Сообщество   Наука

дискуссионная группа
Экологическая безопасность /Environmental safety and health

Обсуждения Участники

для ученых, преподавателей, специалистов, учащихся, масс-медиа, всех заинтересованных в экологической безопасности, устойчивом развитии, улучшении демографической ситуации, здоровье среды

3 янв 2014

Answer to the question: 
Which papers on environmental science, ecology, protection of environment, protection of water quality were downloaded most recently?

https://www.researchgate.net/post/Which_papers_on_environmental_science_ecology_protection_of_environment_protection_of_were_downloaded_most_recently#share

The following papers were downloaded most recently (in 2014, during recent 24 h) on the topics: environmental science, life science, ecology, water quality:
http://5bio5.blogspot.com/2014/01/in-2014-new-year-activity-interest.html

links, web pages to get the full texts: publications on environmental science, life science, ecology, water quality; at ResearchGate, see:
https://www.researchgate.net/profile/S_Ostroumov/contributions/?ev=prf_act
**
Researchers who recently downloaded the full-texts on environmental science, ecology, bioscience. USA, Brazil, Poland, Mexico, Spain, Germany, India, Hong Kong, Denmark, Austria, China et al. — see below:

**

Marcelo Curtarelli
6.73 · 4.25
National Institute for Space Research, Brazil
Medium-term and long-term priorities in ecological studies.http://scipeople.com/uploads/materials/4389/3RivistaBio96Priorities2.rtf
2 hours ago
The National Institute for Space Research (Portuguese: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais; INPE) is a research unit of theBrazilian Ministry of Science and Technology, whose main goals are fostering scientific research and technological applications and qualifying personnel in the fields of space and atmospheric sciences, space engineering, and space technology. INPE started developing priority programs such as:
Complete Brazilian Space Mission (MECB),
China-Brazil Earth Resources Satellite program (CBERS),
Amazon Research Program (AMZ),
Center for Weather Forecast and Climatic Studies (CPTEC).
It also kept track of other countries' research on the space area, facilitating collaboration and partnership with them. During this period it also established its Integration and Tests Laboratory (LIT) which develops highly specialized activities essential to the Brazilian Space Program.

In the 1990s, the first Brazilian satellite (SCD-1) was launched.
Since 1994, the Brazilian Space Agency has been responsible for Brazil's space program. INPE works in close cooperation with the agency.
In 1998, the second Brazilian satellite (SCD-2) was successfully launched, performing even better than the first one. CBERS 1 was launched in 1999, CBERS 2 in 2003 and CBERS 2B in 2007. CBERS-3 is expected to be launched in 2009, CBERS-4 in 2011.
**

Marcin Zalewski
16.96 · 22.5
Polish Academy of Sciences, Poland
Online full texts free, Web-pages, links, DOI. 36 top papers on environment, ecology, biology
4 hours ago.
The Polish Academy of Sciences (Polish: Polska Akademia Nauk, abbreviated PAN) is a Polish state learned institution, headquartered in Warsaw. Warsaw Easter 2008 027.jpgPAN institutes employ over 2,000 people, and are funded by about a third of the Polish government's bu...[more]

 

26.23 · 45.27

5 hours ago

5 hours ago.

The University of Delhi (Hindiदिल्ली विश्वविद्यालय; informally known as Delhi University or DU) is a public central university located in Delhi,India

images?q=tbn:ANd9GcRUzvqw3us8K397ql1iWw3pi2mgLXGcL7TkWiXHH4bBwYRrizP3EQIt is wholly funded by the Government of India. Established in 1922, it offers courses at undergraduate and postgraduate levels.Vice-President of IndiaMohammad Hamid Ansari is the chancellor. The University of Delhi is a premier institute of higher education in India. It was established in 1922 as a unitary, teaching and residential university by an Act of the Central Legislative Assembly. ThePresident of India is the visitor, the Vice President is the chancellor and the chief justice of the Supreme Court of India is the pro-chancellor of the university.

**

 

**

 

 

 

3deec525d174335798_l_02278.jpg

 

9.59 · 8.48

 

Saint-Louis is the fifth-largest commune in the French overseas department ofRéunion. It is located on the southwest part of the island of Réunion,

9c960529470d5579fa_l_fb6fc.jpg

 

Tata Institute of Fundamental Research

 

 

 

Dr. Homi Bhabha Road, Navy Nagar, Colaba, Mumbai, Maharashtra 400005, India

18 авг 2012

В МГУ имени М.В.Ломоносова проведены исследования, которые внесли вклад в научные основы экологической безопасности источников водоснабжения — поверхностных водных экосистем (таких, как водохранилища, озера, реки), см.:
5bio5.blogspot.com/2012/08/revolutionary-innovation-ecosystem.html


Ключевые слова: качество воды, водоснабжение, водные ресурсы, экологическая безопасность, охрана окружающей среды, водохранилища, озера, реки, водные экосистемы, охрана природы, экология, науки об окружающей среде, гидробиология, МГУ им. М.В.Ломоносова

Читать далее...
21 авг 2011
Paper: On the Biotic Self-purification of Aquatic Ecosystems: Elements of the Theory
Comments, in Chinese — see online:
d.wanfangdata.com.cn/NSTLQK_NSTL_QKJJ022370379.aspx;
key words: water, water quality, pollution, pollution prevention, control, ecotoxicology, improvement, freshwater, sustainability, lakes, rivers, streams,
17 апр 2010
Сайты о вопросах безопасности питьевой воды:
Drinking Water Contaminants:
www.epa.gov/safewater/contaminants/index.html

Guidelines for Drinking Water Quality (World Health Organization, 3rd Edition, 3004)
www.who.int/entity/water_sanitation_health/dwq/gdwq3ruprelim_1to5.pdf
Читать далее...
7 мар 2010


Научно-терминологическая основа реализации на практике требований экологического законодательства: предложения для преодоления трудностей.
Для осуществления требований экологического законодательства необходима адекватная и точная интерпретация экологических терминов, используемых в текстах документов: в текстах федеральных законов и иных нормативных правовых актов (Голиченков А.К. Экологическое право России. Москва, издательство «Городец», 2008, 430 с.). Среди таких терминов — термин «экосистема» («экологическая система»). В литературе отсутствовало ясное, научно корректное и соответствующее современным знаниям определение этого термина. Многие из ранее существовавших вариантов определений страдали явными недостатками. Среди таких недостатков – включение в текст определения других терминов, в свою очередь требующих определения.  Теперь опубликован модернизированный вариант определения термина «экосистема», свободный от указанных недостатков. Модернизированное определение сформулировано в статье, текст которой доступен онлайн с помощью следующего сайта: http://scipeople.com/publication/66938/

