ферментативної активності у донних відкладах різнотипних водних об'єктів басейну Дніпра у просторі та часі. Вперше виконано порівняльну оцінку цих показників у донних відкладах приток Дніпра, що розташовані в різних фізико-географічних зонах і характеризуються різним екологічним станом. Отримані нові дані щодо вмісту рослинних пігментів і ферментативної активності у донних відкладах окремих ділянок дніпровських водосховищ.

Виявлені головні чинники, що впливають на формування пігментного фонду і ферментативну активність у донних відкладах. Встановлено, що закономірні зв'язки між показниками вмісту рослинних пігментів, а також активності ферментів у донних відкладах та характеристичними ознаками ґрунтів, гідрологічними й гідрохімічними параметрами гідроекосистем порушуються у випадку суттєвого забруднення донних відкладів токсичними сполуками.

Вперше виявлено зв'язок між показниками пігментного фонду і ферментативної активності у донних відкладах та потенційною здатністю вод до самоочищення. Встановлено, що під час „цвітіння” води синьозеленими водоростями у водосховищах і водоймах відбувається зниження потенційної здатності води до самоочищення та одночасне пригнічення у донних відкладах активності ферментів групи оксидоредуктаз.

Встановлено відмінності у чутливості окремих груп ферментів у донних відкладах до дії природних та антропогенних чинників. Відзначено, що найбільш чутливими до забруднення поверхневих вод токсичними сполуками є дегідрогенази.

Вперше доведено вплив забруднюючих речовин, що надходять від населених пунктів, розташованих на берегах Сіверського Дінця (в межах Харківської області), на потенційну здатність вод до самоочищення, показники пігментного фонду і ферментативну активність у донних відкладах цієї ріки.

Практичне значення отриманих результатів. Положення дисертаційної роботи та результати експериментальних досліджень здобувача використані у звітах УкрНДІЕП по держбюджетних та господарсько - договірних темах, а також при розробці водоохоронних заходів щодо покращання екологічного стану Кременчуцького водосховища в районі питних водозаборів. Запропонований здобувачем підхід до оцінки стану донних відкладів на основі аналізу функціональних показників альго- і мікрофлори, може бути використаний з метою удосконалення біомоніторингу поверхневих вод, а також вирішення ряду еколого-водогосподарських проблем, у тому числі при встановленні екологічних нормативів.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем обґрунтована тема, сформульовані мета та основні завдання роботи, виконано експериментальні дослідження показників пігментного фонду, ферментативної активності та чисельності гетеротрофних мікроорганізмів у донних відкладах водних об'єктів, а також потенційної здатності їх вод до самоочищення. Проведено науковий та статистичний аналіз отриманих результатів, сформульовані висновки. Особисто та у співавторстві опубліковано наукові праці, де містяться результати проведених досліджень.

Апробація роботи. Основні результати досліджень були представлені на Міжнародному науково-технічному семінарі „Морское и экологическое приборостроение” (Севастополь, 1995, 1997); на II-му з'їзді гідроекологічного товариства України (Київ, 1997), Міжнародній конференції „Питання біоіндикації і екології” (Запоріжжя, 1998); Міжнародних наукових та науково-практичних конференціях: „Екологія Харківщини: стан, проблеми, перспективи” (Харків, 2000); „Водные биоресурсы и пути их рационального использования” (Киев, 2000), „Екологічні проблеми довкілля та шляхи їх вирішення” (Полтава, 2002); „Екологія та техногенна безпека” (Харків, 2002); на Всеукраїнській науковій конференції „Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія” (Київ, 2006).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 17 наукових статей, у тому числі 7 із них у виданнях, які включено до переліку фахових періодичних наукових видань за спеціальностями „Біологічні науки”, та тези наукових конференцій. Одержано один деклараційний патент.

Структура та об'єм роботи. Дисертація складається зі вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел, який нараховує 328 найменувань (у тому числі 44 латиницею), 2 додатків. Загальний обсяг рукопису становить 168 сторінок. Робота проілюстрована 43 таблицями та 36 малюнками.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Аналіз підходів до оцінки стану водних екосистем за біологічними показниками їх донних відкладів

В сучасних умовах, коли антропогенне навантаження на водні об'єкти близьке до їх екологічної ємності, все більшого значення набуває інформація щодо стану донних відкладів, як важливої і найменш вивченої складової гідроекосистем. Встановлено, що процеси накопичення забруднюючих речовин на дні водних об'єктів і ремобілізації їх із донних відкладів суттєво впливають на гідробіологічний режим водних екосистем та якість води (Денисова и др., 1987; Линник, 1999; Выхристюк, Варламова, 2003). Серед запропонованих підходів до оцінки стану донних відкладів найбільш перспективним є „тріадний підхід”, який передбачає узагальнення гідрохімічних та гідробіологічних даних, а також матеріалів біотестування (Баканов и др., 2000; Van de Guchte, 1992; Canfield et al., 1996). Перелік біологічних показників, які доцільно використовувати у комплексній оцінці стану донних відкладів, поки що чітко не встановлений. За даними багатьох дослідників, крім традиційних структурних показників окремих угруповань, перспективними є функціональні характеристики, у тому числі показники пігментного фонду і ферментативної активності у донних відкладах. Зроблено висновок, що в України відомості щодо кількісних значень цих характеристик для більшості водних об'єктів обмежені або взагалі відсутні, слабо вивчені й чинники, що впливають на їх розподіл у просторі та часі.

