Влияние занятий в водной среде на организм человека: Польза плавания для здоровья человека — Газета «Калужская неделя»

Содержание

«Влияние плавания на организм человека» | Статья по теме:

Характеристика влияния плавания на организм человека

В отличие от других видов физических упражнений плавание происходит в условиях водной среды, где на организм человека воздействуют как физические упражнения, так и пребывание в водной среде. В этом двустороннем воздействии заключаются специфические особенности плавания.

Лечебное воздействие плавания на организм отмечается многими специалистами. Оно благотворно влияет на основные показатели физического развития человека:

рост, вес;

является прекрасным средством профилактики и исправления нарушений осанки, сколиозов, плоскостопия;

укрепления сердечно-сосудистой и нервной системы;

развития дыхательного аппарата и мышечной системы;

содействует росту и укреплению костной ткани.

Тело человека обладает плавучестью, так как его удельный вес близок к удельному весу воды, то есть в воде тело становится как бы невесомым. Это свойство имеет практическое значение: отпадает необходимость в каких-либо движениях для сохранения положения тела в воде , что создает условия для корригирования нарушений осанки, для восстановления двигательных функций после перенесенных травм и предупреждения их негативных последствий .

При любых способах плавания почти все суставы позвоночника действуют с высокой амплитудой и в самых различных плоскостях, при этом пределы возможностей несколько расширяются, так же суставы позвоночника уже не несут тяжелой статической опорной нагрузки . В то же время, активное движение ног в воде в безопорном положении укрепляет стопы и предупреждает развитие плоскостопия .

Специфические особенности плавания связаны с двигательной активностью в водной среде. При этом организм человека подвергается двойному воздействию: с одной стороны на него воздействуют физические упражнения, с другой — водная среда. Эти особенности также обусловлены и физическими свойствами воды: ее плотностью, вязкостью, давлением, температурой, теплоемкостью.

Воздействие воды на организм начинается с кожи. Омывая тело пловца, вода очищает кожу, улучшая тем самым ее питание и дыхание. Кроме того, кожа подвергается химическому воздействию содержащихся в воде микроэлементов. Плотность воды примерно в 775 раз больше плотности воздуха, а отсюда затруднение движений, ограничение скорости и большие энергозатраты. При плавании основная мышечная работа затрачивается не на удержание человека на воде, а на преодоление силы лобового сопротивления. Давление воды препятствует выполнению вдоха, а при выдохе в воду приходится преодолевать ее сопротивление, что приводит к повышенной нагрузке на дыхательную мускулатуру. При плавании вырабатывается новый автоматизм дыхания, который характеризуется уменьшением длительности дыхательного цикла, увеличением частоты и минутного объема дыхания. При этом увеличивается легочная вентиляция и жизненная емкость легких .

Вода оказывает воздействие на двигательный аппарат: для поддержания тела на поверхности воды при поднятой голове требуется усилие каждой руки 300-400 г, а при плавании это усилие возрастает несколько десятков раз, увеличивая силу мышц, действуя на все кожные покровы вода одновременно повышает электрическую активность биотоков, напряжения, заставляя все нервные клетки реагировать в полную силу .

Кроме плотности и давления воды существенное влияние на организм при занятиях плаванием оказывает ее теплоемкость. Теплоемкость воды в 4 раза больше и теплопроводность в 25 раз выше, чем воздуха. Поэтому, когда человек находится в воде, его тело излучает на 50-80% больше тепла, чем на воздухе, всвязи с чем у него повышается обмен веществ для сохранения теплового баланса в организме .

Анализируя физиологические изменения при плавании и его влияние на организм нужно сказать о двигательной деятельности пловца. Она определяется горизонтальным положением тела, большим сопротивлением движению, выработкой специфических двигательных автоматизмов и новой координации движений, строгой последовательностью работы отдельных мышечных групп, включением в работу преимущественно мышц рук и плечевого пояса (до 70%) и ног при плавании брассом. Под влиянием тренировки у пловцов хорошо развивается сила мышц. Кроме того, горизонтальное положение тела при плавании, давление воды на подкожное венозное русло, глубокое диафрагмальное дыхание способствуют притоку крови к сердцу и в целом существенно облегчают его работу. Поэтому плавательные упражнения при соответствующей дозировке допустимы для лиц с ослабленным сердцем и могут использоваться как одно из средств укрепления и развития сердечно-сосудистой системы .

При нахождении человека в воде у него увеличивается количество форменных элементов крови: эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина. Это наблюдается даже после одноразового пребывания в воде. Через 1,5-2 часа после занятия состав крови фактически достигает нормального уровня. Однако уровень форменных элементов крови при регулярных занятиях повышается на более длительное время.

Характерной особенностью плавания является то, что тело воде не имеет твердой опоры. Такое положение значительно увеличивает его двигательные возможности и содействует их развитию. Действие мышц при отсутствии твердой опоры способствует более длительному сохранению эпифизарных хрящей в костях конечностей, а, следовательно, и продолжению роста тела пловца в целом. Занятия плаванием гармонически развивают основные качества: силу, быстроту, ловкость, выносливость.

