Эколого-генетическая оценка качества воды родников г. ростова-на-дону методом биотестирования с использованием светящихся бактерий
На правах рукописи
Кхатаб Зозк Сардар ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ РОДНИКОВ Г. РОСТОВА-НА-ДОНУ МЕТОДОМ БИОТЕСТИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВЕТЯЩИХСЯ БАКТЕРИЙ 03.02.08 – экология (биологические наук
и) 03.02.07 – генетика
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Ростов-на-Дону - 2013 2
Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» (г. Ростов-на-Дону) кандидат биологических наук, доцент Научные руководители:
Сазыкина Марина Александровна доктор биологических наук, старший научный сотрудник Чистяков Владимир Анатольевич
Официальные оппоненты: Бакаева Елена Николаевна доктор биологических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник Южного отдела Института водных проблем РАН Колмакова Татьяна Сергеевна доктор биологических наук, доцент, заведующая кафедрой медицинской биологии и генетики Ростовского государственного медицинского университета
Ведущая организация: Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства, г. Ростов-на-Дону
Защита диссертации состоится 1 марта 2013 г. в 15.00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.32 по биологическим наукам при Южном федеральном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Б.Садовая, 105, ЮФУ, ауд.
304, e-mail: [email protected], факс: (863)263-87-23).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южного федерального университета по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.
Автореферат разослан 24 января 2013 г. и размещен в сети Интернет на сайте ЮФУ www.sfedu.ru и на сайте Минобрнауки России www.vak.ed.gov.ru
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук Денисова Т.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Загрязнение водоемов особенно опасно на фоне общей нехватки пресной воды. Согласно современным российским нормативным документам: «качество воды – характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования» (ГОСТ 17.1.1.07). Определенный уровень качества воды необходим для стабильного существования биосферы. Так, присутствие токсических химических веществ в поверхностных водах суши чаще всего является основной причиной гибели гидробионтов, исчезновения не только отдельных видов, но и крупных таксонов (Бакаева, Никаноров, 2006) Под токсичностью воды до недавнего времени понимали только присутствие загрязняющих веществ в концентрациях выше ПДК (ГОСТ 27065 85 (СТ СЭВ 5184-85)). Но оценка риска загрязнения осложняется его комплексной природой. По мнению Бакаевой и Никанорова (2006), понятие «токсичность» следует расценивать как интегральную характеристику качества воды, обусловленную проявлением негативных для водной среды свойств присутствующих в ней химических веществ.
Такой подход определяет необходимость использования биотестов, которые дают возможность обнаружить способность исследуемого образца вызывать токсические эффекты, в том числе поражать определенные классы биомолекул. Особого внимания заслуживает мониторинг генотоксинов – веществ, способных повреждать генетический аппарат. Развитие обоих вышеназванных методических подходов, объединение их в общий аналитический блок является актуальной задачей.
Удобной моделью для разработки проблематики, связанной с системами мониторинга качества водной среды, являются городские родники. Каждый источник является самостоятельным водоемом со своими гидрохимическими особенностями и характерным спектром антропогенного загрязнения. Это позволяет организовать получение разнообразных проб в минимальное время на небольшой территории.
Важное место среди тест-объектов, применяемых при разработке новых методов биотестирования токсичности водной среды, занимают светящиеся бактерии. Природные их штаммы и генно-инженерные конструкции могут быть использованы в качестве биологической основы биосенсоров, позволяющих в режиме on-line регистрировать гибель, либо изменение параметров метаболизма живых систем. Биолюминесцентные тесты на общую токсичность и генотоксичность достаточно широко применяются в современной экотоксикологии. Однако, ввиду того, что многие из антропогенных токсикантов действуют по прооксидантному механизму, мы сочли необходимым усилить нашу батарею тестов методами детекции прооксидантной активности.
Кроме того, ввиду актуальности проблемы загрязнения городских сточных вод ртутью и мышьяком, были использованы тест-системы для оценки содержания этих металлов.
Цель работы: Исследование генетико-токсикологических характеристик воды родников г. Ростова-на-Дону на основе применения репрезентативного набора биотестов на основе светящихся бактерий.
Задачи исследования:
1. Оптимизация набора биотестов на основе светящихся бактерий и их протоколов с целью повышения чувствительности к токсикантам различной природы.
2. Оценка токсичности воды родников г. Ростова-на-Дону с помощью репрезентативного набора биотестов.
3. Сопоставление данных биотестирования и химического анализа приоритетных поллютантов.
4. Анализ принципов и перспектив формирования комплекса методов оценки качества природных вод, объединяющих химический анализ и биотестирование.
Научная новизна результатов. Впервые апробирована на приоритетных токсикантах и природных образцах воды родников г. Ростова-на-Дону батарея экспресс-тестов на основе светящихся бактерий, с временем ответа, не превышающим 2 часа, позволяющая определять интегральную токсичность, генотоксичность, прооксидантную активность, а также оценивать присутствие ртути и мышьяка.
Впервые, на основе четырехлетнего мониторинга, получены данные по токсичности, генотоксичности и проооксидантной активности воды родников, расположенных на территории г. Ростова-на-Дону.
Впервые в воде родников г. Ростова-на Дону проведено определение содержания ряда приоритетных токсикантов: ртути, полиароматических углеводородов (ПАУ), полихлорированных бифенилов (ПХБ). Показано наличие в пробах канцерогенных ПАУ.
Впервые проведено сопоставление данных по токсичности и генотоксичности воды родников г. Ростова-на-Дону, полученных при помощи вышеназванных биотестов, с данными по содержанию в воде группы приоритетных токсикантов.
Научно-практическая значимость работы. Проведенные исследования позволили сформировать батарею экспресс-тестов на основе светящихся бактерий, с временем ответа, не превышающим 2 часа, позволяющаю определять интегральную токсичность, генотоксичность, прооксидантную активность проб воды, а также оценивать присутствие в них ртути и мышьяка.
Данный набор тест-систем может быть применен для решения широкого спектра экотоксикологических задач.
Результаты четырехлетнего мониторинга токсичности воды родников г. Ростова-на-Дону свидетельствуют о системном характере загрязнения этих водоемов. Особую опасность несет загрязнение воды всех исследованных родников генотоксинами. Выявление количественных параметров загрязнения токсичными веществами родниковой воды позволит проводить направленный поиск источников загрязнения. Выявленные факты являются основанием для разработки комплексной программы улучшения качества воды городских водоемов г. Ростова-на-Дону, неотъемлемой частью которой должно быть внедрение в практику системы биомониторинга.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Подбор оптимальной плотности суспензий клеток биосенсорных штаммов позволяет добиться максимальной чувствительности при определении интегральной токсичности, генотоксичности, прооксидантной активности проб воды, а также оценки присутствия в них ртути и мышьяка.
2. Загрязнение воды родников г. Ростова-на-Дону токсичными веществами, в том числе способными повреждать генетический аппарат и вызывать прооксидантные эффекты, носит масштабный характер.