Об'екти та Методи досліджень

Дослідження проводили протягом 1994?2004 років на притоках та водосховищах Дніпра, на малих водоймах (затока о. Шеламай та Північна Прорізь, які гідрологічно пов'язані з верхів'ям Дніпродзержинського водосховища), на Сіверському Дінці (у межах Харківської області), а також на Чорному морі поблизу м. Феодосії. Загальне число досліджених водних об'єктів дорівнює 35.

Проби донних відкладів відбирали з верхнього горизонту (0?5 см), а проби води у верхньому шарі (0?50 см) евфотичної зони. Для проведення мікробіологічних аналізів відбір проб здійснювали з дотриманням умов стерильності.

Вміст пігментів фітопланктону визначали за стандартним екстрактним спектрофотометричним методом (ГОСТ 17.1.04.02-90), а у донних відкладах ? за методом Штойбінга (Steubing, 1970). Для характеристики співвідношення хлорофілу а і каротиноїдів визначали також пігментний індекс Д480 / Д665 (відношення поглинання світла ацетоновим екстрактом при 480 і 665 нм). Розрахунки вмісту пігментів у фітопланктоні та у донних відкладах виконували за стандартним методом UNESCO (UNESCO, 1966) і методом Лоренцена (Lorensen, 1967). Потенційну здатність вод до самоочищення аналізували за методом Кньопа (Унифицированные методы..., 1978). Для визначення ферментативної активності у донних відкладах використовувалися такі методи: для дегідрогеназної (реальної й потенційної) ? метод Козлова та Михайлової (1965); для пероксидазної ? метод Карягіної та Михайлової (1986); для фосфатазної (кислих, нейтральних і лужних фосфатаз) - метод Дубовенко (1966). Чисельність гетеротрофних мікроорганізмів у воді та донних відкладах визначали за стандартним методом мікробіологічного аналізу (Родина, 1965). Рівень забруднення донних відкладів оцінювали за екологічною класифікацією (Premazzi, Chiaudani, 1992). Розрахунки комплексних оцінок екологічного стану гідроекосистем та їх складових виконували за „Методикою екологічної оцінки...” (1998). Для опрацювання отриманих експериментальних даних застосовували кореляційний, регресійний та дисперсійний аналізи (Лакин, 1990).

Вміст рослинних пігментів у донних відкладах різнотипних водних об'єктів басейну Дніпра

Встановлено, що кількісні показники пігментного фонду донних відкладів досліджених водних об'єктів коливаються в широких межах. Вміст хлорофілу а з феопігментами у донних відкладах Дніпра та його приток змінювався від 0,10 ± 0,03 до 77,0 ± 5,86 мкг / г сухого ґрунту, а у відкладах досліджених водосховищ і водойм коливався від 1,0 ± 0,16 до 436,71 ± 23,91 мкг / г. Максимальні концентрації рослинних пігментів зафіксовані у травні 2002 року в глинистих мулах затоки о. Шеламай, а мінімальні - у листопаді 2001 року в піщаних донних відкладах р. Стирі.

Результати порівняльної оцінки показників пігментного фонду донних відкладів різнотипних водних об'єктів басейну Дніпра дозволяють дійти висновку, що концентрації рослинних пігментів у відкладах лентичних екосистем у середньому вище, ніж лотичних.

На основі дослідження донних відкладів водних об'єктів, що відрізняються за географічним положенням, рівнем антропогенного навантаження та екологічним станом, виявлені основні природні й антропогенні чинники, які впливають на формування пігментного фонду ґрунтів. Зокрема, встановлено зв'язок між показниками вмісту рослинних пігментів у донних відкладах та гідрологічними й гідрографічними параметрами водних об'єктів. Так, відзначено зростання вмісту рослинних пігментів у донних відкладах у районі гирла Прип'яті порівняно з верхів'ям, що пов'язано зі специфікою гідрологічних і гідрохімічних умов цієї зони (табл.1). Аналогічне збільшення показників пігментного фонду донних відкладів спостерігалося у Дніпрі в районі його впадіння у Київське водосховище.

Таблиця 1 Вміст і співвідношення рослинних пігментів у донних відкладах річок басейну Прип'яті (травень 2001 року)

Пункт відбору проб	Хлорофіл а (за методом UNESCO), мкг / г	Хлорофіл а з феопігментами (за методом Лоренцена), мкг / г	Пігментний індекс (D480 / D665)
Прип'ять, у с. Сенчиці	4,5 ± 0,41	6,6 ± 0,61	1,27 ± 0,04
Стохід, у с. Прикладники	1,1 ± 0,15	1,4 ± 0,23	1,48 ± 0,16
Стир, у с. Іванчиці	1,5 ± 0,31	2,2 ± 0,35	2,35 ± 0,12
Горинь, у с. Смородськ	2,5 ± 0,36	3,9 ± 0,49	1,29 ± 0,10
Льва, у с. Переброди	6,7 ± 0,46	9,1 ± 0,63	1,23 ± 0,05
Ствига, у с. Глинне	6,9 ± 0,67	9,4 ± 0,84	1,34 ± 0,03
Уборть, у с. Майдан-Копищенський	4,0 ± 0,72	5,7 ± 1,00	1,32 ± 0,04
Словечна, у с. Нижня Рудня	2,4 ± 0,31	3,5 ± 0,54	1,22 ± 0,08
Прип'ять, у районі гирла	10,0 ± 1,38	13,5 ± 1,79	1,20 ± 0,09

До природних чинників, які значною мірою визначають розподіл рослинних пігментів у просторі та часі, належать тип і властивості донних відкладів. Наприклад, на пригреблевій ділянці Кременчуцького водосховища вміст хлорофілу а у сумі з феопігментами у донних відкладах, які були представлені промити пісками, становив у вересні 2002 року 1,00 ± 0,16 мкг / г сухого ґрунту, а у глинистих мулах -- 81,33 ± 5,70 мкг / г.

