vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biology10.1234/XXXX-XXXX-2014-3-19-23vestnik-bio-msu-93Research ArticleЭкологияEcologyТОКСИЧНОСТЬ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА ДЛЯ РАСТЕНИЙ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ВОДНОЙ СИСТЕМЕTOXICITY OF GOLD NANOPARTICLES TO PLANTS IN EXPERIMENTAL AQUATIC SYSTEMОстроумовС. А.OstroumovS. A.

докт. биол. наук, вед. науч. сотр. биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-22-60

ostroumov@mail.bio.msu.ruПоклоновВ. А.PoklonovV. A.

аспирант биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-22-60

ostroumov@mail.bio.msu.ruКотелевцевС. В.KotelevtsevS. V.

докт. биол. наук, вед. науч. сотр. биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-22-60

ostroumov@mail.bio.msu.ruОрловС. Н.OrlovS. N.

докт. биол. наук, зав. лабораторией физико-химии биологических мембран биологического факультета МГУ. Тел.: 8-495-939-22-60

ostroumov@mail.bio.msu.ru201425052015031923Copyright © Остроумов С.А., Поклонов В.А., Котелевцев С.В., Орлов С.Н., 20152015Остроумов С.А., Поклонов В.А., Котелевцев С.В., Орлов С.Н.Ostroumov S.A., Poklonov V.A., Kotelevtsev S.V., Orlov S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/93

Рост производства и использования наноматериалов может привести к появлению новых видов загрязнения окружающей среды, в том числе водных экосистем. Таким новым видом загрязнения среды может оказаться загрязнение водной среды наночастицами. Необходимо более полное исследование биологических эффектов при воздействии наночастиц на водные организмы. Изучали взаимодействия наночастиц золота (Au) с водными макрофитами Ceratophyllum demersum. Использовали водные микрокосмы с этими растениями. Наночастицы золота (Au) добавляли в водную среду микрокосмов, содержащих макрофиты C. demersum. Затем анализировали состояние растений. Впервые показана фитотоксичность наночастиц Au для водных макрофитов. Предложен и успешно апробирован новый метод выявления фитотоксичности. Фитотоксичность выявлена при концентрации золота (в форме наночастиц) 6·10–6 М—1,8 · 10–5 М.

Modern growth in production and use of nanomaterials may lead to new types of environmental pollution with nanoparticles. There is a need for better studying of the potential toxicity of nanomaterials. Interactions of the nanoparticles of gold (Au) with the aquatic macrophyte Ceratophyllum demersum under conditions of microcosms were studied. It is the first study to report some phytotoxicity of the nanoparticles of gold (Au) to aquatic macrophytes. A new method of detection of phytotoxicity was suggested and successfully applied. Phytotoxicity was discovered at concentrations of gold (in the form of nanoparticles) 6 · 10–6 М—1,8 · 10–5 М.

