ноя 16, 2009 | 22:11

Остроумов С.А. Биологический механизм самоочищения в природных водоемах и водотоках: теория и приложения // Успехи современной биологии. 2004. т.124. №5. с.429-442. [= The biotic mechanism of self-purification in natural aquatic bodies and streams: theory and applications] http://scipeople.ru/publication/67095/ РЕФЕРАТ: Суммированы обобщающие положения, которые в совокупности составляют элементы качественной теории полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосистем. Эта теория включает в себя положения, характеризующие следующее: источники энергии механизмов самоочищения водных экосистем; основные структурно-функциональные блоки системы процессов самоочищения; список основных процессов cамоочищения водных экосистем; степень вовлеченности в самоочищение основных крупных таксонов; степень надежности системы самоочищения и механизмы ее обеспечения; отношение всей системы к внешним воздействиям; выводы для экологической теории; выводы для природоохранной практики. Приведены новые экспериментальные результаты о воздействии тетрадецилтриметиламмонийбромида и кадмия на моллюсков. abstract: THE BIOTIC MECHANISM OF SELF-PURIFICATION IN NATURAL AQUATIC BODIES AND STREAMS: THEORY AND APPLICATIONS S.A.Ostroumov Moscow 119234, Moscow State University, Faculty of Biology Abstract. In the paper, some elements of basics of the qualitative theory of polyfunctional role of biota in self-purification of aquatic ecosystems are formulated. The theory covers the following: sources of energy for the mechanisms of self-purification; the main structure-functional blocks of the system of self-purification; the list of the main processes that are involved; analysis of the degree of participation of the main large taxa (taxons); the degree of reliability and the main mechanisms providing the reliability; the attitude of the system towards the external influences/impacts; some conclusions relevant to the ecological theory; some conclusions relevant to the practice of biodiversity conservation. New experimental results are given on the effects of tetradecyltrimethylammoium bromide and cadmium on bivalves. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: биологический механизм, самоочищение, качество воды, водоемы, водотоки, загрязняющие вещества, ЗВ, экотоксикология, водный объект, пресноводные, морские, экологическая безопасность, источники водоснабжения, поллютанты, ксенобиотики, полифункциональная роль биоты, водные, экосистема, функционирование, гидросфера, сообщества, устойчивое использование, ресурсы, рациональное природопользование, антропогенное воздействие, полезные функции экосистем, сервисные функции, самоочистительный потенциал, биотестирование, теория, приложения, обобщающие положения, элементы теории, источники энергии механизмов самоочищения, структурно-функциональные блоки, система процессов, таксоны; надежность системы самоочищения, внешние воздействия; антропогенные, природоохранная практика, новые экспериментальные результаты, кадмий, моллюски, эвтрофирование, новая концепция, двухуровневый синергизм, экологические хеморегуляторы, экологические хемомедиаторы, понятие, биокосный, опасность, ущерб биоте, экономическая оценка ущерба при антропогенном воздействии, природохранный режим, специальные охраняемые территории, акватории, микроорганизмы, комплекс гидробионтов, макроорганизмы, растения, беспозвоночные, аналог биореактора с функцией очищения воды, биогены, контроль над фитопланктоном, консументы, трофический уровень, взаимодействующие трофические уровни, внутривидовые взаимодействия организмов, феромоны, регуляторы, межвидовые взаимодействия, В.И.