У поверхневих водах із високим рівнем техногенного навантаження у формуванні пігментного фонду донних відкладів визначальну роль відіграє вплив антропогенних чинників. Так, мули донних відкладів Базавлука у пункті досліджень були глинистими, а Псла - піщанистими, але вміст хлорофілу а у донних відкладах Псла був у 5 разів більшим, ніж у донних відкладах Базавлука. Донні відклади річок Псла і Ворскли належали до одного типу - піщанистих мулів, але вміст у них хлорофілу а з феопігментами відрізнявся у 2 рази. Однією з причин вказаних відмінностей була різниця у рівні забруднення токсичними речовинами донних відкладів згаданих водотоків у досліджених пунктах (Vasenko, 1998). Наведені дані узгоджуються з результатами досліджень, виконаних у Росії на р. Чапаївці, яка є однією з приток Волги (Номоконова, 2007).

Негативний вплив забруднення водних об'єктів на показники пігментного фонду особливо наочно виявляється при аналізі донних відкладів малих річок. Наприклад, у дуже забруднених, за літературними даними (Васюков, 2004), річках Мокра Московка та Капустянка, розташованих у районі м. Запоріжжя, донні відклади відрізнялися не тільки низькими концентраціями рослинних пігментів, але й високими значеннями пігментних індексів (до 4,68 ± 0,14 у донних відкладах р. Капустянка) та значним відсотком у пігментному комплексі продуктів розкладу хлорофілу а - феопігментів (до 94,1 % у донних відкладах р. Мокра Московка).

Виявлено високу гетерогенність вмісту рослинних пігментів у донних відкладах водних об'єктів, що пов'язано з „плямистим” розподілом різних типів ґрунтів. Наприклад, коефіцієнт варіації концентрації хлорофілу а фітопланктону в одиниці об'єму води пригреблевої ділянки Кременчуцького водосховища становив у 2002 році ? 62,2 %, а у донних відкладах - 141,0 %.

Встановлено, що вміст рослинних пігментів у донних відкладах залежить від рівня продуктивності водних об'єктів. Так, середня концентрація хлорофілу а з феопігментами у літній сезон 2002 року в донних відкладах Північної Прорізі (політрофна водойма) дорівнювала 187,4 мкг / г сухого ґрунту, а в однотипних відкладах затоки о. Шеламай (мезотрофна водойма) складала 81,8 мкг / г.

Дослідження, виконані у 2001?2003 роках на Кременчуцькому та Дніпродзержинському водосховищах, показали, що вміст рослинних пігментів у донних відкладах змінюється за сезонами року. Як видно з рис.1, концентрація хлорофілу а фітопланктону на дослідженій ділянці Кременчуцького водосховища була максимальною в літній сезон, що узгоджується з даними А.В. Курейшевич (1980). У той же час найбільша концентрація рослинних пігментів у донних відкладах цієї ділянки акваторії водосховища зареєстрована восени. Це пов'язано, на наш погляд, із затуханням ростових процесів у водоростей планктону й осіданням їх на дно.

Динаміка вмісту хлорофілу а (Хл а) у планктоні та хлорофілу а у сумі з феопігментами (ХЛ а + Ф) у донних відкладах пригреблевої ділянки Кременчуцького водосховища у 2002 р. (середні по акваторії величини).

Виявлено зв'язки показників пігментного фонду донних відкладів із деякими параметрами водного середовища досліджених водних об'єктів. Зокрема, у річках басейну Прип'яті спостерігався зворотний зв'язок між вмістом хлорофілу а у відкладах і мінералізацією води та прямий - з концентрацією мінерального азоту (рис.2). При розрахунках використовувалися значення показників хімічного складу води, які наведено у монографії „Экологическое состояние...”, 2002.

Встановлені закономірності узгоджується із даними щодо впливу мінералізації води і вмісту сполук азоту на концентрацію хлорофілу а фітопланктону дніпровських водосховищ (Ліщук, 2007).

Виявлено також зв'язок вмісту рослинних пігментів із окремими показниками донних відкладів, кількісні значення яких наведено у літературі (Дмитриева и др..., 2006). Зокрема, спостерігалася зворотна залежність концентрації пігментів від об'ємної маси донних відкладів пригреблевої ділянки Кременчуцького водосховища (rs = -0,76, P0,05), та пряма -- від концентрації у них органічного вуглецю (rs = 0,88, P0,05). Аналогічні закономірності зареєстровано і на водосховищах Волги (Сигарева, 2006).

Порівняльна оцінка Ферментативної активності в донних відкладах водних об'єктів басейну Дніпра

Дослідження, виконані на різнотипних водних об'єктах, показали, що розподіл ферментів у донних відкладах, як це зазначено і відносно рослинних пігментів, характеризується значною гетерогенністю. Як приклад, у табл. 2 наведено дані щодо цих характеристик на пригреблевій ділянці Кременчуцького водосховища.

Таблиця 2 Діапазон мінливості ферментативної активності у донних відкладах пригреблевої ділянки Кременчуцького водосховища (2002 р.)

Пункт відбору проб	Тип ДВ	Активність
		пероксидаз, мг БХ / г год	дегідрогеназ, мкг ТФФ / г год	фосфатаз, мкг ФФт / г год
			реальна	потенційна
У р-ні с. Нагорне	піски	3,3?10,2	0,5?0,7	0,7?1,9	21,0?33,8
Вище Світловодська		3,5?10,7	0,5?0,8	0,8?1,3	27,0?35,4
У р-ні Світловодська	мули	9,3?28,4	9,9?11,0	61,6?105,2	39,4?86,5
У районі дамби		5,5?21,3	8,0?22,6	34,8?65,7	96,8?220,8

Примітки: ДВ -- донні відклади; БХ -- бензохінон; ТФФ -- трифенілформазан; ФФт -- фенолфталеїн.