гидробионтыводные микрокосмымакрофитынаночастицыAuCeratophyllum demersum.aquatic organismsaquatic microcosmsmacrophytesnanoparticlesAuCeratophyllum demersum.ReferencesNagajyoti P.C., Lee K.D., Sreekanth T.V.M. Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review // Environ. Chem. Lett. 2010. Vol. 8. N 3. P. 199—216.Nagajyoti P.C., Lee K.D., Sreekanth T.V.M. Heavy metals, occurrence and toxicity for plants: a review // Environ. Chem. Lett. 2010. Vol. 8. N 3. P. 199—216.Ермаков В.В., Тютиков С.Ф. Геохимическая экология животных. М.: Наука, 2008. 315 с.Ермаков В.В., Тютиков С.Ф. Геохимическая экология животных. М.: Наука, 2008. 315 с.Ostroumov S.A. Triton X-100 // Toxicol. Rev. (Toksikologicheskiy Vestnik, Moscow). 1999. N 4. P. 41.Ostroumov S.A. Triton X-100 // Toxicol. Rev. (Toksikologicheskiy Vestnik, Moscow). 1999. N 4. P. 41.Ostroumov S.A. Cadmium sulphate: effect on mussels // Toxicol. Rev. 2004. N 6. P. 36—37.Ostroumov S.A. Cadmium sulphate: effect on mussels // Toxicol. Rev. 2004. N 6. P. 36—37.Ostroumov S.A. Potassium fluotitanate (impact on water filtration mussels Mytilus galloprovincialis) // Toxicol. Rev. 2007. N 3. P. 39—40.Ostroumov S.A. Potassium fluotitanate (impact on water filtration mussels Mytilus galloprovincialis) // Toxicol. Rev. 2007. N 3. P. 39—40.Ostroumov S.A., Solomonova E.A. Synthetic detergent “Aist-Universal”: impact on Fontinalis antipyretica Hedw. // Toxicol. Rev. 2007. N 1. P. 40—41.Ostroumov S.A., Solomonova E.A. Synthetic detergent “Aist-Universal”: impact on Fontinalis antipyretica Hedw. // Toxicol. Rev. 2007. N 1. P. 40—41.Ostroumov S.A., Solomonova E.A. Synthetic detergent “Aist-Universal”: effects on seed germination and seedling elongation of buckwheat Fagopyrum esculentum // Toxicol. Rev. 2007. N 5. P. 42—43.Ostroumov S.A., Solomonova E.A. Synthetic detergent “Aist-Universal”: effects on seed germination and seedling elongation of buckwheat Fagopyrum esculentum // Toxicol. Rev. 2007. N 5. P. 42—43.Ostroumov S.A., Solomonova E.A. Investigation of the interaction of sodium dodecyl sulfate with water macrophytes under experimental conditions // Toxicol. Rev. 2008. N 4. P. 21—26.Ostroumov S.A., Solomonova E.A. Investigation of the interaction of sodium dodecyl sulfate with water macrophytes under experimental conditions // Toxicol. Rev. 2008. N 4. P. 21—26.Solomonova E.A., Ostroumov S.A. Effects of sodium dodecyl sulfate on the biomass of macrophytes Najas guadelupensis L. // Toxicol. Rev. 2009. N 2. P. 32—35.Solomonova E.A., Ostroumov S.A. Effects of sodium dodecyl sulfate on the biomass of macrophytes Najas guadelupensis L. // Toxicol. Rev. 2009. N 2. P. 32—35.Стрижко В.С., Меретуков М.А. Золото // Химическая энциклопедия. T. 2. М.: Советская энциклопедия, 1990. С. 334—338.Стрижко В.С., Меретуков М.А. Золото // Химическая энциклопедия. T. 2. М.: Советская энциклопедия, 1990. С. 334—338.Boisselier E., Astruc D. Gold nanoparticles in nanomedicine: preparations, imaging, diagnostics, therapies and toxicity // Chem. Soc. Rev. 2009. Vol. 38. N 6. P. 1759—1782.Boisselier E., Astruc D. Gold nanoparticles in nanomedicine: preparations, imaging, diagnostics, therapies and toxicity // Chem. Soc. Rev. 2009. Vol. 38. N 6. P. 1759—1782.Добровольский Г.В. К 80-летию выхода в свет книги В.И. Вернадского “Биосфера”. Развитие некоторых важных разделов учения о биосфере // Экологическая химия. 2007. Т. 16. № 3. С. 135—143.Добровольский Г.В. К 80-летию выхода в свет книги В.И. Вернадского “Биосфера”. Развитие некоторых важных разделов учения о биосфере // Экологическая химия. 2007. Т. 16. № 3. С. 135—143.Моисеенко Т. И. Водная экотоксикология: теоретические и прикладные аспекты. М.: Наука, 2009. 400 с.Моисеенко Т. И. Водная экотоксикология: теоретические и прикладные аспекты. М.: Наука, 2009. 400 с.Моисеенко Т. И., Гашкина Н.А. Микроэлементы в поверхностных водах суши и особенности их водной миграции // Докл. РАН. 2005. Т. 405. № 3. С. 395—400.Моисеенко Т. И., Гашкина Н.А. Микроэлементы в поверхностных водах суши и особенности их водной миграции // Докл. РАН. 2005. Т. 405. № 3. С. 395—400.Ermakov V.V. About the book “Aquatic organisms in water self-purification and biogenic migration of elements” // Water: Chemistry and Ecology. 2009. N 8. P. 25—29.Ermakov V.V. About the book “Aquatic organisms in water self-purification and biogenic migration of elements” // Water: Chemistry and Ecology. 