Вернадский, биосфера, биогенная миграция элементов, биокосная, материя, биокосное природное тело, почва, природная, вода, регуляция геохимических процессов, биокосная регуляция перемещений вещества, повышение смертности, частота патологий, разобщение планктонно-бентического сопряжения, летальные, сублетальные воздействия, популяции промысловых рыб, сохранение генофонда, сохранение экологической роли популяций, биогеоценотические функции, сульфат кадмия, мидии, Mytilus galloprovincialis, сульфат меди, M. galloprovincialis, нитрат свинца, бихромат калия, M. edulis × M. galloprovincialis, природная гибридная популяция; Crassostrea gigas, ДСН, Тритон Х-100, перловицы, Unio tumidus, СМС ОМО, СМС Tide, СМС Лоск, СМС IXI, ЖМС Е, ЖМС Fairy, воздействие на эффективность изъятия взвеси, ВЭИ, синтетическое моющее средство; стиральный порошок, детергент, жидкое моющее средство; додецилсульфат натрия, метаногенное, сообщество, гидролитики, биополимеры, олигомеры, диссипотрофы, ЛЖК, синтрофы, водород, ацетат, гомоацетатные бактерии, гидротрофные метаногены, образование метана, ацетокластические метаногены, сульфидогенное, молочнокислые бактерии, лактат, сульфидогены, сероводород, гидрогенотрофные сульфидогены, ацетотрофные сульфидогены, гидротрофные метаногены, аноксигенное фототрофное, окислительный аноксический фототрофный фильтр, несерные фототрофные, бактерии, серные фототрофные, сульфат, окислительный аэробный фильтр (газотрофы), водородные, метанотрофы, органотрофные, тионовые, соединения серы, тиосульфат, серобактерии, поверхностно-активные вещества, ПАВ, ПАВ-содержащие смесевые препараты, ингибирование фильтрации воды, устрицы, катионный, тетрадецилтриметиламмоний бромид, ТДТМА, анионный, додецилсульфат натрия, неионогенный, коловратки, Brachionus calyciflorus, турбидостат, фильтраторы, двустворчатые, легочные, моллюски, неусвоенный органический материал, донные, осадки, трофическая, активность, Limnaea stagnalis, Lymnaea, фитопланктон, макрофиты; микрозоопланктон; мирный зоопланктон; хищный; зообентос; рыбы; морские млекопитающие, птицы, экспорт углерода, азот, фосфор, растворенные вещества, взвешенные частицы, ВОВ, седиментация, донные отложения, озера, заливы, сорбция ЗВ, сестон, детрит, гидробионты, органические вещества, осадки, седименты, пленка органических веществ, поверхность водоема, гидролиз, фотохимические, превращения, фотолиз, сенсибилизация, органическими биотического происхождения, редокс-каталитические, свободные радикалы, лиганды, биологического происхождения, токсичность ЗВ, связывание, растворенные, РОВ, химическое окисление, кислород, фотосинтез, биотические, биотрансформация, редокс-реакции, разрушение, конъюгация, сколько окисляется углерода в озерах в год в г С на 1 м2 зеркала поверхности озера?; дыхание, зоопланктон, внеклеточная ферментативная трансформация; какова скорость фильтрации воды природными популяциями Unionidae, Dreissenidae?; каков объем профильтрованной воды одним животным за сутки для кладоцер и копепод?; сорбция ЗВ пеллетами, экскретируемыми гидробионтами, предотвращение, замедление выхода биогенов и ЗВ из донных осадков в воду, аккумуляция, связывание биогенов и ЗВ, бентосные, сколько углерода выносится из экосистемы озера при вылете имаго водных насекомых?; вынос С, N, P из экосистемы, питание, рыбоядные птицы, выход на сушу, метаморфоз земноводных, сорбция ЗВ, почва, полив земель загрязненными водами, регуляция численности, экологические хеморегуляторы, хемомедиаторы, отношение Шредингера, аллохтонные, какова суммарная биомасса бактерий в эпипелагиали акватории Мирового океана ?; сколько углерода приходится на 1 квадратный метр океана?; какова доля бактерий в общей гетеротрофной деструкции в океане? каковы количественные глобальные оценки гетеротрофной бактериальной деструкции в эпипелагиали океана?; коэффициент эффективности использованной ассимилированной пищи на рост, каковы количественные оценки суммарной биомассы простейших и метазоопланктона в эпипелагиали?; каковы количественные оценки фильтрационной активности групп гидробионтов (асцидии, усоногие раки, мшанки, иглокожие, двустворчатые моллюски, гастроподы, полихеты, губки, нанофлагеллаты, цилиаты, ракообразные)?; каковы