Встановлено, що ферментативна активність у донних відкладах змінюється залежно від їх типу та діагностичних ознак, сезону року, гідрологічного режиму водного об'єкту, рівню забруднення та інших чинників. Наприклад, середні значення пероксидазної активності в донних відкладах руслової частини Каховського водосховища, переважно піщанистих, були у 4,5 рази нижчими, ніж мулистих донних відкладів озерної частини Запорізького водосховища. Аналогічна закономірність спостерігалася на пригреблевій ділянці Кременчуцького водосховища (див. табл. 2).

Дегідрогеназна активність в донних відкладах річок і водосховищ басейну Дніпра коливається у більш широких межах, ніж пероксидазна. Наприклад, пероксидазна активність у донних відкладах річок басейну Десни у травні 2001 р відрізнялася залежно від пункту досліджень приблизно у 3 рази, сумарна фосфатазна активність ? у 10 разів, а дегідрогеназна активність ? у 260 разів (табл.3). У донних відкладах річок басейну Прип'яті в цей період активність пероксидаз коливалася від 3,4 до 7,3 мг бензохінону / г год, а дегідрогеназ -- від 0,7 до 342,0 мкг трифенілформазана / г год.

Встановлено, що як у водотоках, так і у водосховищах, активність пероксидаз у донних відкладах, суттєво змінюється залежно від показників кисневого режиму (рис. 3).

Таблиця 3 Ферментативна активність у донних відкладах річок басейну Десни (травень 2001 р.)

Пункт відбору проб	Активність ферментів
	пероксидаз, мг БХ / г год	дегідрогеназ, мкг ТФФ / г год	фосфатаз, мкг ФФт / г год
		реальна	потенційна
Десна, вище Чернігова	7,38 ± 0,78	8,6 ± 1,0	181,2 ± 11,7	14,1 ± 0,65
Десна, нижче Чернігова	11,59±1,31	0,6 ± 0,2	2,6 ± 0,5	24,0 ± 1,00
Десна, у с. Камінь	9,84 ± 0,86	156,5 ± 7,1	420,3 ± 23,2	21,0 ± 1,39
Десна, у районі гирла	7,73 ± 0,66	31,2 ± 1,9	183,6 ± 21,8	17,0 ± 0,90
Снов, у с. Гірськ	4,04 ± 0,40	92,3 ± 4,5	124,9 ± 15,8	4,4 ± 0,40
Судость, у с. Грем'яч	10,19 ±0,80	84,3 ± 12,2	394,4 ± 13,6	23,6 ± 0,95
Сейм, у с. Піски	11,24 ± 1,36	131,0 ± 11,0	282,5 ± 19,7	46,0 ± 1,91

Примітки: БХ -- бензохінон; ТФФ -- трифенілформазан; ФФт -- фенолфталеїн.

Активність цього ферменту також тісно пов'язана із вмістом у донних відкладах рослинних пігментів (див. рис.3). Це вказує на те, що водорості є одним із джерел збагачення донних відкладів органічною речовиною.

Зв'язок активності пероксидаз (АП) у донних відкладах річок басейну Прип'яті з насиченістю води киснем (а) та з вмістом у донних відкладах хлорофілу а у сумі з феопігментами (б), 2000 р., 2001 р.

Виявлені певні відмінності в реакції окремих ферментів у донних відкладах на забруднення їх важкими металами (рис.4 ). У досліджених річках басейнів Прип'яті та Десни максимальний негативний вплив на ферментативну активність у донних відкладах чинить забруднення їх Cu та Ni. Серед ферментів найбільш чутливими до забруднення донних відкладів важкими металами виявилися дегідрогенази.

Вплив забруднення донних відкладів річок Прип'яті й Десни важкими металами та миш'яком на активність ферментів

а - потенційна дегідрогеназна активність (ПАД), б ? сумарна активність фосфатаз (САФ), ТФФ - трифенілформазан, ФФт - фенолфталеїн.

Встановлено, що величина активності ферментів у донних відкладах та її динаміка залежать від рівня трофності водних об'єктів. У період „цвітіння” води синьозеленими водоростями у Кременчуцькому і Дніпродзержинському водосховищах, а також у політрофній водоймі - Північна Прорізь (рис. 5) спостерігалося зниження активності ферментів групи оксидоредуктаз у донних відкладах одночасно зі зменшенням потенційної здатності води до самоочищення. пігментний ферментативний активність гідроекосистема

Динаміка потенційної здатності води до самоочищення (ZГЛ) і БСК1 та активності пероксидаз (АП) і дегідрогеназ (ПАД) у донних відкладах Північної Прорізі, 2002 р. БХ - бензохінон, ТФФ - трифенілформазан.

Встановлена закономірність пов'язана з негативним впливом на мікроорганізми планктону та бентосу токсичних метаболітів вказаних водоростей.

Виявлені відмінності в активності ферментів у донних відкладах водних об'єктів різних водозбірних басейнів. Наприклад, середні значення активності ферментів у донних відкладах Прип'яті та її приток, як і показників пігментного фонду, були нижчими, ніж у донних відкладах річок басейну Десни.