Читать далее...
25 янв 2010

Для устойчивого развития и роста экономики Российской Федерации необходимо устойчивое использование природных ресурсов, в том числе водных. Устойчивое обеспечение населения и экономики водой надлежащего качества, экологическая безопасность источников водоснабжения – серьезная задача, которая может решаться только на прочной научной основе. Вклад в анализ экологических факторов, важных для решения этой задачи, дан в публикации, развернутый реферат и фрагменты которой приведены ниже.
                                   Опубликовано:
Остроумов С.А. Элементы теории биоконтроля качества воды: фактор экологической безопасности источников водоснабжения (=Elements of the theory of biocontrol of water quality: a factor in the ecological safety of the sources of water) //  Химическая и биологическая безопасность. 2008. № 5-6. с.36-39. Библиогр. 22 назв.[http://www.cbsafety.ru/rus/saf_41_3.asp]
 УДК 574.6: 574.635: 602.7: 626.80              рефераты -  в конце файла
Элементы теории биоконтроля качества воды: фактор экологической безопасности источников водоснабжения
С.А.Остроумов
119991, Москва ГСП-1, Ленгоры, Московский гос. университет им. М. Ломоносова, биологическийфакультет
 В 2008 г. была опубликована работа [1]. Книга предназначена для научных работников, преподавателей, аспирантов, а также для специалистов в области практического использования и охраны водных и водно-биологических ресурсов.
Вопросы самоочищения вод и роли в этом водных организмов (гидробионтов) имеют значение для поддержания качества воды в пресных и морских водных объектах, для экологической безопасности источников водоснабжения. В упомянутой книге продолжен анализ современной научной литературы и основных результатов автора в этой области. Изложены и обоснованы обобщения, которые представляют элементы теории полифункциональной роли биоты в самоочищении вод пресноводных и морских экосистем.
В первой части книги [1] («Теория биоконтроля качества воды и биомеханизмов самоочищения воды») кратко излагаются основы предлагаемой теории биотического самоочищения воды. Введено новое понятие экзометаболизма молекул поллютантов в водной экосистеме. Под экзометаболизмом понимается преобразование или расщепление молекул поллютантов в воде, вне живых клеток или организмов. Экзометаболизм противопоставляется традиционно понимаемому метаболизму молекул поллютантов внутри живых клеток и организмов.
Во второй части – более подробное изложение теории самоочищения воды, развиваемой автором.   Анализируются следующие вопросы.
1. Загрязнение водных экосистем. Приведены цифровые данные о загрязнении вод Российской Федерации и других стран (стр. 24-37). Доля проб воды из поверхностных источников централизованного питьевого водоснабжения РФ, не отвечающих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, на протяжении ряда лет превышала 26%.
2. Процессы, снижающие качество воды в водоемах и водотоках. Освещены основные природные и антропогенные процессы, ведущие к снижению качества воды (стр. 38-41).
3. Основные природные процессы (физические, химические, биотические), ведущие к очищению воды в водных экосистемах  (стр. 42-61). Дана краткая сводка 26 таких процессов. Впервые приведен анализ зависимости  всех этих процессов, включая физические и химические, от жизнедеятельности водных организмов. В рамках изучения одного из процессов, ведущих к снижению содержания тяжелых металлов в воде, измеряли накопление этих металлов в организмах, приведены результаты новых определений  Fe, Co, Ni, Znи других элементов в моллюсках.
4. Основные структурно-функциональные блоки природного механизма самоочищения водных экосистем (стр. 62-69). Сформулирована концепция пяти основных структурно-функциональных блоков этого механизма.
5. Источники энергии биотических  механизмов самоочищения водных экосистем (стр. 70-72). Энергообеспечение этих механизмов осуществляется за счет фотосинтеза, окисления автохтонной и аллохтонной органики и других процессов.
6. Участие основных крупных таксонов в процессах самоочищения водных экосистем (стр. 73-76). Показано, что практически все основные группы водных организмов вовлечены в самоочищение вод.
7. Надежность системы самоочищения воды  и  механизмы   обеспечения надежности (стр. 77-81). Впервые выявлена роль дублирования функций различными группами организмов, что увеличивает надежность всего механизма самоочищения.
8.  Регуляция биоты (стр. 82-89). Анализируются различные виды регуляции активности и обилия организмов, участвующих в самоочищении воды. Автор выдвинул новые представления о роли веществ, названных им экологическими хеморегуляторами.
9. Анализируется вклад  самоочищения в стабильность водной экосистемы (стр. 90-93).
10. Анализ особенностей природного механизма самоочищения выявляет его сходство с высокотехнологическими устройствами, что приводит к выводу о том, что этот экологический механизм можно рассматривать как пример высоких эколого-биосферных технологий. Вводится новое понятие макросимбиотической системы (стр. 94-97).
11. Поскольку реальные водные объекты часто находятся под сильным антропогенным прессом, автор экспериментально изучал отношение  механизма самоочищения  к внешним (антропогенным) воздействиям на водоем. На примере воздействия нескольких классов поллютантов на различные виды гидробионтов автор доказал существование новых сторон потенциальной опасности химического загрязнения, связанной с ингибированием природных процессов фильтрации и самоочищения вод, что было признано научным открытием (Диплом № 274) (стр. 98-103).
12. Некоторые общие тенденции и принципы функционирования механизма самоочищения воды. Впервые предлагаются восемь основных принципов: принцип центральной роли биоты, принцип биотической омникомпонентности, принцип максимальной диверсификации биотических исполнителей основных функций, принцип максимизации числа стадий на пути биогенной миграции элементов, принцип синэкологической кооперативности и другие (стр. 104-105).
13. Новые представления о самоочищении полезно проанализировать под углом зрения их соответствия и связи с фундаментальными концепциями экологии и геохимии. Проведенный на стр. 106-113 анализ позволяет внести вклад в понимание сущности экосистем и особенностей того, что автор предлагает называть сопряжением гидробиологических и геохимических процессов.
14. Аналогичным образом, полезен анализ представлений о самоочищении в связи с общебиологическими концепциями об уровнях организации живых систем. Это привело к выдвижению автором новых представлений о репарации на экосистемном уровне организации живых систем (стр. 114-115).
Проработка вышеуказанных фундаментальных вопросов дает основу для инноваций в практической сфере. К таким инновациям относится следующее.
Из теории самоочищения воды вытекают рекомендации в области природоохранной и ресурсоохранной практики, касающиеся поддержания качества вод, восстановления и реабилитации водоемов (стр. 116-119). Практически полезны разработки в области фитотехнологии (фиторемедиация, использование ветландов), к этой области относятся  эксперименты автора (в том числе с использованием макрофитов Ceratophyllumdemersum, Najassp., Myriophyllumaquaticum), проведенные с целью создания новых технологий очищения вод (стр. 120-123). Анализируется связь исследований самоочищения и вопросов биоремедиации и фиторемедиации. (стр. 124-125). Приведены примеры работ по изучению роли биоты в очищении водной среды от нефти  (стр. 126 -138). Познание природного самоочистительного потенциала природных водных экосистем помогло сформулировать рекомендации для восстановления водных объектов, нарушенных в результате антропогенных воздействий (стр. 139-142), найти новые подходы к эколого-экономическим оценкам водной экосистемы (стр. 143-145).
Научные результаты, изложенные в книге (как и в предыдущих книгах того же автора), использовались  для совершенствования подготовки специалистов  в области экологии и биологии в университетах России и других стран СНГ и Прибалтики (с. 148-152).
Стоит упомянуть некоторые из важнейших работ, предшествовавших выходу вышеупомянутой книги [1]. Существенное значение имели результаты экспериментов по изучению воздействия синтетических ПАВ на организмы-фильтраторы,  такие как двустворчатые моллюски [2]. Наряду с новыми фактами,  определенную роль сыграла разработка новых теоретических представлений, которые помогли лучше понять роль различных групп организмов в самоочищении вод [3-5], разработать вопросы биологического регулирования качества воды самоочищения вод [6 — 14]. Выявлены новые типы опасности химического загрязнения. Они идентифицированы и описаны в статьях, изданных в 1998 г. в журнале Rivista di Biologia / BiologyForum [3], а в 2000-2002 гг. — в «Докладах академии наук» (ДАН) [8-10, 12]. Основы теории биотического самоочищения воды и улучшения качества воды были сформулированы в 2004 г. [13, 14]. Были развиты новые методы для того, чтобы измерить сублетальные эффекты ксенобиотиков [15] и количественно определить их воздействие на эффективность удаления взвешенного вещества из воды организмами-фильтраторами (двустворчатыми моллюсками); эти методы были опубликованы в книге [15]. Анализ связей между экологическими явлениями показал необходимость сохранения биоразнообразия как предпосылки для поддержания качества воды [16, 17]. В  своих недавних публикациях, автор развил дополнительные элементы теории биомеханизмов (biomachinery) экосистемы, функционирование которых ведет к самоочищению вод в природных водных экосистемах и к поддержанию водных местообитаний [18].
Среди некоторых шагов в накоплении новых экспериментальных данных и внесении вклада в теорию аппарата биосферы, многие регионы которой находятся под некоторой степенью антропогенного давления, следующие.
Отметим роль выявления новых фактов о воздействии ксенобиотиков на организмы, которые, оказались полезными для теоретического анализа новых биологических эффектов ПАВ и детергентов; они были обобщены и описаны в [2, 4, 11,15]. Предложен новый  уровне-блочный подход для выявления и анализа экологических опасностей антропогенного  воздействия на живые системы [2, 15], идентифицированы новые опасности синэкологического синергизма антропогенных воздействий (работа была опубликована в 2001 г.  [9]). Методически важно, что была предложена и апробирована методология ингибиторного анализа в экологии [10]. В итоге большой серии опытов экспериментально доказано, что синтетические ПАВ и смесевые препараты (детергенты)  потенциально опасны для самоочищения воды [3, 4, 7-9]. Найден компонент экологического механизма самоочищения вод, который является наиболее уязвимым в условиях загрязнения воды такими поллютантами, как синтетические ПАВ [3,4].
 Полифункциональная роль биоты в самоочищении вод была исследована и затем сформулирована  в виде структурированной теории [6 – 8, 13, 14]. Было выдвинуто понятие экологической репарации, связанной с восстановлением качества воды [11]. Эти фундаментальные инновации в той или иной мере основаны на новых фактах [2, 4, 7, 11, 15, 18], полученных в экспериментальной работе автора книги [1].
Статьи из цикла работ, кратко охарактеризованного выше, получили позитивную оценку многих специалистов, работающих в разных странах [19-22], что дополнительно характеризует представленные в них результаты, обобщенные в книге [1]. Одно из важнейших направлений для практического приложения разрабатываемой теории экологических механизмов самоочищения вод — создание режима,  максимально благоприятного для проявления природного самоочистительного потенциала в водных объектах, служащих источниками водоснабжения, а также на прилегающей к ним территории.
Библиография
1. Остроумов С.А. Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов.  М.: МАКС-Пресс, 2008.  200 с.
2.  Ostroumov S.A. Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p.
3. Ostroumov S. A.  Biological filtering and ecological machinery for self-purification and bioremediation in aquatic ecosystems: towards a holistic view // Rivista di Biologia / Biology Forum. 1998. V. 91(2). P.221-232.
4. Остроумов С.А. О полифункциональной роли биоты в самоочищении водных экосистем // Экология, No. 6, 2005, с. 452–459.
5. Ostroumov S. A.  Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water purification: current conceptualizations and  concluding remarks // Hydrobiologia. 2002. v. 469 (1-3): P.203-204.
6.  Ostroumov S. A.  Suspension-feeders as factors influencing water quality in aquatic ecosystems.   In: The Comparative Roles of Suspension-Feeders in Ecosystems, R.F. Dame,  S. Olenin (Eds),  Springer, Dordrecht, 2004. p. 147-164.
7. Остроумов С.А. О некоторых вопросах поддержания качества воды и ее самоочищения // Водные ресурсы. 2005. т. 32. № 3. С. 337-347.
8. Остроумов С.А. Реагирование Uniotumidus при воздействии смесевого химического препарата и опасность синэкологического суммирования антропогенных воздействий // ДАН. 2001. Т. 380. № 5. С.714-717.
9. Остроумов С.А. Опасность двухуровневого синергизма при синэкологическом суммировании антропогенных воздействий // ДАН. 2001. Т. 380. № 6. С.847-849.
10. Остроумов С.А. Ингибиторный анализ регуляторных взаимодействий в трофических сетях  // Доклады  РАН, 2000, Т. 375,  № 6. С.847-849.
11. Остроумов С.А. О биотическом очищении воды и экологической репарации.  // Сиб. экол. журнал. 2006. № 3. C. 339-343
12. Остроумов С.А. Новый тип действия потенциально опасных веществ: разобщители пелагиально-бентального сопряжения // ДАН.  2002. т. 383.  № 1. C.138-141.
13. Остроумов С.А. О биотическом самоочищении  водных экосистем. Элементытеории// ДАН. 2004. т. 396. № 1. С.136-141.
14. Ostroumov S. A. On the biotic self-purification of aquatic ecosystems: elements of the theory. // Doklady Biological Sciences, 2004, Vol. 396, Numbers 1-6, pp. 206-211.
15. Остроумов С.А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. М. МАКС-Пресс, 2001.  334 p.
16. Остроумов С.А. Сохранение биоразнообразия и качество воды: роль обратных связей в экосистемах // ДАН.  2002. т.382.  № 1. C.138-141.
17. Ostroumov S. A. Biodiversity protection and quality of water: the role of feedbacks in ecosystems. // Doklady Biological Sciences. 2002. Volume 382, Numbers 1-6. p.18-21.
18. Ostroumov S. A. Basics of the molecular-ecological mechanism of water quality formation and water self-purification // Contemporary Problems of Ecology, 2008, Vol. 1, No. 1, p. 147-152.
19. Kapitsa A.P. Formulation of fundamental principles for foundation of the theory of the apparatus of the biosphere // Environment Ecology and Safety of Life Activity. 2007. No. 1 (37). P. 68-71.
20. Vaughn C. C., Nichols S. J., Spooner D. E. Community and foodweb ecology of freshwater mussels  // Journal of the North American Benthological Society. 2008. Vol. 27, Issue 2,  P. 409-423.
21. Stabili L., Licciano M., Giangrande A., Longo C., Mercurio M., Marzano C.N., Corriero G.  Filtering activity of Spongia officinalis var. adriatica (Schmidt) (Porifera, Demospongiae) on bacterioplankton: Implications for bioremediation of polluted seawater.  //Water Research, 2006, v. 40 (16), pp. 3083-3090. 
22. Safi K.A., Hewitt J.E., Talman S.G.  The effect of high inorganic seston loads on prey selection by the suspension-feeding bivalve, Atrina zelandica //  Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 2007. Vol. 344 (2), p. 136-148.
 