Еще одной особенностью плавания является относительная невесомость тела в условиях водной среды. Вес тела человека нейтрализуется выталкивающей силой воды. Взвешенное состояние тела в воде разгружает опорно-двигательный аппарат от статической нагрузки и способствует правильному процессу физического формирования человека. Создаются условия для корригирования нарушенной осанки, для восстановления двигательных функций, утраченных вследствие травм, и для предупреждения их последствий.

Таким образом, плавание способствует глубокой положительной морфологической и функциональной перестройке всех систем организма, что возможно при использовании плавания как вида спорта, имеющего также оздоровительно-гигиеническое и лечебное значение .

Статья на тему «Плавание и его влияние на организм человека»

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

средняя школа № 8

Научно – практическая конференция младших школьников «Я- исследователь»

«Плавание и его влияние на организм человека»

Джумабаев Андрей

обучающийся 4-А класса

МАОУ СШ № 8 с. п. Новосмолинский

с.п. Новосмолинский 2017- 2018 гг

Умение плавать — жизненно необходимый навык для человека любого возраста. Хорошо плавающий человек никогда не рискует жизнью, находясь в воде. Он знает, что всегда доплывет до берега или сумеет продержаться на воде, пока не подоспеет помощь.

В знойные летние дни сотни тысяч людей заполняют пляжи, берега рек, озер, прудов и морей. Солнце, чистый и прохладный воздух у воды создают все условия для полноценного отдыха. Трудно найти человека, который бы не испытывал летом наслаждения от освежающего, бодрящего купания. И конечно, особое удовольствие получает тот, кто плавает уверенно.

Я поставил себе цель увлекательно рассказать о таком виде спорта, как плавание, возможно, кто-то из учащихся заинтересуется плаванием и станет постоянным посетителем бассейна.

Вода — целитель и друг человека, если он умеет плавать, и коварный потенциальный враг для не умеющих держаться на воде.

Проблема: В настоящее время перед нашим государством достаточно остро стоят проблемы здоровья подрастающего поколения, воспитания у детей потребности в здоровом образе жизни, здоровом досуге. Здоровый образ жизни – это прежде всего занятие спортом.

Гипотеза: мы предположили, что на основе изучения теории и регулярным занятием плаванием можно укрепить здоровье и повысить иммунитет, т.е. плавание является одним из лучших средств закаливания и укрепления организма.

Цель: я поставил себе цель увлекательно рассказать о таком виде спорта как плавание и узнать, как же плавание влияет на организм человека.

Исходя из поставленной цели нами были определены следующие задачи:

1. Изучить специальную литературу по данному вопросу.

2. Сравнить и проанализировать полученные результаты тестирования одноклассников.

3. Собственный опыт. Личные наблюдения.

4. Разработать памятки для одноклассников «Занимайся плаванием правильно» и «Правильное дыхание при плавании: простые рекомендации «

Методы исследования:

1. Изучение теории по данному вопросу.

2.Тестирование среди одноклассников.

3. Личные наблюдения.

Плавание — это умение человека держаться на поверхности воды и передвигаться в заданном направлении без посторонней помощи и дополнительных приспособлений.

На сегодняшний день состояние здоровья детей и подростков вызывает тревогу. Их численность в общей массе населения уменьшилась на 4,2 млн. и составляет в настоящее время 35 млн. человек. Около 75% детей младшего школьного возраста имеют серьезные отклонения в здоровье. Здоровых детей среди младших школьников — 10-12%, а среди старших — всего 5%. Более чем у 50% детей разного возраста диагностируются хронические заболевания. Общая заболеваемость среди 7-10-летних детей за последние 3 года увеличилась на 14,7%

Занятия плаванием способствуют развитию таких качеств, как сила, быстрота, выносливость, гибкость и ловкость.

У человека, находящегося в воде, учащается дыхание, увеличивается частота сердечных сокращений, изменяется тонус периферических кровеносных сосудов.

Вследствие повышенной теплоотдачи в воде активизируется обмен веществ в организме, поэтому при плавании расходуется больше энергии .

Человеческий организм состоит из воды на 80%, вода играет значительную роль в жизни людей. Жизненно важные процессы организма происходят в водной среде организма, с самого зарождения жизни наш организм развивается в водной среде. Плавание является уникальным видом физической деятельности. Специфические особенности воздействия плавания на детский организм связаны с активными движениями в водной среде. Человек подвергается двойному воздействию: с одной стороны — физических упражнений, с другой — уникальных свойств водной среды, в которой выполняются эти упражнения.

Особенности воздействия плавания на организм человека

Плавание — одно из эффективных средств закаливания человека, способствующее формированию стойких гигиенических навыков. Температура воды всегда ниже температуры тела человека, поэтому, когда человек находится в воде, его тело излучает на 50—80% больше тепла, чем на воздухе (вода обладает теплопроводностью в 30 раз и теплоемкостью в 4 раза большей, чем воздух).