Вплив антропогенних чинників на формування пігментного фонду і ферментативну активність у донних відкладах поверхневих вод

Одним із потужних джерел антропогенного впливу на екологічний стан водних об'єктів є надходження до них забруднюючих речовин від населених пунктів (Методические основы..., 1997). З метою оцінки біоіндикаційної значимості показників пігментного фонду і ферментативної активності у донних відкладах, у 1998-2000 роках було проаналізовано зміни цих параметрів у Сіверському Дінці (у межах Харківської області) під дією згаданого чинника.

Встановлено, що нижче міст за течією ріки потенційна здатність води Сіверського Дінця до самоочищення, як правило, зростає, тобто спрацьовують гомеостатичні механізми саморегуляції екосистеми. Так, вище Змієва потенційна самоочисна здатність річкової води складала в середньому у період досліджень 1,32 ± 0,40 мг 02 / дм3, а нижче міста -- 3,04 ± 0,36 мг02 / дм3. Ця закономірність порушувалася при надходженні до водотоку значної кількості токсичних речовин, як це мало місце, наприклад, нижче Ізюму у квітні 1999 року. Слід підкреслити, що різниця у значеннях потенціалу самоочисної здатності води вище та нижче міст за течією річки була статистично вірогідною (t0.05 = 2,201, tфакт. = 2,531).

Виявлено, що одночасно зі зростанням потенційної самоочисної здатності водного середовища в пунктах, розташованих нижче міст, у більшості випадків збільшується і пероксидазна активність донних відкладів.

7. Активність пероксидаз (АП) у донних відкладах Уди, Сіверського Дінця (1998 ? 2000 рр.) та Десни (2000 р., 2001 р.) поблизу міст

Так, у 1998 році вище Змієва пероксидазна активність донних відкладів становила 12,7 ± 1,22, а нижче ? 25,1 ± 3,11 мг бензохінону / г · год. Аналогічна закономірність спостерігалася на річці Уда нижче Харкова та на Десні нижче Чернігова.

Дегідрогеназна активність у донних відкладах Сіверського Дінця, на відміну від активності пероксидаз, зазвичай, знижувалася нижче міст. Наприклад, у травні 1999 року нижче Змієва вона зменшилася у 8,5 разів порівняно з пунктом, який розташований вище міста. Аналогічна закономірність спостерігалася на Десні нижче Чернігова (див. табл. 3). Знижувалася також і питома дегідрогеназна активність у розрахунку на одну мікробну клітину (рис. 8). Причиною цього є те, що дегідрогеназна активність донних відкладів пов'язана з активною життєдіяльністю мікроорганізмів, а окислювальні ферменти, зокрема пероксидаза, можуть зберігати свою активність і при відсутності останніх. Більш високу чутливість дегідрогеназ порівняно з окислювальними ферментами відзначали й інші автори (Галиулин, 1989).

Питома потенційна активність дегідрогеназ (ППАД) у донних відкладах Сіверського Дінця (1998 ? 2000 рр.) та Десни (2000 р., 2001 р.) поблизу міст.

Результати досліджень окислювально-відновлювальних ферментів у донних відкладах Сіверського Дінця та Десни свідчать про доцільність використання активності цих ферментів для індикації екологічного стану водних об'єктів.

Не менш показовими характеристиками антропогенного впливу на гідроекосистеми виявилися й показники активності фосфатаз. У пунктах нижче міст відмічено зростання фосфатазної активності донних відкладів порівняно з пунктами, які розташовані вище за течію. Наприклад, у 2000 році нижче Ізюму сумарна фосфатазна активність донних відкладів збільшилася порівняно з пунктом вище міста в 1,8 разів, при цьому активність кислих фосфатаз зросла у 5,5, нормальних - у 1,6, лужних - у 1,4 рази.

Виявлено, що зростання активності кислих фосфатаз у пунктах нижче міст спостерігається дещо частіше, ніж нормальних і лужних. Це може бути пов'язано зі зміною хімічного складу донних відкладів внаслідок надходження забруднюючих речовин, а також із різницею у видовому складі мікроорганізмів бентосу згаданих пунктів. Дисперсійний аналіз результатів досліджень показав, що відмінності у сумарній фосфатазній активності донних відкладів між пунктами, розташованими вище та нижче міст, статистично вірогідні (F0.05 =.4,45; F0.01 = 8,40; Fфакт. = 12,23), це свідчить про інформативність згаданого показника.

Відзначено відмінності у співвідношенні активностей досліджених форм фосфатаз (кислої, нейтральної та лужної) у донних відкладах водних об'єктів, розташованих у різних фізико-географічних зонах (рис. 9), що відображає розбіжності в умовах формування поверхневого стоку та функціонування організмів бентосу.

Співвідношення активності окремих форм фосфатаз у донних відкладах приток Дніпра та Сіверського Дінця

Встановлено, що у пунктах, розташованих нижче міст за течію ріки, одночасно із зростанням фосфатазної активності донних відкладів збільшується також чисельність гетеротрофних мікроорганізмів бентосу. Спостерігається вірогідний прямий зв'язок між згаданими показниками (rs = 0,89, P0.05). При цьому питома фосфатазна активність донних відкладів у розрахунку на одну клітину зменшується нижче міст, так само, як питома активність пероксидаз і дегідрогеназ, що свідчить про менш сприятливі умови для функціонування мікрофлори в цих пунктах.

