Оценка растворимости NaCl, KCl и CaCO3 в воде с различным содержанием дейтерия и в воде подвергнутой воздействию акустических шумов
Для таких легко диссоциируемых веществ, как NaCl и KCl, показатель растворимости в воде с разным соотношением D/H не имел достоверных различий. При исследовании растворимости карбоната кальция в воде с содержанием дейтерия 13 и 60 ppm показатели растворимости были в 2 раза выше, чем в остальных пробах (100 и 300 ppm дейтерия и контроль).
Обработка розовым, коричневым и белым шумом приводила к существенному увеличению растворимости хлоридов натрия и калия. Серый шум уменьшал данный показатель для NaCl и KCl, но значительно повышал его для карбоната кальция.
Таким образом, можно сделать вывод, что колебания растворимости солей хотя и позволяли оценивать влияние воды, но не всегда коррелировали с ее способностью оказывать влияние на биологические объекты, кроме того, обсуждаемая методика обладала высокой инерционностью.
Использование микроорганизмов для оценки БЭВ
Влияние содержания дейтерия в воде на рост микроорганизмов
В средах с повышенным содержанием дейтерия в воде (300 – 1400 ppm) происходило подавление роста исследуемых культур микроорганизмов (B. thuringiensis, P. аeruginosa, E. coli, S. cerevisiae).
После 24-часового инкубирования в средах с водой, содержащей 300 ppm дейтерия, у штаммов P. aeruginosa, E. coli и S. cerevisiae численность клеток была на порядок ниже, чем в контроле (9,00±1,1×106 и 1,0±0,4×108; 1,05±0,21×107 и 1,93±0,15×108; 1,77±0,3×107 и 9,8±0,58×107 КОЕ/см3, соответственно). Титр B. thuringiensis в средах с водой, содержащей 300 ppm дейтерия, не столь существенно отличался от контроля (6,67±0,70×106 и 9,0±0,9×106 КОЕ/см3, соответственно; t 2,55 при р≥0,05).
Повышение концентрации дейтерия в воде до 1200 и 1400 ppm приводило к еще большему подавлению ростовой функции. Так, численность клеток P. aeruginosa была ниже, чем в контроле более, чем на 1,5 порядка (3,8±0,9×106, 2,95±0,12×106 и 1,0±0,4×108 КОЕ/см3, соответственно), S. cerevisiae – более, чем на порядок (5,57±0,61×106, 5,1±0,6×106 и 8,0±1,0×107 КОЕ/см3, соответственно), B. thuringiensis – почти на порядок (1,87±0,65×106, 1,97±0,71×106 и 9,0±0,9×106 КОЕ/см3, соответственно). При культивировании E. coli в средах с пробами воды, содержащими 1200 и 1400 ppm дейтерия, не происходило достоверного увеличения биомассы. Исходное количество клеток в этих средах составляло 1,93±0,5×106 и 1,5±0,4×106, а после 24-часового инкубирования – 2,0±0,6×106 и 2,7±0,8×106 КОЕ/см3, соответственно (t 0,09 и 1,35 при р≥0,05).
Определение кинетических параметров роста микроорганизмов показало, что удельная скорость роста снижалась при повышении концентрации дейтерия в воде до 300 ppm. Культивирование штаммов в средах с водой, содержащей 13 и 300 ppm дейтерия, приводило к увеличению продолжительности их адаптивной фазы. Следует отметить, что ранее о способности тяжелой воды ингибировать рост микроорганизмов, на примере метилотрофных бактерий (Brevibacterium methylicum), уже сообщали Мосин О.В. (1996) и Пшеничникова А.Б. (2004).
Влияние содержания дейтерия в воде на динамику процессов споро- и кристаллообразования у штамма B. thuringiensis
Культивирование B. thuringiensis на средах с водой, содержащей 280 и 300 ppm дейтерия, приводило к стимулированию процессов споро- и кристаллообразования. Выход спор уже на 1-е сутки в среде, с водой содержащей 280 ppm дейтерия, составлял 14,9±2,5; 300 ppm дейтерия – 17,05±1,2, в то время как в контроле – 5,6±0,5 % от общего числа вегетативных клеток, спорангиев, спор и кристаллов (t 3,1 и 6,7, соответственно при р≥0,05). Количество кристаллов в этих средах было 14,07±0,5 и 12,6±2,1, а в контроле – 1,13±0,4 % (t 9,9 и 4,6, соответственно при р≥0,05).
Накопление белка культурами микроорганизмов в средах с различным содержанием дейтерия
Наиболее высокое содержание белка в культуральной жидкости было при росте R. еrythropolis и C. vulgaris в средах приготовленных на основе воды с концентрацией дейтерия 13 ppm (18,7±2,1 и 9,6±1,0 мг/100 см3, соответственно). В контроле (136 ppm дейтерия) у R. еrythropolis количество белка составляло 4,1±1,8, у C. vulgaris – 4±2,1 г/100 см3 (t 3,7 и 1,8 соответственно при р≥0,05). Увеличение концентрации дейтерия в воде до 300 ppm угнетало процесс накопления белка (у R. еrythropolis – 1,8±0,9, у C. vulgaris – 2,1±0,2 мг/100 см3).