2009. N 8. P. 25—29.Rand G. Fundamentals of Aquatic Toxicology. Philadelphia: Taylor and Francis, 1995. 1126 p.Rand G. Fundamentals of Aquatic Toxicology. Philadelphia: Taylor and Francis, 1995. 1126 p.Ostroumov S.A. Aquatic organisms in water self-purification and biogenic migration of elements. M.: MAKS Press, 2008. 200 p.Ostroumov S.A. Aquatic organisms in water self-purification and biogenic migration of elements. M.: MAKS Press, 2008. 200 p.Химико-биотические взаимодействия. Библиографическая информация (URL: http://www.scribd.com/doc/62341906/).Химико-биотические взаимодействия. Библиографическая информация (URL: http://www.scribd.com/doc/62341906/).Abakumov V.A. New in the study of modern problems environmental science and ecology, including research on water ecosystems and organisms // Achiev. Life Sci. 2012. N 5. P. 121—126.Abakumov V.A. New in the study of modern problems environmental science and ecology, including research on water ecosystems and organisms // Achiev. Life Sci. 2012. N 5. P. 121—126.Abakumov V.A. A review of some achievements in environmental sciences, general ecology and aquatic ecology: functioning of ecosystems and environmental toxicology // Ecological Studies, Hazards, Solutions. 2013. Vol. 18. P. 7—15.Abakumov V.A. A review of some achievements in environmental sciences, general ecology and aquatic ecology: functioning of ecosystems and environmental toxicology // Ecological Studies, Hazards, Solutions. 2013. Vol. 18. P. 7—15.Ermakov V.V, Gorshkova O.M. Towards a new ecology and environmental science. (Review, bibliography of selected papers and books) // Ecological Studies, Hazards, Solutions. 2013. Vol. 18. P. 29—46.Ermakov V.V, Gorshkova O.M. Towards a new ecology and environmental science. (Review, bibliography of selected papers and books) // Ecological Studies, Hazards, Solutions. 2013. Vol. 18. P. 29—46.Asharani P.V., Lianwu Y., Gong Z., Valiyaveettil S. Comparison of the toxicity of silver, gold and platinum nanoparticles in developing zebrafish embryos // Nanotoxicol. 2011. Vol. 5. N 1. P. 43—54.Asharani P.V., Lianwu Y., Gong Z., Valiyaveettil S. Comparison of the toxicity of silver, gold and platinum nanoparticles in developing zebrafish embryos // Nanotoxicol. 2011. Vol. 5. N 1. P. 43—54.Taylor U., Barchanski A., Garrels W., Klein S., Kues W., Barcikowski S., Rath D. Toxicity of gold nanoparticles on somatic and reproductive cells // Adv. Exp. Med. Biol. 2012. Vol. 733. P. 125—133.Taylor U., Barchanski A., Garrels W., Klein S., Kues W., Barcikowski S., Rath D. Toxicity of gold nanoparticles on somatic and reproductive cells // Adv. Exp. Med. Biol. 2012. Vol. 733. P. 125—133.Johnson M.E., Ostroumov S.A., Tyson J.F., Xing B. Study of the interactions between Elodea canadensis and CuO nanoparticles // Rus. J. General Chem. 2011. Vol. 81. N 13. P. 2688—2693.Johnson M.E., Ostroumov S.A., Tyson J.F., Xing B. Study of the interactions between Elodea canadensis and CuO nanoparticles // Rus. J. General Chem. 2011. Vol. 81. N 13. P. 2688—2693.Ostroumov S.A., Kotelevtsev S.V. Toxicology of nanomaterials and environment // Ecologica. 2011. Vol. 18. N 61. P. 3—10.Ostroumov S.A., Kotelevtsev S.V. Toxicology of nanomaterials and environment // Ecologica. 2011. Vol. 18. N 61. P. 3—10.Ostroumov S.A. Biological effects of surfactants. CRC Press. Boca Raton; L.; N.Y.: Taylor & Francis, 2006. 279 p.Ostroumov S.A. Biological effects of surfactants. CRC Press. Boca Raton; L.; N.Y.: Taylor & Francis, 2006. 279 p.Ostroumov S.A., Tret’yakova A.N. Effect of environmental pollution with a cationic surface active substance on algae and Fagopyrum esculentum sprouts // Soviet J. Ecol. 1990. Vol. 21. N 2. P. 79—81.Ostroumov S.A., Tret’yakova A.N. Effect of environmental pollution with a cationic surface active substance on algae and Fagopyrum esculentum sprouts // Soviet J. Ecol. 1990. Vol. 21. N 2. P. 79—81.Ostroumov S.A., Semykina N.A. Reaction of Fagopyrum esculentum Moench to pollution of aqueous medium with polymeric surfactants // Rus. J. Ecol. (Ekologia). 1993. Vol. 24. N 6. P. 386—390.Ostroumov S.A., Semykina N.A. Reaction of Fagopyrum esculentum Moench to pollution of aqueous medium with polymeric surfactants // Rus. J. Ecol. (Ekologia). 