У донних відкладах Сіверського Дінця нижче міст змінюється також вміст рослинних пігментів. Наприклад, середня концентрація хлорофілу а в донних відкладах ріки вище Змієва складала 8,65 ± 1,36, а нижче міста ? 24,0 ± 8,42 мкг / г сухого ґрунту. Збільшення кількості пігментів у донних відкладах ріки нижче населених пунктів можна пояснити надходженням до водотоку біогенних речовин з недостатньо очищеними стічними водами й поверхневим стоком із міської території та зростанням внаслідок цього трофності вод. Результати дисперсійного аналізу свідчать, що різниця між вмістом рослинних пігментів у донних відкладах ріки вище та нижче населених пунктів є статистично вірогідною (F0.05 = 4,30; F0.01 = 7,94; Fфакт. = 9,51). Цей висновок демонструє діагностичне значення пігментних показників для оцінки стану водних екосистем.

Результати досліджень, виконаних у 2004 році на узбережних акваторіях Феодосійської затоки поблизу місць надходження зливових вод з території м. Феодосії, дозволили дійти висновку, що біологічні показники, а саме потенційна здатність вод до самоочищення, вміст рослинних пігментів, чисельність гетеротрофних мікроорганізмів та дегідрогеназна активність сестону є добрими біомаркерами при оцінці умов функціонування не тільки прісних, але й морських екосистем.

ВИСНОВКИ

1. Встановлені кількісні характеристики та особливості просторового й часового розподілу вмісту рослинних пігментів і активності ферментів у донних відкладах різнотипних водних об'єктів басейнів Дніпра і Сіверського Дінця. Показано, що величини цих показників залежать від географічного положення водного об'єкту, трофічного статусу, гідрологічного режиму, сезону року, типу донних відкладів, рівня антропогенного навантаження. Доведена висока чутливість досліджуваних характеристик до порушень екологічного стану водних екосистем.

2. Виявлено, що показники вмісту рослинних пігментів і активності ферментів у донних відкладах досліджуваних водних об'єктів характеризуються значною амплітудою коливань як у просторі, так і у часі. Дегідрогеназна активність знаходиться в межах від 0,4 до 342,0 мкг ТФФ / г год (іноді не виявляється взагалі), пероксидазна -- від 0,9 до 47,8 мг бензохінону / г год, сумарна фосфатазна -- від 0,9 до 220,8 мкг фенолфталеїну / г год. Вміст хлорофілу а у сумі з феопігментами коливається від 0,1 до 436,7 мкг / г сухої ваги відкладів.

3. Показано, що вміст рослинних пігментів у донних відкладах лентичних екосистем у середньому вищий, ніж лотичних. Концентрація хлорофілу а з феопігментами у донних відкладах досліджених річок коливається від 0,10 ± 0,03 до 77,0 ± 5,86 мкг / г, а водойм -- від 1,00 ± 0,16 до 436,71± 23,91 мкг / г сухого ґрунту. Відмічено зростання концентрацій хлорофілу а при переході від річкових до озерних ділянок водосховищ та у гирлах річок, що віддзеркалює специфіку процесів розвитку їх альгоугруповань та формування пігментного фонду.

4. Встановлено прямий вірогідний зв'язок концентрації хлорофілу а у сумі з феопігментами у донних відкладах із вмістом у них вуглецю (rs = 0,88, P0,05) і зворотній - з мінералізацією води (rs = -0,738, P0,05) та об'ємною масою донних відкладів (rs = - 0,76, P0,05). Виявлено, що при високих концентраціях важких металів у донних відкладах спостерігається зниження вмісту рослинних пігментів.

5. Донні відклади річок і водосховищ Дніпра характеризуються у більшості випадків високою фосфатазною активністю, що свідчить про значний вміст у них фосфорорганічних сполук та їх інтенсивну трансформацію. Серед досліджених приток Дніпра найбільша сумарна фосфатазна активність (157,1 ± 5,56 мкг фенолфталеїну / г сухого ґрунту·год) зафіксована у донних відкладах р. Ворскли, найменша ? р. Горині (0,85 ± 0,17 мкг фенолфталеїну /г ·год).

6. Виявлено вплив фізико-географічної зональності на співвідношення активностей різних форм фосфатаз. у донних відкладах. Так, відсоток кислих фосфатаз у сумарній фосфатазній активності донних відкладів Десни та Прип'яті приблизно у 2 рази вищий, ніж Сіверського Дінця, що відображає розбіжності в умовах формування поверхневого стоку та функціонування організмів бентосу.

7. Встановлено закономірності зв'язку між активністю ферментів та деякими показниками донних відкладів і якості води. Виявлено пряму залежність потенційної дегідрогеназної активності від чисельності анаеробних гетеротрофних мікроорганізмів (rs = 0,75, P0.05) і вмісту органічного вуглецю у донних відкладах (rs = 0,78, P0.05) та зворотну ? від їх об'ємної маси (rs = - 0,72, P0.05). Зафіксовано прямий зв'язок між пероксидазною активністю і рівнем насичення води киснем (rs = 0,71, P0.05) та вмістом рослинних пігментів у донних відкладах (rs = 0,82, P0.05), а також між сумарною фосфатазою активністю і концентрацією у донних відкладах органічного вуглецю (rs = 0,94, P0.05) та чисельністю гетеротрофних мікроорганізмів (rs = 0,89, P0.05).

8. Виявлено взаємозв'язок між потенційною здатністю вод до самоочищення та показниками пігментного фонду і ферментативної активності у донних відкладах водосховищ та невеликих водойм. Під час „цвітіння” води синьозеленими водоростями спостерігається зниження потенційної здатності вод до самоочищення і одночасне пригнічення у донних відкладах активності ферментів групи оксидоредуктаз.

