В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Бакешовой Жумабике Уалихановны на тему «Влияние ксенобиотиков в воде на очищающую способность бактериопланктона» по образовательной программе «8D05208 – Экология и природопользование».
Диссертация выполнена на кафедре «Кафедра Управления и инжиниринга в сфере охраны окружающей среды» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.
Язык защиты - казахский
Официальные рецензенты:
Шорабаев Ерик Жарылкасынович – кандидат биологических наук, (PhD), директор ТОО «Промышленная микробиология» (г.Алматы, Республика Казахстан);
Шамшеденова Самал Саламатовна – доктор философии (PhD), и.о. ассоцированного профессора кафедры экологии, Атырауского университета им. Х. Досмухамедова (г. Атырау, Республика Казахстан).
Временные члены Диссертационного совета:
Бахов Жумабек Кубеевич – доктор технических наук, профессор кафедры экологии, Казахского агротехнического университета им. С.Сейфуллина (г. Астана, Республика Казахстан);
Заядан Болатхан Қазыханұлы – доктор биологических наук, профессор кафедры биотехнологии Казахского национального университета им. аль-Фараби (г. Алматы, Республика Казахстан);
Попкова Анна Владимировна – кандидат биологических наук, доцент, Российского университета дружбы народов им. Патриса Лумумбы (г.Москва, Российская Федерация).
Научные консультанты:
Акбаева Ляйля Хамидуллаевна – кандидат биологических наук, и.о. профессора кафедры «Управление и инжиниринг в сфере охраны окружающей среды» ЕНУ имени Л.Н. Гумилева (г. Астана, Республика Казахстан);
Кузметов Абдулахмет Раймбердиевич – доктор биологических наук, профессор Кокандского государственного университета (г. Коканд, Республика Узбекистан).
Защита состоится: 23 сентября 2025 года 15:00 часов в Диссертационном совете по направлению подготовки кадров «8D052 – Окружающая среда» по образовательной программе «8D05208 – Экология и природопользование» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Проведение заседания диссертационного совета в смешанном (оффлайн и онлайн) формате.
Ссылка: https://gclnk.com/fPxGBBQB
Адрес: г. Астана, ул. Қажымұқан, 13, Учебный корпус №3, ауд. №333.
Аннотация (рус.): Общее описание исследования. Диссертационная работа посвящена выявлению распространения веществ, токсичных для водных микроорганизмов в водных объектах, подвергающихся антропогенной нагрузке, а также оценке способности загрязнённых водоёмов к самоочищению. Актуальность темы исследования. В районах промышленных центров, крупных городов и сельскохозяйственных комплексов под воздействием антропогенных факторов в окружающей среде накапливаются различные загрязняющие вещества, в частности тяжёлые металлы и фармацевтические загрязнители. Учитывая многокомпонентный состав загрязнителей, комплексное изучение их влияния и эффективные методы их выявления должны рассматриваться как приоритетные направления в области охраны окружающей среды. Ксенобиотики обладают высокой экотоксикологической опасностью и оказывают непрерывное длительное воздействие на водные экосистемы вследствие их длительного сохранения в природной среде. Большая часть химических загрязнителей ухудшает качество воды, приводит к гибели гидробионтов и снижает способность водоёмов к самоочищению. Прежде всего, к ним относятся ксенобиотики, влияющие на микроорганизмы водных экосистем. Водоёмы подвергаются эвтрофикации, происходят изменения в видовом составе гидробионтов. Такие изменения создают благоприятные условия для чрезмерного развития патогенной микрофлоры в водоёмах. Самоочищение поверхностных вод — это сложный процесс, в котором участвуют многие компоненты водной экосистемы, среди которых основным является бактериопланктон. Основная функция бактериопланктона — обезвреживание поступающих в водоём загрязнителей путём их первичного окисления или восстановления. Ксенобиотики, наиболее вредные для микроорганизмов воды, включают фармацевтические препараты. Их состав в природных водах изучен недостаточно. Химико-аналитические методы определения фармацевтических препаратов не могут полностью отразить степень нарушения микробиоценоза в поверхностных водах. В связи с этим проведение масштабного мониторинга ксенобиотиков, в том числе ранее малоизученных фармацевтических препаратов в водных объектах, становится одной из актуальных задач. Это требует не только определения масштабов их распространения, но и всесторонней оценки их влияния на водную биоту, особенно на потенциал самоочищения экосистемы. Подобные исследования являются важной составляющей обеспечения экологической безопасности и эффективного управления водными ресурсами. Цель исследования: Определение распространения ряда токсичных для водных микроорганизмов веществ в водных объектах, подверженных антропогенной нагрузке, а также оценить способность загрязненных водоемов к самоочищению. Задачи исследования: 1.