 
 
Abstract:
Ostroumov S.A. Elements of the theory of biocontrol of water quality: a factor in the ecological safety of the sources of water. // Chemical and Biological Safety (=Himicheskaja i biologicheskaja bezopasnost', Moscow). 2008. No. 5-6. p.36-39. A new theory for the biomechanisms for water self-purification is presented in the author’s book ‘Aquatic Organisms in Water Self-Purification and Biogenic Migration of Elements’ (2008, 200 p.). Hydrobionts (aquatic organisms) are actively involved in various processes leading to water purification. Almost all main groups of organisms are involved, which is discussed and analyzed in the paper. In the theory, the results of the author's experiments on the effects of various pollutants on aquatic organisms were used. The theory is an innovative basis for new ecological technologies to clean water and to upgrade its quality by using aquatic organisms. New fundamental concepts were introduced and discussed, including the concepts and terms: biomachinery, exometabolism, ecological chemoregulators, ecological chemomediators, macrosymbiotic system and others. The new authors’s results on the surfactant-induced inhibition of water filtration by bivalves were recognized as a scientific discovery. As a result, the author was awarded Diploma for Scientific Discovery No. 274. The theory is a contribution to the scientific basis for environmental safety of the aquatic ecosystems (aquatic bodies and streams) that serve as sources of water supply.
 
Реферат:
С.А.Остроумов. Элементы теории биоконтроля качества воды: фактор экологической безопасности источников водоснабжения. //  Химическая и биологическая безопасность. 2008. № 5-6. с.36-39.
Представлена новая теория биомеханизмов самоочищения воды, изложенная в книге автора «Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов» (М.: МАКС Пресс, 2008,  200 с.). Гидробионты активно участвуют в процессах, ведущих к очищению воды. В них участвуют почти все группы живых организмов, что анализируется в статье с различных сторон. При разработке теории были использованы результаты опытов автора, изучавшего воздействие поллютантов на живые организмы. Изложенная теория служит инновационной основой для создания новых экотехнологий очищения воды и повышения ее качества с использованием водных организмов. Представлены и обоснованы новые основные концепции, в том числе понятия и термины: biomachinery, экзометаболизм, экологические хеморегуляторы, экологические хемомедиаторы, макросимбиотические системы и другие. Новые  результаты автора по выявлению свойства синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ) подавлять фильтрацию воды двустворчатыми моллюсками были признаны научным открытием и отмечены Дипломом за научное открытие № 274. Теория вносит вклад в научные основы укрепления экологической безопасности водных экосистем (водоемов и водотоков), которые служат источниками водоснабжения.
 
 
 
-          — — — -
Рефераты и ключевые слова:
 