9. На прикладі Сіверського Дінця показано, що надходження до річок забруднюючих речовин із побутовими стічними водами від населених пунктів супроводжується, як правило, зростанням потенційної здатності вод до самоочищення, збільшенням вмісту пігментів у донних відкладах, зростанням в них чисельності гетеротрофних мікроорганізмів та активності пероксидаз і фосфатаз. Дегідрогеназна активність і її питомі значення у розрахунку на одну бактеріальну клітину у донних відкладах станцій, розташованих нижче міст, навпаки знижуються, що свідчить про погіршення умов функціонування бактеріобентосу.

10. Аналіз комплексу показників вмісту рослинних пігментів та активності ферментів у донних відкладах з урахуванням впливу природних та антропогенних чинників є достатньо інформативним для характеристики умов функціонування альгоугруповань і мікрофлори та може бути рекомендований для біоіндикації екологічного стану водних екосистем.

СПИСОК ОСНОВНИХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Верниченко-Цветков Д.Ю. Оценка состояния водных экосистем по пигментным показателям альгофлоры / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Проблеми екології та охорони природи техногенного регіону: межвед. сб. науч. работ Донецкого национального университета. -- Донецк: ДонНУ, 2007. -- Вип. 7. -- С. 30--34.

2. Верниченко-Цветков Д.Ю. Мікробіологічні та біохімічні характеристики прибережних вод Феодосійської затоки, що спостерігалися у липні 2004 р. / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Екологія моря. -- 2008. -- Вып. 75. -- С. 5--8.

3. Верниченко-Цветков Д.Ю. Пероксидазна активність донних відкладів Дніпра та його приток / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Наук. вісник Чернівецького університету. Біологія: зб. наук. праць. -- Чернівці : „Рута”, 2008. -- Вип. 373. -- С. 231-- 236.

4. Верниченко-Цветков Д.Ю. Показатели экологического состояния прибрежных морских вод вблизи г. Феодосии / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Экосистемы Крыма, их оптимизация и охрана: темат. сб. науч. трудов Таврического национального университета. -- Симферополь: ТНУ, 2008. -- Вып. 18. -- С. 57-- 61.

5. Верниченко-Цветков Д.Ю. Порівняльний аналіз динаміки біохімічних характеристик процесів формування якості води у водоймах різної трофності / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Вісник Черкаського університету: сер. біолог. науки. -- Черкаси: ЧНУ, 2008. -- Вип. 128. -- С. 13--19.

6. Верниченко-Цветков Д.Ю. Фосфатазная активность донных отложений Северского Донца (в пределах Харьковской обл.) / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Гидробиол. журн. -- 2008. -- Т.44. -- № 5. -- С.69--77.

7. Верниченко-Цветков Д.Ю. Фотосинтетические пигменты в донных отложениях Северского Донца (в границах Харьковской области) / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Питання біоіндикації та екології: період. наук. вид. Запорізького національного університету. -- Запоріжжя: „Просвіта”, 2008. -- Вип. 13. -- № 1. -- С. 53--61.

8. Деклараційний патент на корисну модель 11704. Україна. МПК (2006)GO1N 33/18 C12F 3/04 (2006.01). Спосіб визначення потенційної самоочисної здатності природних вод / Д.Ю. Верниченко-Цветков, О.О. Дмитрієва; заяв. УкрНДІЕП. --№ 200504587; заяв. 16.05 2005; опубл. 16.01. 2006. Бюл. № 1. -- 6 с. (формулювання тексту моделі, розробка оціночної шкали, підготівка прикладів).

9. Верниченко-Цветков Д.Ю. Оцінка екологічного стану водних об'єктів за допомогою показників ферментативної активності донних відкладень / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Проблеми охорони навколишнього середовища та екологічної безпеки: зб. наук. праць УкрНДІЕП / ювіл. вип. XXX 1971?2001. -- Харків, 2001. -- С. 144--150.

10. Дмитриева Е.А. Микробиологические и биохимические характеристики экологического состояния приплотинного участка Кременчугского водохранилища / Е.А. Дмитриева, Г.А. Верниченко, Ю.В. Никольченко, Д.Ю. Верниченко-Цветков // Захист довкілля від антропогенного навантаження. ? Харків ? Кременчук: РА „Експерт”, 2002. -- Вип. 6 (8). -- С. 49--56. (визначення пігментних та ензиматичних показників, участь у написанні статті).

11. Верниченко-Цветков Д.Ю. Оцінка екологічного стану водних об'єктів за ензимологічними й пігментними характеристиками донних відкладень / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Проблеми охорони навколишнього середовища та екологічної безпеки: зб. наук. праць УкрНДІЕП. -- Харків: „Факт”. -- 2004. -- С. 293--303.

12. Верниченко-Цветков Д.Ю. Ферментативна активність донних відкладень як показник інтенсивності самоочищення водних екосистем / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Проблеми охорони навколишнього середовища та екологічної безпеки: зб. наук. праць УкрНДІЕП. ? Харків: Вид. Дім „Райдер”, 2005. -- С. 291--303.

13. Верниченко-Цветков Д.Ю. Еколого - біохімічна характеристика стану донних відкладів Прип'яті та її приток / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія: період. наук. зб. Київського національного університету. -- К.: ВГЛ „Обрії”, 2006. -- Т. 9. -- С. 163--172.

14. Верниченко-Цветков Д.Ю. Потенциальная способность поверхностных вод к самоочищению / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Естественные и технические науки. -- М. -- 2006. -- № 1. -- С. 106--108.

15. Дмитриева Е.А. Комплексная оценка экологического состояния вод приплотинного участка Кременчугского водохранилища / Е.А. Дмитриева, Д.Ю. Верниченко-Цветков, Т.В. Шевченко // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. -- 2006. -- № 3. -- С. 45--53. (визначення пігментних та ензиматичних показників води і донних відкладів, участь у написанні статті).