3. Данные по корреляции генотоксичности, прооксидантной активности и содержанию приоритетных токсикантов позволяют предположить участие в развитии прооксидантного эффекта и генотоксичности соединений, родственных полиароматическим углеводородам (ПАУ).
4. Использование бактериальных люминесцирующих биосенсоров позволяет в результате проведения первичного скрининга отобрать для более подробного исследования пробы, загрязненные токсичными веществами. Исключение из перечня анализируемых «чистых» проб значительно ускоряет и повышает эффективность проведения исследования.
Апробация работы. Результаты диссертации доложены на Международной конференции «Антропогенная трансформация природной среды» (Пермь, 2010);
XV Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» с элементами молодежной научной школы (Новосибирск, 2010);
4-й Международной телеконференции «Фундаментальные науки и практика» (Томск, 2011);
5-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов» (Саратов, 2011);
Семнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (25 марта 2011 г. - 1 апреля 2011 г., г. Екатеринбург): IV Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины» (г. Ростов-на-Дону, 2011);
Международной конференции «Биология – наука XXI века» (Москва, 24 мая 2012 г.);
I Международном биологическом конгрессе Кыргызстана (24- сентября 2012 г.). (Бишкек, 24-26 сентября 2012) и Ученых Советах НИИ биологии ЮФУ.
Конкурсная поддержка работы. Автор как исполнитель участвовал в работе по грантам, поддержанных Министерством образования и науки Российской Федерации в рамках АВЦП (№ 2.1.1/5028 «Мониторинг загрязнения окружающей среды при помощи бактериальных lux-биосенсоров» и ФЦП «Исследование экотоксикологических параметров и бактериального загрязнения сточных вод г. Ростова-на-Дону и г. Мюнхена», соглашение № 14.A18.21.0851.
Личный вклад автора. Основу диссертации составляют данные, полученные автором в 2009-2012 гг. Автор принимал личное участие на всех этапах работы, а именно: формулировка проблемы, постановка целей и задач, планирование и проведение экспериментов. По результатам исследований автором или научным коллективом с участием автора опубликованы научные работы, где проанализированы и определены основные результаты диссертации.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, 6 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы.
Диссертация изложена на 184 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов исследования, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов и списка использованной литературы;
содержит 31 таблицу, рисунка. Список литературы включает 212 источников, из них 62 источника отечественных и 150 зарубежных авторов.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Пробы воды для исследований отбирали в количестве 1-5 литров. В течение весны и лета 2009 г. - на акватории 19 родников;
в июле 2010 г. - на акватории 8 родников;
в октябре и ноябре 2011 г. - на акватории 15 родников;
в марте 2012 г. - на акватории 12 родников г. Ростова-на-Дону.
В работе использована батарея люминесцирующих бактериальных биосенсоров, полученных путём трансформации клеток E. coli гибридными плазмидами, несущими lux-оперон под контролем необходимых промоторов Также был использован природный штамм Vibrio, выделенный из воды Черного моря (Vibrio aquamarinus sp. nov.VNB 15 ВКПМ В-11245) ( табл. 1).
Измерение люминесценции проводилось на микропланшетном люминометре LM–01T (Immunotech).
В качестве меры интегральной токсичности, оцениваемой по подавлению свечения, использовали индекс токсичности «ИТ», (ИТ = 100 % Ik-Io /Ik, где Ik и Io, соответственно, интенсивность свечения контроля и опыта при фиксированном времени экспозиции исследуемого раствора с тест-объектом).
Таблица 1 – Люминесцирующие бактериальные биосенсорные штаммы, их родовое и видовое название, номер, область применения Родовое и видовое № название культуры, номер или Область применения штамма наименование штамма Vibrio aquamarinus sp.nov.
контроль общей (интегральной) 1.
VNB 15 ВКПМ В- токсичности Е. coli С600 (pPBA-5) 2.
Е. coli С600 (pPLS-1) 3.
4. E. coli AB1157 (pRecA-lux) детекция ДНК-тропных агентов 5. E. coli MG1655 (pRecA-lux) 6. E. coli MG1655 (pColD-lux) детекция ответа на окислительный 7. E. coli AB1157 (pKatG-lux) стресс, вызываемый появлением в среде 8. E. coli MG1655 (pKatG-lux) перекиси водорода детекция ответа на окислительный стресс, вызываемый появлением в среде 9. E. coli MG1655 (pSoxS-lux) супероксид-аниона биосенсор для детекции ртути 10. E. coli MG1655 (pMer-lux) биосенсор для детекции мышьяка 11. E. coli MG1655 (pArsR-lux) В качестве меры генотоксичности, прооксидантной активности, показателя загрязненности ртутью и мышьяком использовали фактор индукции, определяемый как отношение интенсивности свечения cуспензии lux биосенсора, содержащей тестируемое соединение (Lc), к интенсивности свечения контрольной суспензии lux-биосенсора (Lk): I = Lc/Lk - 1. При статистически значимом (p0,05) отличии опыта от контроля I 2, обнаруженный эффект оценивали как «слабый», при 2 I 10 - как «средний» и при 10 I - как «сильный» эффект. Метаболическую активацию промутагенов проводили по стандартной методике в присуствии S9 фракции печени крыс, проактивированной арохлором.
Микробиологические показатели, содержание полиароматических углеводородов (ПАУ), полихлорированных бифенилов (ПХБ) и металлов определяли по стандартным методикам. Статистическую обработку проводили по стандартным биометрическим формулам (Владимирский, 1983;
Лакин, 1990). Все расчеты производили с использованием программы Excel.
РЕЗУЛЬТАТЫ Перед началом работы по эколого-токсикологической оценке качества воды родников, у всех штаммов была проверена способность отвечать на появление в среде веществ, являющихся стандартными для активации соответствующих промоторов (см. пример, рис. 1).
а б Рисунок 1 - Люминесценции E. coli MG1655 (pRecA-lux) в присутствии MNNG (а) и бенз(а)пирена (б). а: 1 – контроль (H2O);
2 – MNNG, 10-3 М;
б: 1 – контроль;
2 – бенз(а)пирен, 10-8 M. Опыт с бенз(а)пиреном проводили в условиях метаболической активации (+S9).
Впервые исследование генетико-токсикологических характеристик родниковой воды было проведено в 2009 году (табл. 2). Исследования, проведенные в последующие годы, не выявили принципиальных изменений, поэтому соответствующие данные приведены в виде краткой характеристики (табл. 3).
Таблица 2 - Биолюминесцентный ответ различных lux-биосенсоров при воздействии проб родниковой воды, 2009 г.