Остроумов С.А. Элементы теории биоконтроля качества воды: фактор экологической безопасности источников водоснабжения (=Elementsofthetheoryofbiocontrolofwaterquality: afactorintheecologicalsafetyofthesourcesofwater) //  Химическая и биологическая безопасность. 2008. № 5-6. с.36-39. Библиогр. 22 назв.
[http://www.cbsafety.ru/rus/saf_41_3.asp]  УДК 574.6: 574.635: 602.7: 626.
119234, Москва, Ленгоры, Московский гос. университет им. М.В. Ломоносова, биологический факультет.
РЕФЕРАТ: Представлена новая теория биомеханизмов самоочищения воды, изложенная в книге автора «Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов» (М.: МАКС Пресс, 2008,  200 с.). Гидробионты активно участвуют в процессах, ведущих к очищению воды. В них участвуют почти все группы живых организмов, что анализируется в статье с различных сторон. При разработке теории были использованы результаты опытов автора, изучавшего воздействие поллютантов на живые организмы. Изложенная теория служит инновационной основой для создания новых экотехнологий очищения воды и повышения ее качества с использованием водных организмов. Представлены и обоснованы новые основные концепции, в том числе понятия и термины: biomachinery, экзометаболизм, экологические хеморегуляторы, экологические хемомедиаторы, макросимбиотические системы и другие. Новые  результаты автора по выявлению свойства синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ) подавлять фильтрацию воды двустворчатыми моллюсками были признаны научным открытием и отмечены Дипломом за научное открытие № 274. Теория вносит вклад в научные основы укрепления экологической безопасности водных экосистем (водоемов и водотоков), которые служат источниками водоснабжения.
Ostroumov S.A. Elements of the theory of biocontrol of water quality: a factor in the ecological safety of the sources of water. // Chemical and Biological Safety (=Himicheskaja i biologicheskaja bezopasnost', Moscow). 2008. No. 5-6. p.36-39. ABSTRACT: A new theory for the biomechanisms for water self-purification is presented in the author’s book ‘Aquatic Organisms in Water Self-Purification and Biogenic Migration of Elements’ (2008, 200 p.). Hydrobionts (aquatic organisms) are actively involved in various processes leading to water purification. Almost all main groups of organisms are involved, which is discussed and analyzed in the paper. In the theory, the results of the author's experiments on the effects of various pollutants on aquatic organisms were used. The theory is an innovative basis for new ecological technologies to clean water and to upgrade its quality by using aquatic organisms. New fundamental concepts were introduced and discussed, including the concepts and terms: biomachinery, exometabolism, ecological chemoregulators, ecological chemomediators, macrosymbiotic system and others. The new authors’s results on the surfactant-induced inhibition of water filtration by bivalves were recognized as a scientific discovery. As a result, the author was awarded Diploma for Scientific Discovery No. 274. The theory is a contribution to the scientific basis for environmental safety of the aquatic ecosystems (aquatic bodies and streams) that serve as sources of water supply.
Ключевые слова: качество воды, водные экосистемы, самоочищение воды, загрязнение; загрязняющие вещества, поллютанты, ксенобиотики, синтетические химические вещества, биотестирование, экологическая опасность, инновации, экологическая безопасность, источники водоснабжения, устойчивое использование, водные ресурсы, ресурсы пресной воды, морские, поверхностные водные экосистемы, новая концепция, экзометаболизм, биотрансформации, биодеградация, разложение, водоемы, водотоки, хеморегуляторы, макросимбиотические системы, биогенная миграция элементов, научное открытие № 274, антропогенное воздействие, экология, геохимия, репарация, поверхностно-активные вещества, ПАВ, детергенты, моющие средства, фильтраторы, биоконтроль, самоочистительный потенциал экосистемы, фитотехнология, фиторемедиация, экобиотехнология.
Key words: Water quality, aquatic ecosystems, water self-purification, pollution; pollutants, xenobiotics, synthetic chemicals, bioassays, biotesting, ecological hazards, innovations, environmental safety, sources of water supply, sustainable use, aquatic resources, freshwater, marine, surface aquatic ecosystems, new concept of exometabolism, pollutants, biotransformation, biodegradation, destruction, water bodies, streams, chemoregulators, macrosymbiotic system, biogenic migration of elements, scientific discovery No. 274, anthropogenic impact, ecology, geochemistry, repair, biomachinery, surfactants, tensides, detergents, filter-feeders, biocontrol, self-purification potential of ecosystems, phytotechnology, phytoremediation, ecobiotechnology.
 

Читать далее...
26 дек 2009

A new way of eutrophication control was suggested in the paper:

The synecological approach to the problem of eutrophication. - Doklady Biological Sciences, Vol. 381, 2001, p. 559–562. ISSN 0012-4966. Distributed by Springer,  orderdept@springer-sbm.com. [The author suggested a new component of the measures against eutrophication: reducing the input of the pollutants that weaken the potential of the filter-feeders for removing algae. This is a new approach to combat eutrophication. The suggested way of controlling eutrophication is applicable to both freshwater and marine ecosystems. Among new facts that were reported in the paper: The liquid detergent Fairy 2 mg/L inhibited filtration by bivalves (marine mussels) Mytilus galloprovincialis within 2-23 min after addition, at temperature 22.5 ºС]. DOI 10.1023/A:1013378505630.  http://scipeople.ru/users/2943391/; http://scipeople.com/uploads/materials/4389/Danbio6_2001v381n5.E.eutrophication.pdf;

 

The most important issues that were considered: eutrophication control, pollution, man-made impact, pollutants, water quality, environmental safety, sustainable use of water resources, filter-feeders, detergents, control of phytoplankton, water filtration, bivalves, marine and freshwater ecosystems, protecting ecosystem services

Читать далее...
21 ноя 2009
new paper: Ostroumov S.A., Shestakova T.V. Decreasing the measurable concentrations of Cu, Zn, Cd, and Pb in the water of the experimental systems containing Ceratophyllum demersum: The phytoremediation potential // Doklady Biological Sciences 2009, Vol. 428, No. 1, p. 444-447. Key words: phytoremediation, Ceratophyllum demersum, phytotechnology , water , Pb , Cd , Zn , Cu , concentrations , pollution , water quality
5 ноя 2009

Key publications, mainly 2000-2009, in English (authored, coauthored by Dr S.A.Ostroumov): The list of some most important  publications by Dr. S.A. Ostroumov in English (some publications contain the new data on filtering activity of bivalves as related to water quality; the new on hazards from aquatic pollutants; the new on how ecosystems function; the new on how improve environmental safety), including his publications in the leading journal of  the Russian Academy of Sciences entitled Reports of Academy of Sciences (Doklady Akademii nauk = Doklady Biological Sciences), and some other English publications, mainly in 2000-2009:

 

1.      Biological Effects of Surfactants. CRC Press. Taylor & Francis. Boca Raton, London, New York. 2006. 279 p. Bibliogr. on pages 203-243  and 250-253. Subject Index: p.255-279. ISBN 0-8493-2526-9.

2.      Conservation of Living Nature and Resources: Problems, Trends, and Prospects. Berlin, New York et al. Springer. 1991. XII. 272 p. Bibliogr.: p. 227-248. Index of Authors: p. 249-251. Subject Index: p. 253-271. ISBN 3-540-52096-1; ISBN 0-387-52096-1. [In collaboration: Yablokov A.V., S.A.Ostroumov]. This work examines the problems arising from the deterioration of the environment and covers the issues of conservation and biodiversity protection at the molecular-genetic, the ontogenetic, the species-population and the ecosystem levels. The book offers suggestions concerning changes in practice in agriculture, industry, recreation etc. – in all sectors of society life and functioning.

3.      Ostroumov S.A. Biological filters are an important part of the biosphere // Science in Russia. 2009. № 2. P. 30-36.  [The journal Science in Russia is published by The Presidium of Russian Academy of Sciences, both in English and in Russian; Nauka Publishers, Moscow; ISSN 0869-7078. www.ras.ru, ©Russian Academy of Sciences Presidium].

4.      Ostroumov S. A., Donkin P., Staff F. Filtration inhibition induced by two classes of synthetic surfactants in the bivalve mollusk Mytilus edulis // Doklady Biological Sciences, 1998. Vol. 362, P. 454-456. Bibliogr. 15. ISSN 0012-4966. Distributed by Springer,  orderdept@springer-sbm.com [bioeffects of the anionic surfactant SDS 0.5-4 mg/L during 30-60 min,  and the non-ionic surfactant Triton X-100 4 mg/L during 60 and 120 min on M. edulis. SDS 1, 2, and 4 mg/L after 30-90 min inhibited the filtration rate and removal of the cells of algae Isochrysis galbana from water. Triton X-100 4 mg/L also inhibited the filtration rate and removal of the cells of algae Isochrysis galbana during 60-120-min incubation].

5.      Ostroumov S. A. Biological filtering and ecological machinery for self-purification and bioremediation in aquatic ecosystems: towards a holistic view // Rivista di Biologia / Biology Forum. 1998. V. 91(2). P.221-232.

6.      Ostroumov S. A. The concept of aquatic biota as a labile  and vulnerable component of the water self-purification system - Doklady Biological Sciences, Vol. 372, 2000, pp. 286–289. [Translated from Doklady Akademii Nauk, Vol. 372, No. 2, 2000, pp. 279–282.

7.      Ostroumov S. A. An aquatic ecosystem: a large-scale diversified bioreactor with a water self-purification function.- Doklady Biological Sciences, 2000. Vol. 374, P. 514-516.   ISSN 0012-4966.