16. Верниченко-Цветков Д.Ю. Комплексная оценка качественного состояния донных отложений поверхностных вод / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Естественные и технические науки. -- М. -- 2006. -- №4 (24). -- С119--123.

17. Верниченко-Цветков Д.Ю. Аналіз методів оцінки якісного стану донних відкладів водних об'єктів / Д.Ю. Верниченко-Цветков // Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія: період. наук. зб. Київського національного університету. -- К.: ВГЛ „Обрії”, 2007. -- Т. 12. -- С. 31--40.

АНОТАЦІЇ

Верниченко-Цветков Д.Ю. Рослинні пігменти і ферментативна активність в донних відкладах різнотипних водних об'єктів. ? Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 03.00.17 ? гідробіологія. ? Інститут гідробіології НАН України, Київ, 2010.

Встановлені кількісні характеристики та проаналізовано особливості просторового й часового розподілу вмісту рослинних пігментів і активності ферментів у донних відкладах різнотипних водних об'єктів басейнів Дніпра та Сіверського Дінця. Показано залежність величин цих показників від географічного положення водного об'єкту, трофічного статусу, гідрологічного режиму, сезону року, типу донних відкладів, рівня антропогенного навантаження.

Встановлено, що вміст рослинних пігментів у донних відкладах лентичних екосистем у середньому вищий, ніж лотичних. Виявлено зв'язки показників пігментного фонду і ферментативної активності донних відкладів із іншими параметрами водних екосистем. Встановлено зниження потенційної здатності вод до самоочищення та одночасне пригнічення у донних відкладах активності ферментів групи оксидоредуктаз під час „цвітіння” води у водосховищах та малих водоймах.

Проаналізовано вплив стічних вод населених пунктів на вміст рослинних пігментів і ферментативну активність у донних відкладах Сіверського Дінця. Доведена висока чутливість показників пігментного фонду і активності ферментів у донних відкладах та рекомендовано їх використання для біоіндикації екологічного стану водних екосистем.

Ключові слова: донні відклади, рослинні пігменти, ферментативна активність, потенциал самоочищення, водні екосистеми.

Верниченко-Цветков Д.Ю. Растительные пигменты и ферментативная активность в донных отложениях разнотипных водных объектов. ? Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.17 ? гидробиология. ? Институт гидробиологии НАН Украины, Киев, 2010.

Выполнена сравнительная оценка содержания растительных пигментов и активности ферментов в донных отложениях разнотипных водных объектов бассейнов Днепра и Северского Донца. Установлено, что основными факторами, определяющими величины этих показателей, являются географическое положение водного объекта, его гидрологический режим, трофический статус, тип донных отложений, уровень и характер антропогенной нагрузки.

Показано, что содержание растительных пигментов в донных отложениях водоёмов в среднем выше, чем водотоков. Выявлены зависимости содержания растительных пигментов и ферментативной активности в донных отложениях от ряда гидрологических и гидрохимических параметров водных экосистем. Так, установлена прямая связь между концентрацией хлорофилла а с феопигментами и содержанием в донных отложениях органического углерода и обратная ? с минерализацией воды. Обнаружена также прямая зависимость активности дегидрогеназ от численности анаэробных микроорганизмов и обратная - от объемной массы донных отложений.

Установлены различия в диапазоне изменчивости показателей активности отдельных ферментов в донных отложениях водных объектов, а также в их чувствительности к влиянию антропогенных факторов; наибольший коэффициент варьирования выявлен у дегидрогеназ. Показано, что в период „цветения” водоёмов снижается потенциальная способность воды к самоочищению и уменьшается активность окислительно-восстановительных ферментов в донных отложениях.

Выявлено влияние сточных вод, которые поступают в водный объект от населенных пунктов, на ряд биологических показателей: потенциальную способность воды к самоочищению, численность гетеротрофных микроорганизмов, содержание растительных пигментов и активность ферментов в донных отложениях. Показана высокая чувствительность исследованных биологических показателей к антропогенной нагрузке и рекомендовано их использование в целях биоиндикации экологического состояния водных экосистем.

Ключевые слова: донные отложения, растительные пигменты, ферментативная активность, потенциал самоочищения, водные экосистемы.

Vernichenko-Tsvetkov D. Ju. The vegetal pigments and enzymatic activity in the sediments of different type water bodies. - Manuscript.

Thesis for the Degree of Candidate of Biological Sciences by specialization 03.00.17 - Hydrobiology. - Institute of Hydrobiology National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2010.

The quantity levels, space and time distribution of the vegetal pigment concentrations and enzyme activity in the sediments from the different type water bodies, situated in the Dnipro and Siversky Donetz river basins, is reported. The dependence of these indices on the geographic situation, trophic level and hydrological regime of water bodies, sediment type and anthropogenic pressure is established. It is shown, that the vegetal pigment concentrations in lenthic hydroecosystem sediments are higher, then in lothic. The correlations between the pigment and enzyme indices of sediments and the range of other parameters of water bodies are described. The simultaneous increase of the water self-purification potential and the sediment oxidoreductase activity in “blooming” waters is shown. The influence of the sewage waters on the vegetal pigment concentrations and enzyme activity in the sediments of Siversky Donetz River is analyzed. The high sensitiveness of the pigment and enzyme indices of sediments to anthropogenic pressure is shown. The parameters of vegetal pigment concentrations and enzyme activity in sediments are recommended for the diagnostic of water ecosystems state.

Key words: sediments, vegetal pigments, enzyme activity, self-purification potential, water ecosystems.

Размещено на Allbest.ru

...