Индекс Фактор индукции, определенный с помощью токсичности, % различных lux-биосенсоров № Дата Е. coli Е.coli Е.coli Е. coli С Vibrio E. coli AB № Название родника про отбора aquamarinus sp. MG1655 MG1655 MG (pPLS-1) (pRecA-lux) -бы nov. VNB 15 (pSoxS- (pMerR- (pArsR -S9 +S9 -S9 +S ВКПМ В-11245 lux) lux) lux) 1 09.06.09 8,28 2,76* 2,58* 1,95* 2,69* 1,1 1,57* 1, «Гремучий» № 1, вблизи ж/д 2 24.06.09 22,35 1,68* 2,01* 1,55* 2,64* 2,04* 1,13 4,38* станции «Ростов-Берег», ул.
1.
3 29.06.09 21,15 1,24 2,38* 1,53* 2,67* 1,6* 0,09 1,59* Амбулаторная, 4 13.07.09 47,97 1,43 2,75* 1,24 2,57* 1,23 0,91 2,38* 5 09.06.09 5,15 0,71 1,34 1,86* 1,85* 1,15 1,91* 1,68* В районе Ростовского зоопарка, на правом берегу 2. 6 02.07.09 23,03 0,94 1,17 1,04 1,89* 1,67* 1,70* 2,00* р. Темерник 7 16.07.09 44,19 1,40 2,35* 1,12 1,71* 1,44 1,94* 2,09* 8 09.06.09 9,85 1,20 1,85* 0,96 2,31* 1,17 6,30* 1,62* Ул. Береговая, на территории 9 24.06.09 3,49 1,23 1,42 1,26 2,12* 2,17* 1,02 2,85* 3.
Парамоновских складов 10 29.06.09 25,34 1,32 2,78* 1,35 2,06* 1,49 0,01 1, 11 16.07.09 103,13 1,20 1,60* 1,19 2,09* 1,82* 1,33 2,38* 12 09.06.09 4,31 0,91 1,59* 1,28 1,95* 1,08 2,66* 1,67* Источник «Серебряный», 13 24.06.09 19,41 1,34 1,98* 1,04 1,76* 1,35 3,87* 1,56* район ж/д станции 4.
14 29.06.09 25,37 0,59 1,47 1,14 1,94* 1,3 0,01 1, Первомайская, ГПЗ- 15 16.06.09 1,75 0,80 1,55* 1,23 1,88* 0,9 1,61* 1, Пересечение ул. Борко– 16 10.06.09 13,63 0,84 1,22 1,21 2,01* 0,95 68,2* 1,67* 5.
Капустина 17 02.07.09 13,83 1,18 1,22 0,91 1,73* 1,45 1,16 1,95* 18 10.06.09 0,36 1,37 1,09 0,94 2,39* 1,17 30,27* 1,56* «Сурб-Хач», у мемориального комплекса 6. 19 02.07.09 14,73 1,57* 1,12 1,00 1,94* 1,59* 1,35 1,82* «Сурб-Хач» 20 16.07.09 39,69 1,25 1,72* 1,22 2,05* 1,86* 1,21 1,88* Продолжение таблицы 21 24.06.09 19,66 0,97 1,81* 1,24 2,11* 1,9* 0,85 2,58* Источник им. Преподобного 22 02.07.09 17,30 1,03 1,66* 1,14 1,86* 1,72* 2,13* 2,24* Серафима Саровского, на 7. 23 09.07.09 5,45 2,32* 1,55* 1,28 2,29* 1,15 1,28 1,81* территории Ботанического сада 24 16.07.09 36,34 1,31 1,69* 1,24 1,85* 1,7* 1,09 2,22* 25 16.07.09 40,70 1,39 2,35* 1,21 1,93* 1,58* 1,05 2,24* Богатяновский, пр. Кировский - 26 16.06.09 2,24 1,13 1,40 1,08 2,12* 0,89 1,90* 1, 8.
ул. Береговая 27 16.06.09 3,85 1,26 1,84* 1,14 2,17* 0,76 1,14 1, На территории яхт-клуба «Аврал», Нижний Желез 9. 28 16.06.09 0,93 1,29 2,26* 1,16 1,85* 0,82 1,25 1, нодорожный проезд, д. Нижний Железнодорожный 10. 29 22.06.09 35,00 0,66 1,71* 0,96 2,54* 0,78 0,68 1, проезд, д. Ул. Каяльская, 11. 30 22.06.09 48,30 0,99 1,09 1,13 1,94* 0,81 0,62 1,95* «Пост ВОХР», ул. Кобякова, 12. 31 22.06.09 21,31 0,88 1,11 1,10 1,91* 0,81 0,69 1,85* Ул. Кржижановского, 13. 32 22.06.09 5,70 1,29 1,57* 1,11 1,91* 0,78 1,05 1,66* На правом берегу р. Темерник (родник Святого Павла), в 14. 33 02.07.09 8,46 1,73* 2,13* 1,29 2,36* 1,41 0,02 1, районе Змиевской балки Район ж/д станции «Аксай» 15. 34 03.07.09 34 0,89 2,71* 1,00 2,00* 1,31 1,55* 2,12* Район ул. Можайской, у 16. 35 09.07.09 35 1,40 1,50* 1,21 2,01* 0,96 1,02 1, водоемов У плотины низового водохранилища на правом 17. 36 09.07.09 36 1,04 1,27 1,24 1,81* 1,29 1,08 1, берегу р. Темерник На правом берегу р. Темерник, 37 10.07.09 37 1,76* 2,52* 1,29 2,05* 1,5* 0,9 2,44* 18.
на ул. Куликовской, около д. 37 38 16.07.09 38 1,50* 3,51* 1,36 2,06* 1,44 0,51 2,10* На правом берегу р. Темерник, в районе монастыря Иверской 19. 39 16.07.09 39 1,58* 2,19* 1,13 2,12* 1,7* 1,25 2,62* Иконы Божьей Матери * – отличия от контроля статистически значимы, t-критерий, р0,05.
Таблица 3 - Краткая характеристика биолюминесцентного ответ различных lux-биосенсоров при воздействии проб родниковой воды (2009-2012 гг.) Индекс токсичности, % Фактор индукции, определенный с помощью различных lux-биосенсоров Дата от- Е. coli С600 Е. coli С600 Е. coli MG E. coli AB Параметр Vibrio бора (pPBA-5) (pPLS-1) (pRecA-lux) (ColD-lux) aquamarinus проб -S9 +S9 -S9 +S9 -S9 +S М& н/о н/о н/о 103,13 2,76* 3,51* 1,95* 2,69* А#, % 06- 43,59 - 20, 51 69,23 10,25 максимально на на ул.
07.
«Гремучий» «Гремучий» «Гремучий загрязненный Парамонов- Куликовской 2009 - - №1 №1 »» № родник ских складах около д. 2,38* 2,52* М н/о 65,4 1,39 2,11* 1,21 1, А, % 75,0 - 100,0 0 25,0 0 75,0 07.