8.      Ostroumov SA. Criteria of ecological hazards due to anthropogenic effects on the biota: searching for a system. - Dokl Biol Sci (Doklady Biological Sciences). 2000 Mar-Apr;371:204-206. PMID: 10833660 [PubMed - indexed for MEDLINE]

9.      Ostroumov S. A. An amphiphilic substance inhibits the mollusk capacity to filter out phytoplankton cells from water. - Biology Bulletin (=Biology Bulletin of the Russian Academy of Sciences), 2001, Volume 28, Number 1, p. 95-102. The effect of synthetic anionic surfactant sodium dodecylsulfate (SDS, 4 mg/l) on the kinetics of water filtration by mussel Mytilus edulis was studied. A suspension of algae Isochrysis galbana was added to the vessel with the mussels, and their filtration activity was measured by counting the concentration of the algae cells in the experimental vessels. Algae concentration was measured every 30 min for an hour and a half. The inhibiting effect on the mollusk filtration rate (FR) was qualitatively described. After the first 30 min filtration at 4 mg/l initial SDS concentration, the cell density was 322% of the control. The inhibiting effect was observed later as well. Due to FR inhibition in the vessels with the above specified initial SDS concentration, the algae cell density was 6.4 and 14.7 times that of the control after 1 and 1.5 h, respectively. Thus, SDS can decrease the natural capacity of aquatic ecosystems for self-purification and disturb other aspects of ecosystem functioning through inhibiting the filtration activity of mussels. The obtained data are discussed in the context of environment and hydrosphere protection from pollution. [MAIK Nauka/Interperiodica distributed by Springer Science+Business Media LLC. ISSN 1062-3590 (Print) 1608-3059 (Online)]. DOI 10.1023/A:1026671024000. (Translated from Izv Akad Nauk Ser Biol. 2001 Jan-Feb; (1):108-16. PMID: 11236572 [PubMed - indexed for MEDLINE])

10.  Ostroumov SA. The synecological approach to the problem of eutrophication. - Dokl Biol Sci. (Doklady Biological Sciences). 2001 Nov-Dec;381:559-562.  PMID: 12918433 [PubMed - indexed for MEDLINE]

11.  Ostroumov SA. The hazard of a two-level synergism of synecological summation of anthropogenic effects. - Dokl Biol Sci. (Doklady Biological Sciences).  2001 Sep-Oct;380:499-501.  PMID: 12918416 [PubMed - indexed for MEDLINE]

12.  Ostroumov SA. Responses of Unio tumidus to mixed chemical preparations and the hazard of synecological summation of anthropogenic effects.  - Dokl Biol Sci (Doklady Biological Sciences). 2001 Sep-Oct;380: 492-495. PMID: 12918414 [PubMed - indexed for MEDLINE]

13.  Ostroumov SA, Kolesnikov MP. Pellets of some mollusks in the biogeochemical flows of C, N, P, Si, and Al. - Dokl Biol Sci (Doklady Biological Sciences). 2001 Jul-Aug;379:378-381. PMID: 12918380 [PubMed - indexed for MEDLINE]

14.  Ostroumov SA. Imbalance of factors providing control of unicellular plankton populations exposed to anthropogenic impact. - Dokl Biol Sci (Doklady Biological Sciences). 2001 Jul-Aug;379:341-343.  PMID: 12918370 [PubMed - indexed for MEDLINE]

15.   Ostroumov SA. Effect of amphiphilic chemicals on filter-feeding marine organisms.-  Dokl Biol Sci (Doklady Biological Sciences). 2001 May-Jun;378:248-250. PMID: 12918342 [PubMed - indexed for MEDLINE]

16.  Ostroumov S. A. Inhibitory analysis of top-down control: new keys to studying eutrophication, algal blooms, and water self-purification  // Hydrobiologia. 2002. vol. 469.  P.117-129. 8 tables. Bibliogr. 71 refs. [Top-down control is an important type of interspecies interactions in food webs. It is especially important for aquatic ecosystems. Phytoplankton grazers contribute to the top-down control of phytoplankton populations. This article is focused on the role of benthic suspension-feeders (filter - feeders) in the control of plankton populations as a result of water filtering and the removal of suspended matter (including the cells of plankton) from the water column. New data on the inhibitory effects of synthetic surfactants and detergents on the activity of benthic filter-feeders (freshwater mussels Unio tumidus, U. pictorum, marine mussels Mytilus galloprovincialis, M. edulis, and oysters Crassostrea gigas) are presented and discussed. Importance and efficiency of that approach to the problems of eutrophication and water self-purification is pointed out. The chemical pollution may pose a threat to the natural top-down control of phytoplankton and water self-purification processes. The latter are an important prerequisite for sustainable use of aquatic resources. Surfactant SDS at a concentration of 0.5 mg/L inhibited water filtration by Crassostrea gigas, at a concentration of 1.7 mg/L suppressed the filtering activity of  M. galloprovincialis, at that of 1-5 mg/L decreased water filtration by M. edulis. The non-ionic surfactant Triton X-100 (TX100) at a concentration of 0.5-5 mg/L induced a sharp slowdown in water filtration by M. edulis, at 1 and 5 mg/L it caused a decrease in the filtration rate by  the freshwater bivalve Unio tumidus. The cationic surfactant TDTMA at 1-2 mg/L constrained the filtering activity of  the freshwater bivalve Unio pictorum. 4 detergents (6.7-50 mg/L) hindered the filtration by M. galloprovincialis. 3 detergents (1-30 mg/L) slowed down the clearance rate during water filtration by Crassostrea gigas. The shampoo AHC (Avon Herbal Care) at  concentrations 5-60 mg/L arrested the filtration by M. galloprovincialis]. (Springer Press, Dordrecht) ISSN 0018-8158. DOI 10.1023/A:1015559123646.

17.  Ostroumov S. A. Polyfunctional role of biodiversity in processes leading to water purification: current conceptualizations and  concluding remarks // Hydrobiologia. 2002. v. 469 (1-3): P.203-204. Bibliogr. 8 refs. ISSN 0018-8158 (Print) 1573-5117 (Online). [Selected elements of a new vision of the role of biodiversity in water purification and maintaining the natural purification potential of ecosystems, elements of the theory of water self-purification. Some fundamental principles that characterize the pivotal roles of the biodiversity of filter-feeders in ecosystems. Among those roles are: (1) the role of ecological repair of water quality, (2) the role of contributing to reliability and stability of the functioning of the ecosystem, (3) the role of contributing to creation of habitat heterogeneity, (4) the role of contributing to acceleration of migration of chemical elements. It is an important feature of the biomachinery of filter-feeders that it removes from water various particles of a very broad range of sizes. Another important principle is that the amount of the organic matter filtered out of water is larger than the amount assimilated so that a significant part of the removed material serves no useful function to the organism of the filter-feeder, but serves a beneficial function to some other species and to the ecosystem as a whole. The author demonstrated a vulnerability of the filtration activity of filter feeders (e.g., bivalves and rotifers) to some xenobiotics (tetradecyltrymethylammonium bromide, heavy metals and some others). The inhibition of the filtration activity of filter-feeders may lead to the situation previously described as that of an ecological impairment of the second type]. DOI 10.1007/s10750-004-1875-1.

18.  Ostroumov SA.  Identification of a new type of ecological hazard of chemicals: inhibition of processes of ecological remediation. -  Dokl Biol Sci (Doklady Biological Sciences). 2002 Jul-Aug;385:377-379.  PMID: 12469618 [PubMed - indexed for MEDLINE]

19.   Ostroumov SA. System of principles for conservation of the biogeocenotic function and the biodiversity of filter-feeders. - Dokl Biol Sci (Doklady Biological Sciences). 2002 Mar-Apr;383:147-150. PMID: 12053567 [PubMed - indexed for MEDLINE]

20.  Ostroumov SA.  A new type of effect of potentially hazardous substances: uncouplers of pelagial-benthal coupling. - Dokl Biol Sci (Doklady Biological Sciences). 2002 Mar-Apr;383:127-130. PMID: 12053562 [PubMed - indexed for MEDLINE]

21.  Ostroumov SA. Biodiversity protection and quality of water: the role of feedbacks in ecosystems. -  Dokl Biol Sci (Doklady Biological Sciences). 2002 Jan-Feb;382:18-21. PMID: 11998748 [PubMed - indexed for MEDLINE]

22.  Studying effects of some surfactants and detergents on filter-feeding bivalves  // Hydrobiologia. 2003. Vol. 500. P. 341-344. (Springer Press, Dordrecht) ISSN 0018-8158. Effects of several surfactants and chemical mixtures on marine bivalves were studied. An anionic surfactant, sodium dodecylsulphate (SDS), and a cationic surfactant, tetradecyltrimethylammonium bromide (TDTMA) inhibited the filtering activity of oysters (Crassostrea gigas). Similar effects were exhibited by some chemical mixtures that included surfactants. Those mixtures inhibited the filtering activity of Crassostrea gigas and Mytilus galloprovincialis. The inhibition of filtering activity took place as a result of the effects of surfactant TDTMA 0.5mg l-1 on oysters Crassostrea gigas; SDS 0.5 mg l-1 on C. gigas; 3 synthetic detergent mixtures on  Mytilus  galloprovincialis and C. gigas. The new results are in agreement with the author's previous experiments, where a number of xenobiotics and/or pollutants inhibited the filtering activity of several species of marine and freshwater bivalves, e.g., it had been shown that SDS inhibited filtering activity of Mytilus edulis (e.g., Ostroumov, 2000, 2001). This experimental approach is helpful in assessment of environmental hazards from man-made chemicals that can contaminate marine systems. DOI 10.1023/A:1024604904065.

