Вісник Харьковського інституту соціальног прогресу. Сер: Екологія, техногенна безпека і соціальний прогрес. Х-2003 г.-Вип. 1-2 (3-4). (с.35-36)
Целью исследования является оценка активности каталазы в растительных объектах в условиях загрязнения р. Кальмиус тяжелыми металлами (ТМ).
Расположение р. Кальмиус таково, что в основном все крупные предприятия Донецка сосредоточены вблизи р. Кальмиус и являются непосредственными источниками ее загрязнения, в т.ч. ТМ. В частности, это такие предприятия как Донецкий металлургический завод, который сбрасывает сточные воды из ливнеотстойника электросталеплавильного цеха (ЭСПЦ) в р. Кальмиус, это и шахтные воды ш/у Горького и шахты им. А.Ф.Засядько, а также значительный вклад в загрязнение реки вносят поверхностный сток с территории города и расположенные вблизи реки породные отвалы и свалки бытового мусора.
По данным лабораторных исследований проб воды, проведенных управлением экологии и природных ресурсов, после сброса сточных вод пруда-осветлителя шахты им. А.Ф.Засядько, было установлено превышение по свинцу в 1,2 раза, марганцу в 2 раза. В сбросах ДМЗ ЭСПЦ за 2001 год установлено превышение содержания по марганцу в 1,7 раза и хрому в 2 раза.
Оценка загрязненности природных вод ТМ является актуальной проблемой. Это связано прежде всего с тем, что они обладают кумулятивностью и токсичностью для живых организмов. В результате исследований была установлена связь между содержанием ТМ и ростом биомассы фитопланктона. При увеличении содержания Си и Zn в водоеме количество биомассы снижается. Например, при концентрации Си 5 мг/л количество биомассы составляет 4 г/м3, а при увеличении концентрации металла в 20 раз - 2 г/м3, т.о. увеличение содержания Си в 20 раз вызывает снижение количества биомассы в 2 раза.
Так как ТМ обладают токсичностью для живых организмов. При этом необходимо конкретизировать взаимосвязи между загрязненностью реки ТМ и воздействием данных элементов на живые организмы. Целью решения этой задачи требуется определить активность каталазы в растительных объектах, в частности в водорослях.
Каталаза - это двухкомпонентный фермент, который состоит из белка и простетической группы - железопорфирина. Благодаря наличию в каталазе порфирина и осуществляется катализ. Под действием фермента каталазы эндогенном перекись водорода разлагается на воду и кислород.
При нарушении функционирования водной экосистемы в клетках организма образуется избыток перекиси водорода, который приводит к изменению проницаемости биомембран, и в итоге ведет к гибели организма. Такой фермент как каталаза разрушает в организме избыточное количество перекиси водорода, что регулирует деятельность организма. В нашем случае присутствие высоких концентраций ТМ в воде р. Кальмиус, возможно приводит к образованию комплексных соединений атомов ТМ с активным центром оксидаз, в результате происходит изменение активности ферментов.
Для определения активности каталазы в растительных объектах был взят типичный для реки растительный объект - водоросль. Для нее характерно прямое поглощение из воды различных форм ТМ.
Методика определения активности каталазы заключается в следующем: из 0,2 г гомогенизированных водорослей была приготовлена водная вытяжка объемом 100 мл. Время инкубации - 5 минут. Для определения активности фермента было взято 10 мл вытяжки, активность каталазы определялась объемным методом путем титрования избытка перманганатом калия.
Активность фермента составила 500 мкмоль за минуту. В ходе проведенного предварительного эксперимента установлено влияние ТМ на активность каталазы. Характер этого влияния предстоит исследовать.
Таким образом, исследование активности каталазы водорослей свидетельствует о существенном влиянии ТМ на активность этого фермента.