1993. Vol. 24. N 6. P. 386—390.Ostroumov S.A., Maksimov V.N. Bioassay of surfactants based on the disruption of seedling attachment to the substrate and rhizoderm root hair formation // Biol. Bull. Academ. Sci. USSR (USA; ISSN 0098-2164). 1992. Vol. 18. N 4. P. 383—386.Ostroumov S.A., Maksimov V.N. Bioassay of surfactants based on the disruption of seedling attachment to the substrate and rhizoderm root hair formation // Biol. Bull. Academ. Sci. USSR (USA; ISSN 0098-2164). 1992. Vol. 18. N 4. P. 383—386.Solomonova E.A., Ostroumov S.A. Tolerance of an aquatic macrophyte Potamogeton crispus L. to sodium dodecyl sulphate // Mos. Univ. Biol. Sci. Bull. 2007. Vol. 62. N 4. P. 176—179.Solomonova E.A., Ostroumov S.A. Tolerance of an aquatic macrophyte Potamogeton crispus L. to sodium dodecyl sulphate // Mos. Univ. Biol. Sci. Bull. 2007. Vol. 62. N 4. P. 176—179.Ostroumov S.A., Khoroshilov V.S. Biological activity of waters polluted with a liquid surfactant-containing detergent // Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Biologicheskaya. 1992. N 3. P. 452—458.Ostroumov S.A., Khoroshilov V.S. Biological activity of waters polluted with a liquid surfactant-containing detergent // Izvestiya Akademii Nauk SSSR, Seriya Biologicheskaya. 1992. N 3. P. 452—458.Poklonov V.A., Kotelevtsev S.A., Shestakova T.V., Sheleykovsky V.L., Ostroumov S.A. The study of phytoremediation potential of aquatic plants Lilaeopsis brasiliensis and Utricularia gibba // Water: Chem. & Ecol. 2012. N 5. P. 66—69.Poklonov V.A., Kotelevtsev S.A., Shestakova T.V., Sheleykovsky V.L., Ostroumov S.A. The study of phytoremediation potential of aquatic plants Lilaeopsis brasiliensis and Utricularia gibba // Water: Chem. & Ecol. 2012. N 5. P. 66—69.Ostroumov S.A., Xing B. Effects of three types of metal oxide nanoparticles (TiO2, CuO, Al2O3) on the seedlings of the higher plant Lens culinaris // Ecologica. 2012. Vol. 19. N 65. P. 10—14.Ostroumov S.A., Xing B. Effects of three types of metal oxide nanoparticles (TiO2, CuO, Al2O3) on the seedlings of the higher plant Lens culinaris // Ecologica. 2012. Vol. 19. N 65. P. 10—14.Ladislas S., El-Mufleh A., Gerґ ente C., Chazarenc F., Andre`rиs Y., Be ґchet B. Potential of aquatic macrophytes as bioindicators of heavy metal pollution in urban stormwater runoff // Water, Air&Soil Pollut. 2012. Vol. 223. N 2. P. 877—888.Ladislas S., El-Mufleh A., Gerґ ente C., Chazarenc F., Andre`rиs Y., Be ґchet B. Potential of aquatic macrophytes as bioindicators of heavy metal pollution in urban stormwater runoff // Water, Air&Soil Pollut. 2012. Vol. 223. N 2. P. 877—888.Singh D., Tiwari A., Gupta R. Phytoremediation of lead from wastewater using aquatic plants // J. Agricult. Technol. 2012. Vol. 8. N 1. P. 1—11.Singh D., Tiwari A., Gupta R. Phytoremediation of lead from wastewater using aquatic plants // J. Agricult. Technol. 2012. Vol. 8. N 1. P. 1—11.Wong S.W., Leung K.M., Djurisic A.B. A comprehensive review on the aquatic toxicity of engineered nanomaterials // Rev. Nanosci. Nanotechnology. 2012. Vol. 2. N 2. P. 79—105.Wong S.W., Leung K.M., Djurisic A.B. A comprehensive review on the aquatic toxicity of engineered nanomaterials // Rev. Nanosci. Nanotechnology. 2012. Vol. 2. N 2. P. 79—105.Mohmood I., Lopes C.B., Lopes I., Ahmad I., Duarte A.C., Pereira E. Nanoscale materials and their use in water contaminants removal — a review // Environ. Sci. Pollut. Res. 2013. Vol. 20. N 3. P. 1239—1260.Mohmood I., Lopes C.B., Lopes I., Ahmad I., Duarte A.C., Pereira E. Nanoscale materials and their use in water contaminants removal — a review // Environ. Sci. Pollut. Res. 2013. Vol. 20. N 3. P. 1239—1260.Ostroumov S.A. Problems of assessment of biological activity of xenobiotics // Mos. Univ. Biol. Sci. Bull. 1990. Vol. 45. N 2. P. 26—32.Ostroumov S.A. Problems of assessment of biological activity of xenobiotics // Mos. Univ. Biol. Sci. Bull. 1990. Vol. 45. N 2. P. 26—32.Ostroumov S.A., Wasternack K. Response of photoorganotrophously growing green flagellates to water pollution by the detergent preparation “Kristall” // Mos. Univ. Biol. Sci. Bull. 1991. Vol. 46. N 2. P. 66—67.Ostroumov S.A., Wasternack K. Response of photoorganotrophously growing green flagellates to water pollution by the detergent preparation “Kristall” // Mos. Univ. Biol. Sci. Bull. 1991. Vol. 46. N 2. P. 66—67.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.