23.  Ostroumov SA. Anthropogenic effects on the biota: towards a new system of principles and criteria for analysis of ecological hazards.- Riv Biol. 2003 Jan-Apr;96(1):159-169. Review.  PMID: 12852181 [PubMed - indexed for MEDLINE]

24.  Ostroumov SA, Walz N, Rusche R. Effect of a cationic amphiphilic compound on rotifers. - Dokl Biol Sci. (Doklady Biological Sciences) 2003 May-Jun;390:252-255. PMID: 12940156 [PubMed - indexed for MEDLINE]

25.  On the biotic self-purification of aquatic ecosystems: elements of the theory. - Doklady Biological Sciences, 2004, Vol. 396, Numbers 1-6, pp. 206-211. [System of elements of the theory of biotic maintaining the natural purification potential of ecosystems]. DOI: 10.1023/B:DOBS.0000033278.12858.12.

26.  Ostroumov S. A. Elements of the qualitative theory of biotic self-purification of aquatic ecosystems. Application of the theory to biodiversity  conservation practice. - Moscow University Biological Sciences Bulletin. (ISSN 0096-3925)  2004. Vol. 59. No. 1. P.26-35.

27.  Suspension-feeders as factors influencing water quality in aquatic ecosystems. -  In: The Comparative Roles of Suspension-Feeders in Ecosystems, R.F. Dame,  S. Olenin (Eds),  Springer, Dordrecht,  2004.  p.  147-164.  [Proceedings of the Advanced Research Workshop on The Comparative Roles of Suspension-Feeders in Ecosystems, Nida, Lithuania 4–9 October 2003. Suspension-feeders are found in both pelagic and benthic systems. They function as an important part of an ecosystem's biomachinery that maintains water quality and purification potential in aquatic systems. They remove suspended matter and excrete faeces, pseudofaeces and dissolved inorganic materials that contribute to nutrient cycling between the water column and the benthic habitats. Suspension-feeders are a key part of many natural aquatic remediation systems and they can decrease some negative anthropogenic impacts. Recent author’s experiments are reported that demonstrate new effects of pollutants on the filtration rates of suspension-feeders. Tables: 1 -factors decreasing water quality in aquatic ecosystems;  2 - how filter-feeders may produce effects on 9 processes of water purification (chemical oxidation by oxygen, photodegradation etc.); 3 - quantitative data on filter-feeders of 12 large taxa (Rotifers, Polychaeta etc.);  4 - amount of the days for the water column to be filtered in 20 ecosystems; 5 - production of biosediments per year or per day by filter-feeders;  6 - chemicals that inhibit filtration rates (mainly the data generated by the author); 7 - Key facts and principles that characterize suspension - feeders as part of water-filtering biomachinery maintaining water quality; 8 - the level-block approach to the analysis of ecological hazards of anthropogenic effects on the biota. New concepts: polyfunctional role of suspension-feeders regulating ecosystem processes (p.155); "suspension-feeders have a potential to contribute to creating habitat heterogeneity (in terms of patchiness of concentrations of suspended matter in water) (p.157); "ecological taxation: suspension-feeders pay ecological tax to the community (ecosystem)" (p.157)]. ISBN 978-1-4020-3028-4 (Print) 978-1-4020-3030-7 (Online). DOI 10.1007/1-4020-3030-4_9.

28.  Some aspects of water filtering activity of filter-feeders // Hydrobiologia, 2005.  Vol. 542, No. 1. P. 275 – 286 (in Eng.). Bibliogr. 63 refs. Tables. ISSN 0018-8158 (Print) 1573-5117 (Online). Tables:1. Examples of the impact of filter-feeders on the water column: clearance time.  2. Examples of diversity of taxons of benthic organisms involved in removing seston from water, and filtration rates.  3. Effect of the increase in concentration of algae on the filtration rate and the amount consumed by rotifers Brachionus calyciflorus.  4. The ratio F:P in some groups of organisms (examples of  "ecological taxation"). 5. The ratio  F: (P+R) in some filter feeders. 6. Results of the ecological tax: biosediment formation in 6 ecosystems. 7. Contribution of various aquatic organisms to oxidation of organic matter in the ecosystem of the Sea of Okhotsk. 8. Some chemicals that inhibit the filtering activity of the filter-feeders (new data of  the author). 9. Some features of water-filtering biomachinery: 6 fundamental principles. 10. The level-block approach to the analysis of ecological hazards of anthropogenic effects on the biota (the new conceptualization proposed by the author). Some fundamental principles  that characterize the pivotal roles of the biodiversity of filter-feeders in ecosystems. Among those roles are: (1) the role of ecological repair of water quality, (2) the role of contributing to reliability and stability of the functioning of the ecosystem, (3) the role of contributing to creation of habitat heterogeneity, (4) the role of contributing to acceleration of migration of chemical elements. It is an important feature of the biomachinery of filter-feeders that it removes from water various particles of  a very broad range of sizes. The amount of the organic matter filtered out of water is larger than the amount assimilated so that a significant part of the removed material serves no useful function to the organism of the filter-feeder, but  serves a beneficial function to some other species and to the ecosystem as a whole. The author demonstrated  a vulnerability of the filtration activity of filter feeders (e.g. bivalves and  rotifers) to  some   xenobiotics (tetradecyltrymethylammonium bromide, heavy metals and others). The inhibition of the filtration activity of filter-feeders may lead to the situation previously described as that of an ecological impairment of the second type. DOI 10.1007/s10750-004-1875-1.

29.  Ostroumov S. A. On some issues of maintaining water quality and self-purification. - Water Resources. 2005,Volume 32, Number 3,  p. 305-313. [Generalizations presented in this paper represent, in systematized form, the basic elements of the qualitative theory of water self-purification in freshwater and marine ecosystems. Recommendations are given for maintaining water quality and sustainable development of water resources. Results of experimental studies of  the effect  exerted  by surfactant Triton X-100 and OMO synthetic detergent on filtration activity by mollusks Unio tumidus. Translated from: Vodnye Resursy, Vol. 32, No. 3, 2005, p. 337–346. Publisher:  MAIK Nauka/Interperiodica distributed by Springer Science+Business Media LLC. ISSN 0097-8078 (Print) 1608-344X (Online)] DOI 10.1007/s11268-005-0039-7.

30.  Ostroumov S. A. On the multifunctional role of the biota in the self-purification of aquatic ecosystems // Russian Journal of Ecology, Vol. 36, No. 6, 2005, p. 414–420. Translated from Ekologiya, No. 6, 2005, pp. 452–459. Publisher: MAIK Nauka/Interperiodica co-published with Springer Science+Business Media, Inc. ISSN: 1067-4136 (Paper) 1608-3334 (Online). DOI 10.1007/s11184-005-0095-x.

31.  Ostroumov S. A. Biomachinery for maintaining water quality and natural water self-purification in  marine and estuarine systems: elements of a qualitative theory //  International Journal of Oceans and Oceanography.  2006.  Volume 1, No.1. p.111-118. Bibliogr. 22 refs. [ISSN 0973-2667]. Publisher: Research India Publications, Dehli].  Basic elements are formulated for a qualitative theory of the polyfunctional role of the biota in maintaining self-purification and water quality in aquatic ecosystems. The elements of the theory covers the following: (1) sources of energy for the mechanisms of selfpurification; (2) the main functional blocks of the system of self-purification; (3) the list of the main processes that are involved; (4) analysis of the degree of participation of the main large taxons; (5) degree of reliability and the main mechanisms providing the reliability; (6) regulation of the processes; (7) the response of the system towards the external influences (man-made impacts); (8) the analogy between ecosystems and a bioreactor; and (9) conclusions relevant to the practice of biodiversity conservation. In support of the theory, results are given of the author's experiments which demonstrated the ability of some pollutants (surfactants, detergents, and some others) to inhibit the water filtration activity of marine filter-feeders (namely, the bivalve mollusks Mytilus galloprovincialis, M. edulis, and Crassostrea gigas).