максимально на Источник Источник «Гремучий» «Гремучий» «Гремучий» «Гремучий» загрязненный Парамонов- Серафима Серафима №1 №1 №1 № родник ских складах Саровского Саровского М 1065,0 30,0 1,72* 1,57* 2,33* 2,84* 1,67* 1, А 10. 100,0 33,3 13,3 13,3 73,3 80.0 13,3 максимально в районе ж/д в районе ж/д в районе ж/д на ул. в районе ж/д на Богородич- «Гремучий» загрязненный станции станции станции Каяльская, станции Парамоновс ный № родник «Аксай» «Аксай» «Аксай» «Аксай» ких складах М 54 27 1,67* 2,56* 2,33* 3,85* 1,79* 1,72* А, % 73,3 57,14 53,3 60,0 100,0 100,0 50,0 20, 11.
максимально источник источник в районе ж/д «Богородич- Богородич- «Грему- Нижний Ж/д Богородич загрязненный «Серебря- Серафима станции ный» ный чий» № 1 проезд, д. 37 ный родник ный» Саровского «Аксай» М 81,78 18,87 1,66* 2,36* 1,85* 1,64* 4,79* 3,39* А, % 100,0 0 36,36 27,27 81,82 27,27 100,0 54, 03.
максимально Источник в на Парамо «Богородич- на пр. Богородич- «Сурб- Богородич загрязненный Серафима Безымянной новских ный» Космонавтов ный Хач», ный родник Саровского балке складах Продолжение таблицы Фактор индукции, определенный с помощью различных lux-биосенсоров Е. сoli MG1655 Е. coli MG1655 Е.coli MG1655 Е.coli MG Параметр Дата (pKatG-lux) (pSoxS-lux) (pMerR-lux) (pArsR-lux) отбора А, % - 30,77 33,3 71, проб максимально на пересечении загрязненный на Парамоновских складах «Гремучий» № ул. Борко–Капустина родник 2,31* 2,12* 26,06* 9,98* М А, % 100,0 75,0 100,0 50, 07.
максимально 2010 в районе Ростовского на пересечении загрязненный «Гремучий» № 1 «Сурб-Хач» зоопарка ул. Борко–Капустина родник М 2,68* 1,59* 2,2* 1,67* А, % 10. 100,0 33,3 60,0 6, 2011 максимально «Пост ВОХР», ул.
Ул. Кржижановского, 396 в районе ул. Можайской в районе ж/д станции загрязненный Кобякова, у водоемов «Аксай» родник М 2,42* 1,51* 1,88* 1,67* А, % 80,0 7,14 78,57 35, 11.
максимально 2011 в районе ж/д станции в районе ж/д станции на ул. Куликовской, около в районе ж/д загрязненный «Аксай» «Аксай» д. 37 станции «Аксай» родник М 1,50* 1,60* 2,41* 1,69* А 9,1 63,64 72,73 45, 03.
максимально псточник им. Серафима загрязненный «Гремучий» № 2 «Гремучий» № 2 на проспекте Космонавтов Саровского родник * – отличия от контроля статистически значимы, t-критерий, р0, & # М – максимальное значение;
А - доля активных проб;
н/о - не определяли Интегральная токсичность родниковой воды: ответ штамма Vibrio aquamarinus sp. nov. VNB 15 ВКПМ В-11245 и E. coli C600 (pPBA-5) 2009 г. Ответ биосенсора был зарегистрирован в 17 из 39 проб воды (44 %). Токсичной была вода 11 родников из 19 исследованных (58 %).
Наиболее значительный эффект был зарегистрирован в пробах воды родника на территории Парамоновских складов и на правом берегу р. Темерник (на ул.
Куликовской 37) от 16.07.09 (индекс токсичности 103,13 и 51,44).
2010 г. Всего исследовано 8 проб, наиболее значительный ответ биосенсора обнаружен в пробах воды родника «Гремучий» № 1 и на территории Парамоновских складов (индекс токсичности 57,5 и 65,4). Уровень токсичности этих проб оценивается как «сильно токсичный». Уровень токсичности остальных 4 проб оценивается как «токсичный».
2011 г., октябрь. При исследовании токсичности проб воды, отобранных в 2011 г., была зарегистрирована высокая степень индукции свечения V.
aquamarinus (высокий индекс токсичности пробы). Три независимые повторности эксперимента с отбором воды через 2 и 4 суток дали сходные результаты. Штамм V. aquamarinus обладает, в отличие от сенсора на основе Е.
coli, системой люминесцентного ответа на индукторы Quorum sensing. По видимому, в исследованных образцах воды присуствовали индукторы Quorum sensing, попавшие в водоемы, питающие родники с дождевой водой.
При тестировании отобранных проб с биосенсором E. coli C600 (pPBA-5) выявлено 5 токсичных проб родниковой воды из 15 исследованных (33,3 % родников). Самая высокая токсичность обнаружена в роднике «Гремучий» № (индекс токсичности - 30,0) и «Богородичный» (29,0). Уровень токсичности остальных 10 проб, в которых был зарегистрирован ответ биосенсора, оценивается как «нетоксичный».
2011 г., ноябрь. Количество токсичных проб (14), зарегистрированных при помощи V. aquamarinus, составило 71,4 %, нетоксичных (3) – 21, 4 %. Вода из источника «Серебряный», район ж/д станции Первомайская, показала сильную токсичность. Исследование, проведенное с помощью E. coli C (pPBA-5), показало, что токсичны 8 проб (57,1 %), нетоксичны – 6 (42,9 %).
Результаты исследований, проведенных в ноябре 2011 года, практически не совпадают с результатами, полученными в октябре. В данном случае проявляется феномен высокой изменчивости токсикологического статуса воды городских родников.
2012 г. Исследование при помощи штамма V. aquamarinus показало, что проб родниковой воды (72,7 %) из 11 сильно токсичны, а остальные 3 (27,3 %) токсичны. Наиболее сильный эффект обнаружен в пробах воды родника «Сурб Хач» и «Богородичный» (индекс токсичности 78,52 и 81,78).
Генотоксичность родниковой воды: ответ штаммов Е. coli С600 (pPLS-1), E. coli AB1157 (pRecA-lux) и Е. coli MG1655 (pColD-lux) 2009 г. При исследования проб родниковой воды с помощью Е. coli С (pPLS-1) в 15 родниках (79 %) были обнаружены генотоксичные вещества, при этом зарегистрирован как слабый, так и средний генотоксический эффект. В родниках ответ биосенсоров, отвечающих на повреждение ДНК, не зафисирован.
По результатам исследования с биосенсором E. coli AB1157 (pRecA-lux), можно сделать вывод, что генотоксиканты содержались в воде всех родников, при этом зарегистрирован слабый и средний эффект (табл. 1).
2010 г. При исследованиях с помощью штамма E. coli AB1157 (pRecA-lux) зарегистрирован средний генотоксический эффект в 2 пробах воды из родников (25 %). Ответ биосенсора без использования метаболической активации зарегистрирован в роднике «Гремучий» № 1 и в роднике на территории Парамоновских складов (фактор индукции - 2,11 и 1,87). В случае применения метаболической активации ответ биосенсора оставался в пределах нормы.