количественные оценки снижения фильтрационной активности моллюсков под воздействием детергентов, ПАВ, моющих средств?; летучие жирные кислоты; биоплато, ботанические площадки, биопруды, фиторемедиация, биоремедиация, микрокосм, аналог биореактора, сколько растворенного аллохтонного органического углерода поступает в расчете на 1 м2 озера?; сколько по весу листьев и древесного опада поступает ежегодно в озера?; пеллеты, фекалии, псевдофекалии, тонкие фильтраторы-нанофаги, количественные, параметры, бактериопланктон, эукариотные, протисты, дипломонады, кинетопластиды, эвглены, амебофлагелляты, динофлагелляты, инфузории, разножгутиковые, криптомонады, хоанофлагелляты, хитридиомицеты, стабильность экосистем, саморегуляция, S.A. Forbes; F.A. Forel, трофические, связи, перенос вещества, перенос энергии, биоценоз, биотоп, В.Н. Сукачев, Г.А. Заварзин, аппендикулярии Appendicularia, долиолиды Doliolidae, мелкие каляноиды Calanoida, меропланктон, личинки, грубые фильтраторы-эврифаги, ойтоны Oithona, онцеи Oncaea, крупные каляниды, эвфузииды Euphausiacea, удаление углерода (С), из воды эвтрофного оз. Эсром, Lake Esrom, Дания, оз. Миррор Mirror Lake, New Hampshire, озеро Мястро в Белоруссии, оз. Цаган-Нор, Забайкалье, оз. Любевое в Ленинградской области, Горьковское водохранилище, оз. Зун-Торей, оз. Лоренс, Lawrence Lake, Мичиган, Mirror Lake, США, Охотское, Черное море, С.А. Остроумов, KEY WORDS: biological mechanism, self-purification, water quality, water bodies, reservoirs, streams, contaminants, pollutants, ecotoxicology, freshwater, marine, environmental safety, environmental security, sources of water, xenobiotics, polyfunctional role of biota, water, ecosystem functioning, hydrosphere, community, sustainable use, resources, environmental management, human impact, potential for water purification, ecosystem’s services, biological theory, application, reliability, external influences; anthropogenic, man-made effects, environmental practices, the new experimental results, cadmium, mollusks, eutrophication, a new concept, a two-level synergies, environmental chemoregulators, environmental chemomediators, biokosny, hazards, damage to biota, economic evaluation of damage caused by the anthropogenic impact, water protection regime, special protected areas, microorganisms, aquatic, macro-organisms, plants, invertebrates, an analog of the bioreactor with the function of purifying water, nutrients, control of phytoplankton, consumers, trophic level, intraspecific interactions of organisms, pheromones, regulators, interspecific interactions, V.I. Vernadsky, biosphere, biokosnaya, matter, biokosnoe natural body, soil, natural water, the regulation of geochemical processes, regulation of transfer of substances, biogenic migration of chemical elements, increased mortality, the incidence of pathologies, uncoupling of plankton-benthic coupling, lethal, sublethal effects, populations of fish, conservation of gene pool, preservation of the ecological role of protected populations, biogeocenotic function, sulfate, cadmium, mussels, Mytilus galloprovincialis, copper sulphate, M. galloprovincialis, lead nitrate, potassium dichromate, TDTMA, M. edulis × M. galloprovincialis, a natural hybrid population; Crassostrea gigas, SDS, Triton X-100, Unio tumidus, detergent Tide, IXI, Fairy, the impact on the efficiency of removal of particulate matter, synthetic, laundry detergent, soap powder detergent, liquid detergent, sodium dodecyl sulphate, methanogenic, community, biopolymers, oligomers, syntrophs, hydrogen, acetate, methanogens, methane, lactic acid bacteria, lactate, sulfidogens, hydrogen sulfide, anoxic phototrophic, oxidation, anoxic phototrophic filter, nonsulfur phototrophic bacteria, phototrophic sulfur, sulfate, oxidative aerobic filter, methanotrophs, organotrophic, sulfur compounds, thiosulfate , sulfur