32.  Ostroumov S. A.,  J. Widdows.  Inhibition of mussel suspension feeding by surfactants of  three classes. // Hydrobiologia. 2006. Vol. 556, No. 1. Pages: 381 – 386.  [Effects of SDS, TDTMA, and Triton X-100 on M. edulis and M. edulis / M. galloprovincialis. Effects of three surfactants on the filtration rates by marine mussels were studied. The xenobiotics tested represented anionic, cationic and non-ionic surfactants (tetradecyltrimethylammonium bromide, a representative of a class of cationic surfactants; sodium dodecyl sulphate, a representative of anionic alkyl sulfates; and Triton X-100, a representative of non-ionic hydroxyethylated alkyl phenols). All three surfactants inhibited the clearance rates. The significance of the results for the ecology of marine ecosystems is discussed]. 

33.  Ostroumov S. A. Biotic self-purification of aquatic ecosystems: from the theory to ecotechnologies. - Ecologica, 2007. vol. 15 (50), p.15-23. Bibliogr. 21 refs.   (ISSN 0354-3285; Belgrade); [without coauthors]. Some basic elements of a new theory for the biological mechanism for water self-purification are presented. Hydrobionts (aquatic organisms) are actively involved in various processes leading to water purification. Not only microorganisms (bacteria, cyanobacteria and fungi), but also algae, plants, invertebrates, and many other groups of organisms are involved, which is discussed and analyzed in the paper. Results of the author's experiments that study the effects of various pollutants on aquatic organisms (freshwater and marine bivalves) are given. The theory is an innovative basis for ecological technologies to clean water and to upgrade its quality by using organisms and ecosystems [http://scindeks.nb.rs/article.aspx?artid=0354-32850750015O].

34.  Ostroumov S. A. Basics of the molecular-ecological mechanism of water quality formation and water self-purification.- Contemporary Problems of Ecology, 2008, Vol. 1, No. 1, p. 147-152. [MAIK Nauka/Interperiodica; distributed by Springer Science+Business Media LLC; ISSN 1995-4255 (Print) 1995-4263 (Online);  DOI 10.1134/S1995425508010177;   Original Russian Text © S.A. Ostroumov, 2006, published in Sibirskii Ekologicheskii Zhurnal, 2006, Vol. 13, No. 6, pp. 699–706].  The paper formulates some basics of the modern ecological theory of the polyfunctional role of biota in the molecular-ecological mechanism of water quality formation and self-purification of aquatic ecosystems. The theory covers the following items: (1) sources of energy for self-purification mechanisms, (2) the main structural and functional units of the self-purification system, (3) the main processes involved in the system, (4) contributions of major taxa to self-purification, (5) self-purification system reliability and supporting mechanisms, (6) the response of some key components of the self-purification system  to external factors, (7) particulars of the operation of water purification mechanisms, and (8) conclusions and recommendations for biodiversity preservation practice. Surfactants, detergents, salts of Cd, Cu, Pb, Hg, Co, Ti, V (Na3VO4 •12 H2O), and oil hydrocarbons, inhibited water filtration by bivalves M. galloprovincialis. 

35.  Vorozhun I. M., S. A. Ostroumov. On studying the hazards of pollution of the biosphere: effects of sodium dodecylsulfate (SDS) on planktonic filter-feeders. - Doklady Biological Sciences, 2009, Vol. 425, pp. 133–134. Tables. Bibliogr. 15 refs.  [ISSN 0012-4966, Pleiades Publishing, Ltd., 2009. DOI: 10.1134/S0012496609020136; original Russian text: I.M. Vorozhun, S.A. Ostroumov, 2009, published in Doklady Akademii Nauk, 2009, Vol. 425, No. 2, pp. 271–272].  The goal of this study was to test whether SDS has an inhibitory effect on the ability of the planktonic filter-feeder Daphnia magna to remove phytoplankton from water during their filtration activity. Daphnia were kept under laboratory conditions in vessels and fed with phytoplankton: green algae Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb.). After filtration for 6–24 h in the presence of SDS at concentrations 5 and 10 mg/l, the abundance of S. quadricauda  cells in water was higher than in the control. At the lower SDS concentrations (0.1, 0.5, and 1 mg/l), differences in the abundance of algal cells relative to the control were observed after 3 h of incubation and disappeared after 6–24 h of incubation. The calculation of the mean rate of algae removal by daphnia  showed that this parameter decreased within the first 3 h after the beginning of incubation in the presence of SDS. Thus, SDS decreases the rate of water filtration by the planktonic crustaceans D. magna.

36.  Solomonova E.A., S.A. Ostroumov. Tolerance of an aquatic macrophyte Potamogeton crispus L. to sodium dodecyl sulphate. - Moscow University Biological Sciences Bulletin [ISSN 0096-3925 (Print) 1934-791X (Online)]). 2007. Volume 62, Number 4. p. 176-179. DOI 10.3103/S0096392507040074. [publisher: Allerton Press, Inc. distributed exclusively by Springer Science+Business Media LLC]. The effects of the anionic surfactant sodium dodecyl suplphate on the aquatic macrophyte Potamogeton crispus L. are studied. Concentrations of 83–133 mg/l caused fragmentation of the stems of plants. The tolerance of the plants to the negative effects of the surfactant was higher in the spring (April) than in the autumn (September). Original Russian Text © E.A. Solomonova, S.A. Ostroumov, 2007, published in Vestnik Moskovskogo Universiteta. Biologiya, 2007, No. 4, pp. 39–42.

37.  Lazareva E. V., S. A. Ostroumov  Accelerated decrease in surfactant concentration in the water of a microcosm in the presence of plants: innovations for phytotechnology. - Doklady Biological Sciences, 2009, Vol. 425, pp. 180–182.  [Pleiades Publishing, Ltd.; ISSN 0012-4966; Presented by Academician G.V. Dobrovol’sky September 26, 2008; DOI: 10.1134/S0012496609020276; original Russian text: E.V. Lazareva, S.A. Ostroumov, 2009, published in Doklady Akademii Nauk, 2009, Vol. 425, No. 6, pp. 843–845]. It was discovered that plant biomass help towards restoration the water quality in the system which was polluted with a synthetic surfactant.  Addition of sodium dodecylsulphate (SDS) to water rapidly changed the surface tension of water in the microcosm. The measurements demonstrated that the surface tension of water in the microcosm with the  macrophyte OST1 restored to the level which was close to that of pure water within less than three days. As soon as after 46-h incubation of the system containing the plant phytomass, the surface tension increased significantly and reached that of distilled water. In the variants with water without plant phytomass, restoration of the normal surface tension was much longer (about 17 days). The results demonstrated an accelerated restoration of the normal surface tension which was typical of pure water in those systems that contained SDS in the presence of the phytomass of the  macrophyte OST1. The conclusion: the macrophyte accelerates the  disappearance of the surfactant from water.

38.  Ostroumov, S.A., Shestakova, T.V. Decreasing the measurable concentrations of Cu, Zn, Cd, and Pb in the water of the experimental systems containing Ceratophyllum demersum: The phytoremediation potential // Doklady Biological Sciences, [publisher: MAIK Nauka/Interperiodica], 2009, vol. 428, no. 1, pp. 444-447.  See table of contents: www.maik.ru/contents/danbio/danbio0_9v428cont.pdf

39.  Drachev L. A., A. A. Jasaitis, A. D. Kaulen, A. A. Kondrashin, E. A. Liberman, I. B. Nemecek, S. A. Ostroumov, A. Yu. Semenov, V. P. Skulachev.  Direct measurement of electric current generation by cytochrome oxidase, H+-ATPase and bacteriorhodopsin. –Nature. 1974, 249: 321 – 324 [doi:10.1038/249321a0]. 

40.  Ostroumov, S.A., Dodson S., Hamilton D., Peterson S., Wetzel R.G. Medium-term and long-term priorities in ecological studies // Rivista di Biologia/ Biology Forum. 2003. 96: 327-332.