В 2010 году для исследования генотоксичности использовали новый биосенсор Е. coli MG1655 (pColD-lux), с промотором, аналогичым использованному в Е. coli С600 (pPLS-1). Исследования при помощи нового биосенсора показали, что в воде родников также регистрируются только прямые мутагены. Они обнаружены в воде 6 родников (75 %). Максимальный фактор индукции вновь зарегистрирован в роднике «Гремучий» № 1 и в роднике на территории Парамоновских складов (фактор индукции - 2,52 и 2,2).
Штамм Е. coli С600 (pPLS-1) оказался наиболее чувствительным к ДНК тропным токсиканты. Эффекты зарегистрированы во всех пробах воды.
2011 г., октябрь. Биосенсор Е. coli С600 (pPLS-1) позволил зарегистрировать слабый генотоксический эффект без применения метаболической активации в 2-х пробах. В случае метаболической активации слабые генотоксические эффекты обнаружены также в воде двух родников.
Тестирование со штаммом Е. coli MG1655 (ColD-lux) выявило 2 пробы воды, содержащие прямые мутагены. В случае применения метаболической активации генотоксичность не обнаружена.
Биосенсор Е. coli MG1655 (pRecA-lux) проявил самую высокую чувствительность. В 11 пробах воды (73,3 %) показано присутствие генотоксинов при тестировании без применения метаболической активации.
При ее использовании эффект генотоксичности средней силы регистрируется во всех пробах. Самый высокий эффект – в воде родника на ул. Каяльская, (2,84);
«Пост ВОХР», ул. Кобякова, 32 (2,12), «Гремучий» № 1 (2,59).
2011 г., ноябрь. При помощи биосенсора E. coli AB1157 (pRecA-lux) генотоксичность обнаружена во всех пробах родниковой воды. Слабый эффект регистрируется без применения метаболической активации в 9 пробах воды (64,3 %), в 5 пробах - сильный. Источники «Гремучий» № 1, «Богородичный», в районе ж/д станции «Аксай» - наиболее загрязнены генотоксинами.
Биосенсоры Е. coli MG1655 (ColD-lux) и Е. coli С600 (pPLS-1) проявили меньшую чувствительность. При использовании первого зарегистрирован только слабый эффект генотоксичности: без активации – в 7 пробах, с ее использованием – в трех. Биосенсор Е. coli С600 (pPLS-1) зарегистрировал слабый прямой генотоксический эффект в воде 7 родников. Вещества промутагенной природы обнаружены в 9 родниках.
По результатам тестирования со всеми сенсорами можно сделать вывод, что в воде родников «Гремучий» № 1 и «Богородичный» содержится наибольшее количество генотоксинов прямого действия, а также промутагенной природы.
2012 г. Тестирование со штаммом Е. coli С600 (pPLS-1) показало генотоксический эффект в четырех (36,4 %) пробах родниковой воды без метаболической активации и в трех пробах (27,3 %) с применением метаболической активации. При этом максимальные величины отмечены в роднике на проспекте Космонавтов (1,66) без метаболической активации, а также в источниках в Безымянной балке (2,36) и «Гремучий» № 2 (2,0).
Слабый генотоксический эффект зарегистрирован при помощи штамма E.
coli AB1157 (pRecA-lux) в 10 пробах воды 11 родников (83,3%) без использования метаболической активации, в 3 пробах 11 родников (27,3 %) – с ее использованием. Эффект средней и высокой величины не был зарегистрирован.
Со штаммом E. coli MG1655 (pColD-lux) генотоксический эффект был зарегистрирован во всех пробах родниковой воды (100%) без применения метаболической активации, и в 7 пробах (58,3 %) с ее использованием.
В целом можно отметить, что биотестирование с использованием ряда lux-сенсоров, отвечающих на ДНК-тропные вещества, выявило самые загрязненные родники - «Гремучий» № 1 и № 2, и родник «Богородичный».
Прооксидантная активность родниковой воды, усиление генерации супероксид-анион радикала: ответ штамма Е. coli MG 1655 (pSoxS-lux) и E. coli AB1157 (pKatG-lux) 2009 г. Биолюминесцентный ответ Sox-lux биосенсора регистрировали в родниках из 19 исследованных (36,84 %), что свидетельствуют о присутствии в пробах воды веществ, вызывающих окислительный стресс. Максимальный эффект отмечен в пробах воды, отобранных 24.06.09 в роднике «Гремучий» № 1 (2,04) и в роднике на территории Парамоновских складов (2,17). В воде из родников, расположенных на ул. Каяльская, 71;
«Пост ВОХР», Кобякова, 32;
Нижний Железнодорожный проезд, д. 37, зарегистрированы низкие значения фактора индукции. Одновременно в этих пробах зарегистрированы высокие значения индекса токсичности. Таким образом, низкие значения фактора индукции можно объяснить высокой токсичностью проб, которая подавляет рост культуры и снижает уровень биолюминесценции.
2010 г. В 2010 году для поиска веществ проооксидантной природы был использован дополнительный биосенсор E. coli MG1655 (pKatG-lux). Как показало его применение, все пробы воды, отобранные в 2010 г., показали наличие гидроперекисей.
Штамм Е. coli MG 1655 (pSoxS-lux), используемый как биосенсор для детекции ответа на окислительный стресс, вызываемый появлением в среде индукторов супероксид-аниона, дал статистически значимый эффект в воде родников из 8 исследованных (75 %). Максимальный эффект отмечен в пробе воды родника «Гремучий» № 1. Фактор индукции составил 2,12 ед.
2011 г., октябрь. Тестирование с биосенсором Е. coli MG1655 (pKatG lux) показало, что гидропероксиды содержатся в воде всех исследованных источников. Максимальный уровень их содержания отмечен в воде родника «Гремучий» № 1 (2,69), источника «Пост ВОХР», расположенного на ул.
Кобякова, 32 (2,68), и в роднике на ул. Каяльская, 71 (2,55). Люминесцентный ответ биосенсора Е. coli MG 1655 (pSoxS-lux) примерно одинаковой величины зарегистрирован в 5 родниках из 15 исследованных (33,3 %).
В 2009-2010 гг. максимальный эффект, полученный при помощи биосенсоров, реагирующих на вещеста, вызывающие окислительный стресс, также был отмечен в пробах воды родников «Гремучий» № 1 и в пробах воды родника на территории Парамоновских складов.
2011 г., ноябрь. Биолюминесцентный ответ биосенсора Е. coli MG (pKatG-lux) зарегистрировали в 12 родниках из 14 исследованных (36,84 %).
Максимальный эффект отмечен в воде родника в районе ж/д станции «Аксай» (фактор индукции - 2,42). В воде этого же родника зарегистрирован статистически значимый ответ штамма Е. coli MG1655 (pSoxS-lux).
2012 г. Ответ биосенсора Е. coli MG1655 (pKatG-lux), получен при исследовании 1 пробы родниковой воды (8,3%) из родника «Гремучий» № 2.