bacteria, surface-active substances, surfactants, tensides, surfactant-containing mixtures, inhibition of water filtration, oysters, cationic, tetradecyltrimethylammonium, TDTMA, anionic, sodium dodecyl sulphate, nonionic, rotifers, Brachionus calyciflorus, turbidostat, filter-feeders, suspension feeders, bivalves, undigested organic matter, bottom, sediments, trophic, activity, Lymnaea stagnalis, phytoplankton, macrophytes; microzooplankton; zooplankton, predatory, zoobenthos, fish, marine mammals, birds, the export of carbon, nitrogen, phosphorus, dissolved substances, suspended particles, sedimentation, bottom sediments, lakes, bays, sorption of pollutants, seston, detritus, aquatic organisms, organic matter, sediment, organic material film, the surface of the reservoir, hydrolysis, photochemical, transformation, photolysis, sensitization, biotic organic origin, redox, catalytic, free radicals, ligands of biological origin, the toxicity of pollutants, binding, soluble, dissolved organic matter, chemical oxidation, oxygen, photosynthesis, biotic, biotransformation, redox reactions, destruction, conjugation, how much carbon is oxidized in the lakes per year per 1 m2 of the surface of the lake?; respiration, extracellular enzymatic transformation, what is the rate of filtration of water by natural populations of Unionidae, Dreissenidae?; what is the volume of water filtered by one animal per day for Cladocera and copepods?; sorption of pollutants by pellets excreted by hydrobionts, preventing, slowing output of nutrients and pollutants from the sediments into the water, accumulation, the binding of nutrients and pollutants, benthic, how much carbon is removed from the lake ecosystem by imago of aquatic insects?; removal of P, N, P from the ecosystem, food, piscivorous birds, metamorphosis of amphibians, the sorption of pollutants, soil, watering the land by contaminated water, regulation, size, ecological chemoregulators, chemomediators, the Schrodinger ratio, allochthonous, what is the total biomass of bacteria in the epipelagial of the world ocean?; how much carbon does contain 1 square meter of the ocean?; what is the quantitative role of bacteria in total heterotrophic degradation in the ocean?; what are the quantitative global estimates of heterotrophic bacterial decomposition in epipelagial of ocean?; what are the quantitative estimates of the total biomass of protozoa and metazooplankton in epipelagial?; what are the quantitative estimates of the filtration activity of groups of aquatic organisms (ascidians, barnacles, bryozoans, echinoderms, bivalves, gastropods, polychaetes, sponges, nanoflagellates, ciliate, Crustacea)?; what are the quantitative estimates of the reduction of the filtration activity of mollusks under the effect of detergents, surfactants, detergents?; volatile fatty acids; constructed wetlands, phytoremediation, bioremediation, a microcosm, how much of allochthonous dissolved organic carbon enters per 1 m2 of the lake?; how much is the biomass of leaves and tree litter that arrives annually into the lake?; pellets, feces, pseudofeces, quantitative parameters, bacterioplankton, eukaryotic, Protista, diplomonads, Kinetoplastids, Euglena, amoeboflagellates, dinoflagellates, ciliates, kriptomonads, hoanoflagellates, Chytridiomycota, the stability of ecosystems, self-regulation, S.A. Forbes; F.A. Forel, trophic, communications within ecosystem, transport of material, energy transfer, biocenosis, biotope, V.N. Sukachev, G.A. Zavarzin, Appendicularia, doliolids Doliolidae, Calanoida, meroplankton, larvae, Oithona, Oncaea, Euphausiacea, removal of carbon (C) from eutrophic Lake Esrom, Denmark, Mirror Lake, New Hampshire, Lake Miastro in Belarus, Baikal area, Lake Lubevoe in the Leningrad region, Gorky Reservoir, Lake Zun-Torey, Lawrence Lake, Michigan, Mirror Lake, the Okhotsk Sea, Black Sea, S.A. Ostroumov;