Оценка БЭВ по изменению активности ферментов микроорганизмов
Дегидрогеназная активность у штамма Y. lipolytica в пробах воды с содержанием 13 ppm дейтерия была выше тех же показателей в контроле (0,62±0,08 и 0,18±0,02 А, соответственно t 4,4 при р≥0,05). При высоком содержании дейтерия (2300 ppm) дегидрогеназная активность в варианте с Y. lipolytica не выявлялась. С другой стороны, при такой же концентрации дейтерия в воде фиксировали наиболее высокую уреазную активность R. еrythropolis – 0,43±0,06, а в контроле – 0,2±0,018 А.
Влияние воды с различным изотопным составом и после обработки ее некоторыми экологическими факторами на S. сerevisiae
При увеличении содержания дейтерия в воде подъемная сила дрожжей уменьшалась. Так в легкой воде (13 ppm дейтерия) подъемная сила составляла 9,3±2,5мин, а в тяжелой (2300 ppm дейтерия) – 50±6,9 мин (в контроле - 16±2,2 мин) (см. рис. 3) (коэффициент корреляции 0,87).
Параллельно оценивали влияние концентрации дейтерия в воде на газообразующую способность пекарских дрожжей. Как и следовало ожидать, наибольший выход СО2 регистрировали при использования воды, содержащей 13 ppm дейтерия (0,26±0,07 мг/мл). С увеличением концентрации дейтерия газообразующая активность дрожжей снижалась.
Рис. 3. Влияние воды с разной концентрацией дейтерия на подъемную силу дрожжей
S. cerevisiae
Экспонирование сухих дрожжей в ЭМП с параметрами 1 Гц 9,23 нТл; 10 Гц 9,23 нТл и 10 Гц 5,7 нТл (t от 0,2 до 0,7 при р≥0,05) не оказывала влияния на их подъемную силу. При действии ЭМП 1 Гц 5,7 нТл на сухие дрожжи наблюдали повышение показателя подъемной силы (рис. 4).
Ниже приводятся некоторые примеры использования метода определения подъемной силы дрожжей для оценки изменений БЭВ после некоторых воздействий на нее. В частности определяли влияние предварительной обработки сухих дрожжей, дрожжевой суспензии и воды (136 ppm дейтерия), используемой для опыта, ЭМП различной частоты и силы на подъемную силу дрожжей.
При предварительном воздействии ЭМП с параметрами 1 Гц 5,7 нТл, 10 Гц 5,7 нТл и 10 Гц 9,23 нТл только на воду, в которую затем помещали дрожжи, показатели их подъемной силы были достоверно выше, чем в контроле. В наибольшее степени повышение подъемной силы дрожжей наблюдали под влиянием воды обработанной ЭМП 1 Гц 5,7 нТл. После воздействия на воду ЭМП 1 Гц 9,23 нТл подъемная сила дрожжей достоверно не отличалась от таковой в контроле (см. рис. 4).
Обработка дрожжевой суспензии ЭМП с параметрами 1 Гц 9,23 нТл; 10 Гц 9,23 нТл и 10 Гц 5,7 нТл приводила к снижению подъемной силы дрожжей. После воздействия ЭМП 1Гц 5,7 нТл на суспензию дрожжей, показатель подъемной силы дрожжей практически не отличался от соответствующего показателя в контроле (см. рис. 4).
Рис. 4. Влияние обработки воды, сухих дрожжей и дрожжевой суспензии ЭМП частотой 1 и 10 Гц; интенсивностью 5,7 и 9,23 нТл на подъемную силу дрожжей S. cerevisiae
В случае, когда определяли влияние предварительной обработки воды ЭМП различной интенсивности и частоты на пенообразование в дрожжевой суспензии, наибольшее стимулирование процесса происходило при ЭМП 5,7 нТл 10 Гц.
При предварительной обработке воды ЭМП с частотой 10-3 – 105 Гц и интенсивностью 14,56 нТл были получены следующие данные. Положительный эффект на подъемную силу дрожжей был зафиксирован при использовании ЭМП с частотой 0,01; 0,1; 10 и 100 Гц. Воздействие на воду ЭМП с частотой 1 и 105 Гц приводило к понижению показателей подъемной силы дрожжей.
При анализе влияния на воду цветных шумов было установлено, что подъемная сила дрожжей увеличивалась только после воздействия розового и коричневого шума. В остальных случаях время прохождения тест-реакции не имело достоверных различий с контролем.
|