Биосенсор Е. сoli MG1655 (pSoxS-lux), реагировал в присутствии 7 из проб родниковой воды (63,6 %), были зарегистрированы только слабые эффекты. Максимальный эффект при этом вновь отмечен в пробах воды родников «Гремучий» № 1 и в воде источника на ул. Кржижановского, 334.
Биодетекция ртути и мышьяка в родниковой воде: ответ биосенсора Е.coli MG1655 (pMerR-lux) и Е.coli MG1655 (pArsR-lux) 2009 г. Ответ биосенсора Е.coli MG1655 (pMerR-lux), реагирующего на присутствие в среде ртути, был зарегистрирован в воде 9 родников из исследованных. Наиболее значительный из них обнаружен в воде родника на пересечении ул. Борко/Капустина и родника «Сурб-Хач» (факторы индукции 68,2 и 30,3, соответственно). Исходя из градуировочного графика, количество ртути, способное индуцировать эквивалентный ответ биосенсора, соответствует концентрациям примерно 0,1 и 0,06 мг/л.
Ответ биосенсора Е.coli MG1655 (pArsR-lux), реагирующего на присутствие в среде мышьяка, был зарегистрирован в 28 (72 %) пробах воды родников из 19 исследованных (73,68 %). Наиболее значительный из них обнаружен в воде родника «Гремучий» № 1 и в воде родника на территории Парамоновских складов в пробах от 24.06.09 (факторы индукции 4,38 и 2, соответственно). Полученные данные свидетельствуют о присутствии в воде мышьяка в концентрации порядка 10-8 М, что меньше его ПДК в питьевой воде, 2010 г. Ответ Е.coli MG1655 (pMerR-lux), был зарегистрирован в воде всех исследованных источников. Наиболее значительный из них обнаружен в воде родника на пересечении ул. Борко/Капустина (как и в 2009 году) и в роднике на Нижнем Железнодорожном проезде, д. 37 (факторы индукции - 26,06 и 22,59).
Это соответствует содержанию ртути немногим более 0,02 мг/л.
Зарегистрированные в воде родников на пересечении ул. Борко/Капустина и в роднике, расположенном на Нижнем Железнодорожном проезде, д. 37, в 2009-2010 гг. количества ртути примерно на 2 порядка больше ПДК, указанной в СанПиН 2.1.4.1074-01, и более чем на порядок выше ПДК, установленной в ГН 2.1.5.1315-03.
Мышьяк был обнаружен с помощью биосенсора Е. coli MG1655 (pArsR lux) в половине проб. Фактор индукции при этом варьировал в диапазоне от 5,29 до 9,98 ед. Наиболее значительный ответ биосенсора на мышьяк обнаружен в воде родника «Сурб-Хач» (9,98), что свидетельствует о присутствии в воде мышьяка в концентрации порядка 10-8 М (порядка 0, мг/л), что гораздо ниже установленных ПДК.
2011 г., октябрь. Исследование родниковой воды с помощью биосенсора E. coli MG1655 (pMerR-lux) показало, что максимальный фактор индукции, зарегистрированный в воде родника Гремучий» № 1, составил 2,12.
Максимальное значение фактора индукции биолюминесцентного ответа Е. coli MG1655 (pArsR-lux), полученное при воздействии воды родника, расположенного в районе ж/д станции «Аксай», составило 1,67.
Зарегистрированные факторы индукции свидетельствуют о содержании в родниковой воде количеств ртути и мышьяка, гораздо меньших, чем действующие ПДК. Данные химического анализа также подтвердили присутствие ртути в концентрациях, не превышающих ПДК.
2011 г., ноябрь. Исследование проб при помощи биосенсора E. coli MG1655 (pMerR-lux) показало статистически значимый ответ в воде родников (78,6 %) из 14 исследованных. В пяти пробах (35,7 %) ответная реакция сенсора Е.coliMG1 655 (pArsR-lux) свидетельствует о наличии мышьяка. Тем не менее, концентрации как ртути, так и мышьяка, незначительны, и не превышают соответствующих ПДК. Аналогичная картина была отмечена и при тестировании проб, отобранных месяцем ранее в 2011 г.
2012 г. Присутствие ртути было зарегистрировано в 9 пробах родниковой воды (81,8 %). Наличие мышьяка было обнаружено в 5 из 11 проб (45,5%). Но обнаруженные концентрации мышьяка и ртути гораздо ниже ПДК, установленных СанПиН 2.1.4.1074-01 и ГН 2.1.5.1315-03.
Перечень определявшихся в 2011 году приоритетных токсикантов включает 16 полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), конгенеров полихлорбифенилов (ПХБ), тяжелые металлы.
Наиболее высокие концентрации суммы идентифицированных ПАУ (102 249 нг/л) обнаружены в родниках на ул. Каяльская, 71;
«Пост ВОХР», ул.
Кобякова, 32;
ул. Кржижановского, 396. Бенз(а)пирен и дибенз(а,h)антрацен, обладающие высокой канцерогенной активностью, обнаружены в воде родников на пересечении ул. Борко–Капустина;
район ул. Можайской, у водоемов;
«Пост ВОХР», ул. Кобякова, 32;
район ж/д станции «Аксай»;
«Богородичный».
ПХБ были обнаружены только в воде 3-х родников: на пересечении ул.
Борко–Капустина;
на ул. Каяльская, 71 и «Пост ВОХР», ул. Кобякова, 32.
Суммарные концентрации конгенеров в этих пробах находились в диапазоне 35,2-56,4 нг/л. Наиболее высокие концентрации зафиксированы в родниках «Пост ВОХР», ул. Кобякова, 32 – 56,4 нг/л и в источнике на ул. Каяльская, 71 – 50,7 нг/л.
Обнаруженные концентрации меди, цинка и ртути были значительно ниже нормативов для питьевой воды.
Санитарно-микробиологическое исследование проб воды, отобранных в разные даты 2011 года, показало, что только в 2-х из 15 исследованных родников (13,3 %) вода соответствует требованиям безопасности по микробиологическим показателям. Это родники «Сурб-Хач» и «Гремучий» № 1.
Исследование проб воды, отобранных в марте 2012 г., показало, что только в 2-х из 11 исследованных родников (18,2 %) вода соответствует требованиям безопасности по микробиологическим показателям. Это криница родника Воскресения Христова и источник им. Преподобного Серафима Саровского.
Полученные результаты свидетельствуют о стабильном загрязнении воды родников г. Ростова-на-Дону бытовыми канализационными стоками и о непостоянном качестве воды в разных источниках.
ОБСУЖДЕНИЕ Таким образом, всего с 2009 по 2012 год было изучено 88 проб воды из 24-х родников, всего с 9 биосенсорами было поставлено 872 теста. Число проб, давших статистически значимый ответ, составило 430 (49 %). Для воды исследованных родников в целом характерно системное загрязнение токсинами, выявляемыми при помощи использованных тестов.