Изучение влияния общего химического загрязнения веществ в природных водоемах на способность самоочищения за счет микроорганизмов. 2.Провести биотестирование на наличие антибиотиков ряда водных объектов Акмолинской области, расположенных в зоне возможного попадания в них антимикробных препаратов. 3. Дать характеристику санитарно-микробиологического состояния озер в черте высокой антропогенной нагрузки (озера Жалтырколь и Большой Талдыколь). 4.Определить виды бактериопланктона, участвующего в самоочищении водоема. 5.Дать анализ рисков, связанных с попаданием антибиотиков в водные экосистемы, их влияния на биоразнообразие и экологические процессы. 6. Предложить стратегии и технологии по снижению загрязнения поверхностных вод ксенобиотиками. Объекты исследования. 1. Для определения массовой концентрации растворённого кислорода и биологического потребления кислорода (БПК) были использованы пробы воды из реки Есиль и озера Большой Талдыколь. 2. Для мониторинга водных объектов и выявления устойчивости микроорганизмов к антибиотикам в опытную группу были включены озёра, расположенные в пределах Акмолинской области вблизи населённых пунктов, птицефабрик и интенсивного сельского хозяйства: Малое Чебачье, Улкен Шабакты, Жалтырколь, Большой Талдыколь, Копа, Жангула, Малая Сарыоба, Жаланаш, Қумколь. В контрольную группу вошли следующие озёра: Большая Сарыоба, Койгелды, Есей, Кокай, Султанкельды. 3. Для оценки микробиологических и паразитологических показателей воды были использованы пробы из озёр Большой Талдыколь и Жалтырколь. 4. Для идентификации видов микроорганизмов, участвующих в самоочищении водоёмов, использовались пробы воды из озера Большой Талдыколь. Методы исследования. 1. Метод гидрохимического анализа природных вод. 2. Определение биологического потребления кислорода (БПК) и массовой концентрации растворённого кислорода. 3. Модифицированный дискодиффузионный метод определения устойчивости микроорганизмов к антибиотикам. 4. Методы оценки санитарно-микробиологических и паразитологических показателей качества воды. 5. Определение видов бактерий, участвующих в процессе самоочищения поверхностных вод. Научная новизна исследования. В ряде озёр Акмолинской области мониторинг антибиотиков впервые был проведён путём определения устойчивости микроорганизмов к антибиотикам с использованием модифицированного варианта дискодиффузионного метода. Впервые была проведена оценка влияния ксенобиотиков, таких как бензин А-92, моющее средство «Fairy» с поверхностно-активными веществами (ПАВ) и антибиотик «Оспамокс 250 мг», на способность водоёмов к самоочищению на основе соотношения между показателями кислорода — содержанием растворённого кислорода и биологическим потреблением кислорода (БПК). Впервые был осуществлён комплексный анализ экотоксикологических процессов, вызываемых воздействием антибиотиков, при этом эти процессы рассматривались как система взаимозависимых биогеохимических связей водных экосистем. Также впервые было предложено использовать минерал колеманит в качестве сорбента для удаления антибиотиков из сточных вод на очистных сооружениях. Практическая значимость исследования. Проведённое исследование имеет важное методическое значение: модифицированный дискодиффузионный метод определения устойчивости (резистентности) микроорганизмов к антибиотикам, применённый в данной работе, в будущем может быть использован для мониторинга устойчивости микроорганизмов к антибиотикам в водоёмах. Результаты исследования — научные выводы и практические рекомендации — могут быть использованы при проведении экологической паспортизации водных объектов Акмолинской области, а также при принятии решений, связанных с использованием и охраной водных ресурсов. Полученные данные могут быть востребованы уполномоченными органами, ответственными за управление водными ресурсами, здравоохранение, сельское хозяйство, охрану природы, а также в области инженерной защиты окружающей среды. Принципы исследования, рекомендуемые к защите: 1.При сравнительном изучении степени подавления гетеротрофной деструкции в воде озера и реки было обнаружено наиболее агрессивное действие антибиотика Оспамокс 250 мг, умеренное подавление самоочищения наблюдалось под действием моющего средства Fairy, бензин способен к подавлению самоочищения только при сравнительно больших его количествах: 1:9 в соотношении с водой. 