Участие почвенных микромицетов в миграции радионуклидов в почве и возможности использования материала в школьном курсе биологии
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы выпускной квалификационной работы. Почвенные микроорганизмы, такие как археи, бактерии, водоросли, грибы, нематоды, простейшие и ряд других организмов, преобразуют органические и неорганические соединения (в том числе радионуклиды) путем разложения органического вещества и круговорота питательных веществ, что значительно влияет на их биологическую доступность и миграционную способность (Звягинцев Д.Г. 1987.). Так И.К. Кравченко и др. (Кравченко И.К., Семенов А.М., Дедыш С.Н и др, 1999.) отмечают что, микроорганизмы поглощают ионы радионуклидов, включают их в метаболические процессы и после отмирания возвращают их в несвязанном состоянии. В частности, в ходе жизнедеятельности почвенные микроорганизмы могут даже осуществлять перенос радионуклидов из почвенного раствора в растения.
В результате жизнедеятельности микроорганизмов, нерастворимые соединения радионуклидов могут переходить в растворимую фазу, что способствует увеличению их токсичность.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 РАДИОНУКЛИДЫ В ПОЧВАХ (литературный обзор) 5
1.1 Почва, как миграционная среда. 5
1.2 Преобразование радионуклидов почвенными микроорганизмами. 12
ГЛАВА 2 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ 18
2.1 Общая характеристика Семипалатинского Прииртышья. 18
2.2 Ленточные сосновые боры Семипалатинского Прииртышья. 20
ГЛАВА 3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 23
ГЛАВА 4 РАДИОНУКЛИДЫ В ПОЧВАХ СОСНОВОГО БОРА ПРИИРТЫШЬЯ 26
4.1 Содержание радионуклидов в лесной подстилке и верхнем почвенном слое соснового бора Прииртышья. 26
4.2 Влияние почвенных микромицетов на формы нахождения радионуклидов в почвах соснового бора Прииртышья. 33
ГЛАВА 5 ПОЧВЕННЫЕ МИКРОМИЦЕТЫ В НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ36
5.1 Исследовательская деятельность учащихся. 36
5.2 Микромицеты в рамках элективного курса. 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 50
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 51
СПИСОК
Ding, C., Cheng, W., & Nie, X. (2019). Microorganisms and radionuclides. Interface Science and Technology, 29, 107–139. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102727-1.00003-0
Gilman J.A. A manual of soil fungi. Kew, 1957.
Keith-Roach M.J., Livens F.R. Interactions of microorganisms with radionuclides. Kidlington: Elsevier science, 2002. 409 p.
Larionova N.V. Lukashenko S.N., Kabdyrakova A.M., Kunduzbayeva A.Y., Panitskiy A.V., Ivanova A.R. Transfer of radionuclides to plants of natural ecosystems at the Semipalatinsk Test Site // Journal of Environmental Radioactivity. – 2018. - N 186. – Р.163-170.
Lloyd J.R., Renshaw J.C. Bioremediation of radioactive waste: radionuclide-microbe interactions in laboratory and field-scale studies // Current Opinion in Biotechnology. 2005. № 16. P. 254–260.
Pedersen K. Microorganisms and Their Influence on Radionuclide Migration in Igneous Rock Environments // Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences. 2005. № 1. P. 11–15.
Raper K.B., Fennel D.I. The genus Aspergillus. Baltimore. 1965. –686 p. 796. Raper K.B., Thom S.A. A manual of the Penicillia. Baltimore. 1949. –526 p.
Simonoff, M., Sergeant, C., Poulain, S., & Pravikoff, M. S. (2007). Microorganisms and migration of radionuclides in environment. Comptes Rendus Chimie, 10(10–11), 1092–1107. https://doi.org/10.1016/J.CRCI.2007.02.010
Syssoyeva, Ye. Research into the distribution of radionuclides in forest litter long after the nuclear tests / Ye. Syssoyeva, N. Larionova // International Conference on Radiation Applications in Physics, Chemistry, Biology, Medical Sciences, Engineering and Environmental Sciences: Book of Abstracts (September 6–8, 2021, Serbia). – Sievert Association Niš, Serbia, 2021. – Р. 63. – Режим доступа: https://www.rap–conference.org/22/index.php?page=boa
Также в C. Ding, W. Cheng (Ding, C., Cheng, W., 2019) установлено успешное осаждение сульфидов, катализируемое смешанными культурами сульфатредуцирующих бактерий, которые были использованы при обработке фильтрата почвы, загрязненной сульфатами тяжелых металлов и радионуклидами. Донором электронов для восстановления сульфата до сульфида в приведенном примере использовался этиловый спирт.
В результате микробиологической активности также происходит осаждение стронций-содержащей фазы кальцита в зоне выхода грунтовых вод. Отложение минерала является результатом карбонатного осаждения цианобактериями с таким соотношением Sr/Ca, что соответствует отложению SrCO3 в кальците (до 1 % стронция) (Thakare M., 2021).
Как отмечает Т.В. Хижняк (Хижняк Т.В., 2004) микробиологически-усиленная хемосорбция реакции, посредством которых клетки микроорганизмов изначально осаждают один металл или радионуклид в виде затравки («priming deposit»).