Наибольшая доля «активных» проб (77 %) выявлена при исследовании родника, находящегося возле железнодорожной станции «Аксай». Наименьшая (25 %) - при анализе воды Богатяновского источника. Источников, полностью свободных от токсинов, не выявлено.
При тестировании генотоксичности наибольшее число положительных ответов дал биосенсор Rec-lux в условиях метаболической активации (77 %), наименьшее биосенсор ColD-lux в условиях метаболической активации (18 %).
Прооксидантная активность чаще регистрировалась с Kat-lux биосенсором (71%), реагирующим на присутствие перекиси водорода, органических перекисей либо соединений, вызывающих образование перекисей в клетке. Для Sox-lux теста доля “активных” проб – 37%. Доли проб воды, содержащих детектируемые биосенсорами концентрации ртути и мышьяка, были близки – 56 % и 49 % соответственно. Временных трендов загрязнения ни по одному роднику не зарегистрировано. Кроме того, как показали наши исследования, загрязнение токсичными веществами практически для всех исследованных водоемов сопровождается бактериальным загрязнением.
Результаты биотестирования, в частности, полученные с использованием батареи бактериальных являются достаточно lux-биосенсоров, информативными для выявления нетоксичных проб, для которых нет смысла проводить химанализ, что значительно сокращает необходимый объем работ.
Анализ наших результатов (октябрь 2011 г.) показал, что коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r) между суммой ПАУ в пробах октября 2011 г.
и генотоксичностью в условиях метаболической активации, определенной с помощью биосенсоров Rec и ColD, составил 0,64 и 0,69, соответственно. Без метаболической активации была обнаружена высокая (r=0,9) корреляция между содержанием бенз(а)флуорантена и уровнем Rec-индукции.
Обнаружена высокая положительная корреляция между содержанием бенз(b)флуорантена и эффектами биосенсоров на прооксиданты KatG-lux (r =0,9) и SoxS-lux (r =1,0).
Наблюдалась достоверная положительная ранговая корреляция (r=0,70) между эффектами биосенсора Е. coli MG1655 (pKatG-lux), реагирующего на присутствие перекиси водорода и ее генераторов, и генотоксичностью в условиях метаболической активации, выявляемой при помощи RecА-lux и ColD-lux биосенсоров, что позволяет предположить участие прооксидантов в развитии генотоксичности исследуемых образцов.
Таким образом, данные биолюминесцентных тестов позволяют регистрировать тенденции в развитии качества окружающей среды, и, следовательно, в развитии их биоресурсного потенциала, а также идентифицировать районы с различной токсикологической нагрузкой.
Выявление «горячих точек» загрязнения позволит сфокусировать на них усилия, как по идентификации токсических веществ, так и по устранению причин загрязнения. При этом важное значение имеет использование батарей биосенсоров, детектирующих разные аспекты токсичности. Использование светящихся бактерий позволяет объединить представительную группу разнообразных тестов на одной технической платформе, что является безусловным их преимуществом.
ВЫВОДЫ 1. Оптимизированные в ходе работы методики применения биосенсоров на основе люминесцирующих бактерий как природного происхождения, так и трансгенных штаммов E. coli, обладают достаточной степенью чувствительности и могут быть успешно использованы для определения интегральной токсичности, генотоксичности и прооксидантной активности воды родников, а также для оценки присутствия в них ртути и мышьяка.
2. Родников, полностью свободных от генотоксинов, не выявлено. Наибольшее число положительных ответов дал биосенсор E. coli MG1655 (pRecA-lux) в условиях метаболической активации (77 %). Прооксидантная активность чаще регистрировалась с MG1655 (pKatG-lux) биосенсором (71 % “активных” проб), для E. coli MG 1655 (pSoxS-lux) доля “активных” проб составила %. Ртуть и мышьяк выявлены в 56 % и 49 % проб, соответственно.
Временных трендов загрязнения ни по одному роднику не зарегистрировано.
Загрязнение генотоксинами и прооксидантами в значительной степени снижает рекреационную ценность родников и их значение в качестве резервных источников водоснабжения.
3. Для генотоксичных проб воды из ростовских родников характерно присутствие полиароматических углеводородов. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена (r) между суммой ПАУ в пробах октября 2011 г. и генотоксичностью в условиях метаболической активации, определенной с помощью биосенсоров E. coli MG1655 (pRecA-lux) и E. coli MG1655 (pColD lux), составил 0,64 и 0,69, соответственно. Для результатов вышеназванных тестов и уровня фенантрена r=0,62 и 0,63, соответственно. Для содержания бенз(а)флуорантена и уровня Rec-индукции без метаболической активации r=0,9. Для содержания бенз(b)флуорантена и эффектов, обнаруженных для биосенсоров на прооксиданты E. coli MG1655 (pKatG-lux) и E. coli MG (pKatG-lux) r=0,9 и 1,0 соответственно. Наблюдалась достоверная положительная ранговая корреляция (r=0,70) между прооксидантной активностью (E. coli MG1655 (pKatG-lux)) и генотоксичностью в условиях метаболической активации.
4. Экспрессность биотестов с использованием бактериальных lux-биосенсоров (время ответа не более двух часов), способность к детекции приоритетных токсикантов позволяют значительно сократить время анализа и подвергать химическому анализу, в первую очередь пробы, показавшие токсичность в исследовании с применением биосенсоров. Эффективность применения бактериальных lux-биосенсоров создает предпосылки для создания широкой сети экотоксикологического мониторинга природных вод.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК:
1. Кхатаб З.С. Генотоксичность воды родников г. Ростова-на-Дону (2009 г.) / Сазыкина М.А., Чистяков В.А., Сазыкин И.С., Новикова Е.М., Кхатаб З.С., Лагутова Л.П., Латышев А.В. // Известия высших учебных заведений. Северо Кавказский регион. Естественные науки. – 2011. – № 2. – С. 44–46. (0,24 п.л., личн. вк. 60 %) 2. Кхатаб З.С. Детекция сырой нефти при помощи бактериальных lux биосенсоров / Празднова Е.В., Кхатаб З.С., Севрюков А.В., Новикова Е.М. // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. – 2011. – № 4. – С. 80-83. (0,37 п.л., личн. вк. 30 %) 3. Кхатаб З.С. Оценка генотоксичности окружающей среды г. Ростова-на-Дону с использованием растительных и бактериальных тест-систем / Омельченко Г.В., Кхатаб З.С., Шерстнев А.К., Сазыкина М.А., Вардуни Т.В., Шиманская Е.И. // Экология урбанизированных территорий // 2011. – № 3. – С. 94–101.