 

additional references of relevant publications, and the full texts of some of the publications see:

http://sites.google.com/site/surfactantinhibitfilterfeed02/

http://sites.google.com/site/3surfactantsfiltrationmytilus/

http://sites.google.com/site/ostroumovsergei/

http://sites.google.com/site/bioticupgradewaterquality2008/

http://scipeople.ru/users/2943391/

 

 

KEY WORDS:  what are priorities and frontiers in ecology, environmental sciences, biospheric sciences now and in near future?  environment protection,ecotoxicological, hydrobiological, and management considerations, the biosphere, global change, ecosystem's biomachinery, water quality, how to prevent the negative anthropogenic effects?, impacts, ecotechnologies, filter-feeders, suspension feeders, bivalves, synthetic surfactants, tensides, substances that inhibit the filtration activity, the mussels, Mytilus edulis, Mytilus galloprovincialis, Crassostrea gigas, Unio, shellfish, grant proposal, phytoplankton, algae, Isochrysis galbana, what are the new and quantitative bioeffects of anionic surfactant sodium dodecyl sulphate, SDS, non-ionic surfactant, Triton X-100, cationic  surfactant tetradecyltrimethylammonium bromide, TDTMA?, What are EC50 of those effects?, turbidostat; the culture, rotifers, Brachionus calyciflorus, feeding on algae, V.I.Vernadsky, pelagic and benthic systems, self-purification potential in aquatic systems, suspended matter, faeces, pseudofaeces, nutrient cycling, water column, benthic habitats, suspension-feeders, natural aquatic remediation systems, new effects of pollutants on the filtration rates, Academy of Sciences, the Black Sea, Crimea, Sevastopol, ASLO, SIL, Berlin, Plymouth Marine Laboratory, Coulter counter, zebra mussels, Dreissena polymorpha, Scenedesmus quadricauda, Elodea, Potamogeton, Ceratophyllum, Fagopyrum esculentum, Sinapis alba, heavy metals, carbon biogeochemistry, phytoremediation, combating pollution, synecology, theoretical ecology, theoretical biology, sustainable development, stability, regulation, limnology, biological oceanography, environmental safety, mariculture, oysters, what are innovations in bioassays using plants and invertebrates? microcosms, cyanobacteria,

how much water do the mollusks that inhabit 1 m2 of the bottom area filter during one day (24 h)?,ecological chemoregulators, ecological chemomediators, toxins, pheromones, antifeedants, decreasing trophic activity of animals, phytoecdisones, carbon transfer, atmospheric CO2 , dissolved CO2 , photosynthesis, reducing hazards of chemical pollution, phytotechnology, phytoremediation, polluted water, aquatic  macrophytes, higher plants, how to prevent the global change?, Wetzel R.G., Skulachev V.P., Yablokov A.V. as coauthors, priorities in ecological studies; innovations; how to ensure the freshwater supply, safety and sustainability of water sources? what are the new insights into eutrophication and pollution control? repair of water quality and anti-entropy processes in biology; new science of biochemical ecology; key publications by Sergei A. Ostroumov;

 

Читать далее...
1 ноя 2009
Остроумов С. А. Система принципов для сохранения биогеоценотической функции и биоразнообразия фильтраторов // Доклады академии наук (ДАН) 2002. т. 383. № 5. С.710-713. УДК 574.6: 574.64: 502.4+502.72+502.752 Реферат (аннотация): Наши исследования фильтраторов (ДАН, 1998, т.362, с. 574-576; ДАН, 2001, т.378, с.283-285) и последующие опыты показывают, что фильтрационная активность популяций фильтраторов в природных местообитаниях может быть существенно снижена, если концентрации загрязняющих веществ достигнут некоторых уровней. Роль фильтраторов как факторов самоочищения воды так высока, что их подавление представляет опасность для всей экосистемы. Автор полагает, что следует охранять не только биоразнобразие фильтраторов, но и их функциональную (фильтрационную) активность. С этой целью, автор предлагает учреждение нового типа охраняемых участков (территорий и акваторий), основная функция которых должна заключаться в охране функционально активных популяций фильтраторов, включая двустворчатых моллюсков и другие организмы. Эти охраняемые участки могут называться гидробиологическими или малакологическими заказниками (возможны и другие варианты названий). Abstract: Ostroumov S.A. SYSTEM OF PRINCIPLES FOR PROTECTING THE BIOGEOCENOTIC FUNCTION AND BIODIVERSITY OF FILTER-FEEDERS. - Doklady Akademii Nauk (DAN). 2002. Vol. 383. No. 5. P.710-713. Translated into English: System of principles for conservation of the biogeocenotic function and the biodiversity of filter-feeders. - Doklady Biological Sciences. 2002. Vol. 383: 147-150. Bibliogr.15 refs. ISSN 0012-4966. Distributed by Springer, orderdept@springer-sbm.com. As a result of our studies of filter-feeders (DAN, 1998, Vol. 362, p. 574-576; DAN, 2001,Vol. 378, p.283-285 ), it is clear that the filtering activity of populations of filter-feeders in natural habitats might be significantly reduced if the concentrations of some pollutants reach certain levels. The role of filter-feeders as factors of water purification in ecosystems is so important that their inhibition is a danger for the entire ecosystem. We think that not only the biodiversity of filter-feeders but also their level of functional (filtration) activity is to be protected. In order to do so, we suggest establishing a new type of protected areas whose main purpose is to protect functionally active populations of filter-feeders, including bivalves and other organisms. The author suggests that those protected areas could be named hydrobiological (some variants: biofiltering, or malacological) reserves (some variants: refuges, sanctuaries, etc.). 5 principles of nature conservation requirements in malacological and hydrobiological reserves (Tabl. 3), among them principle 2, "conservation of filtration activity of organisms and populations"; 5 detergents (1-50 mg/L) inhibited the filtration activity of Unio tumidus, Mytilus galloprovincialis, Crassostrea gigas (Tabl. 2); effects on the efficiency of elimination (EEE) of suspended matter from water were measured (Tabl. 2); the number of days (0.3 – 10) needed to filter the volume of aquatic (freshwater and marine) ecosystem by the local bivalves (a review of data from literature) (Tabl. 1). "I suggest that the existing system of protected terrestrial and water areas should be supplemented with special sites intended to conserve populations of filter-feeding hydrobionts. In addition to biodiversity conservation, these populations should be conserved because they fulfil a very important biogeocenotic function of water filtration and purification" (p.149). "The system of five principles…is proposed to provide an ecological basis of the environment conservation conditions at these sites (malacological and hydrobiological reserves)" (p.149).]. DOI 10.1023/A:1015398125876. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: сохранение биоразнообразия, система охраняемых территорий, акватории, сохранение видов водной экосистемы, сохранение фильтрационной активности организмов и популяций, сохранение биомассы и продуктивности водных сообществ и популяций гидробионтов, сохранение популяций организмов, выживание, жизненный цикл гидробионтов, фильтраторы, изъятие взвеси из воды, очищение, сохранение местообитаний, водные экосистемы, фильтрационная функция, популяции гидробионтов, гидробионты, зообентос, принципы режима охраны, популяции фильтраторов, двустворчатые моллюски; природоохранный режим, время фильтрации моллюсками всего объема водного объекта, объем фильтрации моллюсками за день над 1 м2 дна, залив Брест, Bay of Brest, Франция, эстуарий Оостершелде, Oosterschelde, Нидерланды, Wadden Sea, Северная Америка, моря Западной Европы, заповедник "Воронежский", состояние популяций, водные организмы, плотва Rutilus rutilus, озерная лягушка Rana ridibunda, Воронеж, озеро Костомукшское, Карелия, озера, Железногорский район, Курская область, Unio tumidus, Mytilus galloprovincialis, Crassostrea gigas, ВЭИ, воздействие на эффективность изъятия взвеси, СМС, детергент, синтетическое моющее средство, СМС ОМО; СМС IXI; СМС Дени-Автомат; СМС Lanza; СМС Весна-деликат; Красные книги, гидробиологические или малакологические заказники. KEY WORDS: biodiversity, the system of protected areas, conservation of aquatic ecosystems, conservation of the filtration activity of organisms and populations, conservation of biomass and productivity of aquatic communities and populations of aquatic organisms, conservation of populations of organisms, survival, the life cycle of aquatic, filter-feeders, the removal of particulate matter from the water, purification, habitat preservation, water ecosystems, the filtering function of populations of aquatic organisms, aquatic organisms, zoobenthos, the principles of protection regime, the population of filter feeders, bivalves, regimes of conservation, Bay of Brest, France, estuary Oostershelde, Netherlands, Wadden Sea, North America, Western Europe, sea, nature reserve "Voronezh", roach Rutilus rutilus, frog Rana ridibunda, Voronezh, Lake Kostomuksha, Karelia, Lake Zheleznogorsky, Kursk region, Unio tumidus, Mytilus galloprovincialis, Crassostrea gigas, the impact on the efficiency of removal of particulate matter, detergents, laundry detergent, IXI; Deni-Automat; Lanza; Vesna- Delikat, Red Books, hydrobiological or malacological reserves. http://scipeople.ru/users/2943391/ http://sites.google.com/site/ostroumovsa/
Читать далее...
Еще