2. В распространении устойчивости микроорганизмов к антибиотикам в исследованных озёрах Акмолинской области можно выделить следующие особенности: Антибиотики, на которые не обнаружили резистентность микроорганизмов в озерах: энронит, фурагин, цефуроксим, цефоперазон, амикацин. Наиболее часто резистентность обнаруживают антибиотики, которые применяются одновременно как для людей, так и для животных или только для животных. Уровень устойчивости микроорганизмов к антибиотикам в природных водах можно классифицировать по убыванию на девять групп. 3. Несмотря на то, что в озерах Жалтырколь и Большой Талдыколь была определена резистентность микроорганизмов к целому ряду антибиотиков, санитарно-эпидемиологическое состояние озера Жалтырколь оценивается как удовлетворительное, а в озере Большой Талдыколь нарушены, главным образом, органолептические показатели. Однако наличие сульфитредуцирующих клостридий, большое количество инфузорий (Ciliophora), коловраток (Rotatoria), гастротрихий (Gastrotricha), доминирование диатомовых водорослей (Diatomeae) свидетельствует об эвтрофировании водоема, высоком риске цветения воды и, что в составе органического загрязнения преобладает аллохтонные органические вещества. 4. Из проб воды, взятых из озера Большой Талдыколь, были выделены представители гетеротрофной микрофлоры. Было получено 41 изолят бактерий. Полученные изоляты были окрашены по Граму и прошли микроскопическое исследование, что позволило провести первичную морфологическую и грам-дифференциальную классификацию микроорганизмов. Анализ морфологических характеристик показал, что основную долю выделенных бактерий составляют грамотрицательные формы, характерные для палочковидных клеток. С целью определения таксономической принадлежности бактериальных изолятов, выделенных из воды озера Большой Талдыколь, была проведена молекулярно-генетическая идентификация на основе анализа последовательности гена 16S рРНК. Согласно результатам анализа, на уровне родов среди выделенных бактериальных изолятов преобладали следующие представители: Serratia sp. — 13,2%; Pantoea sp. — 5,4%; Aeromonas sp. — 40%; Bacillus sp. — 18,4%; Shewanella sp. — 10,5%. 5. Опасности, связанные с попаданием антибиотиков в природные водоёмы, включают: подавление фотосинтетической активности микроводорослей, снижение продуктивности водоёмов, ослабление зоопланктона и бентосных организмов, нарушение эндокринной системы у рыб и других гидробионтов, ослабление иммунной системы и физиологических функций у водоплавающих птиц и млекопитающих, дестабилизацию биогеохимических циклов, эвтрофикацию и ухудшение качественных показателей воды и т.д. Кроме того, повышение устойчивости микроорганизмов к антибиотикам в природных водах представляет собой как экологическую, так и медицинскую проблему, поскольку антибиотики из водной среды могут попадать в наземные экосистемы, создавая угрозу для здоровья человека. 6. На основе анализа научно-технической литературы были разработаны стратегии по снижению риска загрязнения природных вод антибиотиками и борьбе с распространением устойчивости микроорганизмов к антибиотикам. Эти стратегии включают следующие меры: мониторинг состояния природных вод, совершенствование технологий очистки сточных вод, регулирование применения антибиотиков, развитие альтернативных методов лечения, разработка биологически разлагаемых антибиотиков, контроль за использованием антибиотиков в медицине и ветеринарии, просвещение населения и законодательное регулирование. Личный вклад автора. Анализ литературных данных, относящихся к исследуемой проблеме, определение целей и задач работы, проведение полевых – практических исследований, обработка и анализ результатов, написание диссертации и оформление подписи были выполнены при личном участии автора. Апробация результатов исследований. Результаты исследований и основные положения диссертации изложены и опубликованы в научных изданиях. 1. Journal of Ecological Engineering.–2024,–Vol. 25, Issue 6. –P. 99–108. 2. Вестник КазНУ им. Аль-Фараби. Серия экологическая–2024. -№2 (79). –С . 32–41. 3. География и водные ресурсы. –2025. –№1. –С. 78–87. 4.Вестник ЕНУ. Серия: Химия. География. Экология. –2025. –№2. –С. 211–236. Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, определений, обозначений и сокращений, обзора литературы, материалов и методов, результатов собственного исследования, заключения, приложения. Объем диссертации подтвержден 97 письменными страницами, 9 таблицами, 14 рисунками. В диссертационной работе использовано 175 ссылки.
Отзыв зарубежного консультанта
Заключение комиссии по этической оценке исследований
Решение диссертационного совета
Защита диссертации: https://www.youtube.com/watch?v=9yfE07uaQZg