(0,83 п.л., личн. вк. 60 %) 4. Кхатаб З.С. Токсичность почв городов Ростовской области / Сазыкина М.А., Новикова Е.М., Кхатаб З.С., Чистяков В.А., Сазыкин И.С. // Теоретическая и прикладная экология. – 2012. – № 2. – С. 76-81. (0,58 п.л., личн. вк. 40 %) 5. Кхатаб З.С. Современные методы тестирования генотоксичности / Кхатаб З.С. // Валеология. – 2012. – № 2. – С. 58-64. (0,7 п.л., личн. вк. 100 %) Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК (в печати):
6. Кхатаб З.С. Оценка качества воды родников г. Ростова-на-Дону на основе микробиологических и токсикологических показателей / Сазыкина М.А., Кхатаб З.С., Новикова Е.М., Сазыкин И.С. // Вода: Химия и Экология. – 2013. – № 1. (0,37п.л., личн. вк. 30 %) Статьи и тезисы в других изданиях:
7. Кхатаб З.С. Исследование генотоксичности воды Байкальской природной территории (2009 г.) / Сазыкина М.А., Кхатаб З.С., Пильников А.Э., Чистяков В.А., Сазыкин И.С. // Материалы Международной конференции «Антропогенная трансформация природной среды» (18–21 октября 2010 г.) / Перм. Гос. Ун-т. – Пермь, 2010. – Т.1, Ч.2 – С. 190-195. (0,33 п.л., личн. вк. 30 %) 8. Кхатаб З.С. Мониторинг загрязнения воды рек г. Ростова-на-Дону и Ростовской области при помощи бактериальных lux-биосенсоров / Кхатаб З.С., Сазыкина М.И., Омельченко Г.В. // Материалы МЭСК–2010 – XV Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» с элементами молодежной научной школы / Новосибирский гос. Ун-т. Новосибирск, 2010. - С. 270-271. (0,12 п.л., личн. вк.
40 %) 9. Кхатаб З.С. Генотоксичность почв городов Ростовской области (2010 г.) / Сазыкина М.А., Новикова Е.М., Кхатаб З.С., Сазыкин И.С., Омельченко Г.В., Сазыкина М.И. // Проблемы и перспективы современной науки. – Т. 3, № 1. – Межвузовский сб. науч. работ с материалами трудов участников 4-й Международной телеконференции «Фундаментальные науки и практика» (Томск 22 февраля – 4 марта, 2011). – Томск: СибГМУ, 2011. – С. 107-108.(0, п.л., личн. вк. 50 %) 10. Кхатаб З.С. Токсичность воды родников г. Ростова-на-Дону (2009 г.) / Кхатаб З.С., Сазыкина М.А., Новикова Е.М., Сазыкин И.С., Сазыкина М.И. // Сборник научных трудов на основе материалов 5-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов» (г. Саратов 12-14 апреля 2011 г.) / под ред. Е.И.
Тихомировой. – Т. 1. – Саратов: СГТУ, 2011. – С. 96-98. (0,16 п.л., личн. вк. %) 11. Кхатаб З.С. Генотоксичность печени скворцов (Sturnus vulgaris) Ростовской области / Новикова Е.М., Кхатаб З.С., Панасюк Н.В., Чистяков В.А., Сазыкина М.А. // Сборник научных трудов на основе материалов 5-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов» (г. Саратов 12-14 апреля 2011 г.) / под ред.
Е.И. Тихомировой. – Т. 1. – Саратов: СГТУ, 2011. – С. 264-265. (0,16 п.л., личн.
вк. 40 %) 12. Кхатаб З.С. Детекция генотоксичных веществ в представителях бриофлоры, лихенофлоры и микофлоры при помощи бактериальных lux-биосенсоров / Сазыкина М.А., Новикова Е.М., Кхатаб З.С., Бураева Е.А., Сазыкин И.С., Сазыкина М.И. // Сборник научных трудов на основе материалов 5-й Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов» (г. Саратов 12-14 апреля 2011 г.) / под ред. Е.И. Тихомировой. – Т. 1. – Саратов: СГТУ, 2011. – С. 128 129. (0,16 п.л., личн. вк. 30 %) 13. Кхатаб З.С. Комплексный мониторинг родников г. Ростова-на-Дону / Петров И.А., Латышев А.В., Стародубова О.А., Сазыкина М.А., Сазыкин И.С., Кхатаб З.С., Бураева Е.А. // Сб. тезисов Семнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (25 марта 2011 г.-1 апреля 2011 г., г. Екатеринбург) - С. 630-631. (0,12 п.л., личн. вк. 40 %) 14. Кхатаб З.С. Использование бактериальных люминесцентных сенсоров для детекции загрязнения воды родников / Кхатаб З.С., Е.М. Новикова, Сазыкин И.С., Сазыкина М.А. // Материалы IV Междунар. науч.-практич. конф.
«Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины», Ростов-на Дону, 22-25 сентября 2011 г. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2011. - С. 215.
(0,12 п.л., личн. вк. 40 %) 15. Кхатаб З.С. Оценка степени загрязнения атмосферного воздуха г. Ростова на-Дону / Новикова Е.М., З.С. Кхатаб, Бураева Е.А., Севрюков А.В., Сазыкина М.А. // Материалы IV Междунар. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины», Ростов-на-Дону, 22-25 сентября 2011 г.
Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2011. – С. 217-218. (0,12 п.л., личн. вк. %) 16. Кхатаб З.С. Токсичность атмосферных осадков г. Ростова-на-Дону (2010 2011 гг.) / Сазыкина М.А., Кхатаб З.С., Новикова Е.М., Сазыкин И.С. // Материалы IV Междунар. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины», Ростов-на-Дону, 22-25 сентября 2011 г.
Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2011. – С. 222. (0,12 п.л., личн. вк. 50 %) 17. Кхатаб З.С. Исследование токсичности снежного покрова г. Ростова-на Дону / Сазыкина М.А., Кхатаб З.С., Новикова Е.М., Сазыкин И.С. // Материалы IV Междунар. науч.-практич. конф. «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины», Ростов-на-Дону, 22-25 сентября 2011 г. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ, 2011. – С. 221-222. (0,12п.л., личн. вк. 50 %) 18. Кхатаб З.С., Сазыкина М.А., Новикова Е.М., Сазыкин И.С., Костина Н.В.
Использование светящихся бактерий в системе мониторинга загрязнения родников Ростова-на-Дону // Материалы Международной конференции «Биология – наука XXI века», г. Москва, 24 мая 2012 г. М.: МАКС Пресс, 2012.
– С.468-470. (0,12п.л., личн. вк. 40 %) 19. Кхатаб З.С. Использование светящихся бактерий для оценки загрязнения р.
Дон и родников г. Ростова-на-Дону / Сазыкина М.А., Сазыкин И.С., Кхатаб З.С.
// Тез. докл. I Международного биологического конгресса Кыргызстана (24- сентября 2012 г.). - Бишкек: Кыргызско-Турецкий Университет Манас, Publishing Office, 2012. – С. 101-102. (0,16п.л., личн. вк. 50 %) Перечень использованных сокращений АФК – активные формы кислорода ВКПМ – Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов ПАУ – полиароматические углеводороды ПХБ – полихлорбифенилы MNNG – N-метил-N'-нитро-N-нитрозогуанидин