Купание и плавание повышают сопротивление воздействию температурных колебаний, воспитывают стойкость к простудным заболеваниям. Если плавание проводится в естественном водоеме, то закаливающий эффект оказывают и естественные факторы природы — солнце и воздух. Занятия плаванием устраняют нарушения осанки, плоскостопие, гармонично развивают почти все группы мышц — особенно плечевого пояса, рук, груди, живота, спины и ног.

Плавание отлично тренирует деятельность сердечно—сосудистой и дыхательной систем. У людей, систематически занимающихся плаванием, возрастает величина ударного объема сердца, частота сердечных сокращений в покое снижается от 60 до 55 (50) уд/мин. Для сравнения: у не занимающихся спортом частота сердечных сокращений обычно колеблется в пределах от 65 до 57 уд/мин.

Занятия плаванием укрепляют аппарат внешнего дыхания, вырабатывают правильный ритм дыхания, увеличивают жизненную емкость легких (ЖЕЛ), поскольку плотность воды затрудняет выполнение вдоха и выдоха: вдоха — из-за давления воды на грудную клетку, выдоха — из-за сопротивления воды.

Плавание укрепляет нервную систему, улучшает сон, аппетит и часто рекомендуется врачами с этой целью как лечебное средство. Занятия плаванием широко применяются в лечебной физкультуре и медицине при нарушении обмена веществ, сердечно-легочной недостаточности, коррекции суставно-мышечного аппарата и др.

2.1 Оздоровительный эффект плавания

Плавание является одним из эффективнейших средств укрепления здоровья и физического развития человека, начиная с первых месяцев жизни и до старости.

В бассейн ФОКа «Триумф» меня привели родители, когда мне исполнилось 7 лет. А сначала был осмотр у врача –ортопеда перед поступлением в 1 класс. «Неправильная осанка!», — вот, что я услышал. А что это такое? Осанка — правильная поза во время стояния, сидения, ходьбы и работы . К сожалению, сколько бы нам ни твердили о том, что «спина должна быть прямой», мало кто обращает внимание на свою осанку. И совершенно напрасно! Ведь причиной многих заболеваний становится именно нарушение осанки или искривления позвоночника.

Правильная осанка формируется с первых дней жизни. Но наиболее важный период – с 4 до 10 лет, когда быстро развиваются механизмы, обеспечивающие вертикальную позу. У здорового ребенка к 7 годам позвоночник приобретает нормальную форму . Нарушение осанки – понятие, означающее различные искривления позвоночника. Наиболее частой деформацией позвоночника у детей является сколиоз. На ранних стадиях с искривлением можно справиться разными методами лечения и одно из них – плавание.

Также доказательством оздоровительного эффекта плавания, служат примеры, когда заниматься плаванием приходят дети с недостатком в физическом развитии, ослабленные после перенесенных заболеваний и становятся известными спортсменами.

Дон Фрезер – чемпионка трех Олимпийских игр, пришла на занятия плаванием после перенесенного полиомиелита. А будущую чемпионку Европы и СССР Тину Леквеишвили мама привела заниматься плаванием, обеспокоенная ее плохой осанкой.

Многие известные люди считают плавание своим главным видом спорта. Глава государства не исключение:

— Проплываю каждый день тысячу метров, — признался сам Путин, — Это оптимальная дистанция! Отличный вид спорта, бережет позвоночник, растягивает мышцы, дает серьезную нагрузку, тренирует дыхательную систему и сердце.

Ведущая программы «Время» на Первом канале Центрального телевидения Екатерина Андреева всегда в прекрасной форме! И это тоже благодаря плаванию. Телеведущая считает плавание в бассейне лучшим началом дня, а плавает она каждый день по 30 минут.

Заслуженный мастер спорта В.Куслухин, рекордсменка мира М.Соколова в прошлом туберкулезные больные.

Плаванию можно обучать детей с грудного возраста. Занятия плаванием укрепляют опорно-двигательный аппарат ребенка, развивают такие физические качества, как выносливость, сила, быстрота, подвижность в суставах, координация движений; они также своевременно формируют “мышечный корсет”, способствуя выработке хорошей осанки, предупреждая искривления позвоночника, устраняют возбудимость и раздражительность.

Дети, регулярно занимающиеся плаванием, заметно отличаются от сверстников, не занимающихся спортом: они выше ростом, имеют более высокие показатели гибкости, силы, меньше подвержены простудным заболеваниям.

Регулярные занятия плаванием поддерживают уровень физического состояния и у взрослых людей, повышают жизненный тонус. Это подтверждают наблюдения за физическим состоянием занимающихся в группах здоровья, где среди других видов физических упражнений применяется плавание.

Плавание полезно и пожилым людям. Как уже говорилось, вода является хорошим проводником тепла, поэтому только за 15 мин пребывания в воде (при температуре 24°С) человек теряет около 100 ккал тепла. Иными словами, для людей пожилого возраста, которым трудно выполнять интенсивную физическую работу, плавание является средством повышения интенсивности процессов обмена веществ в организме.

Движения в воде стимулируют дыхание, кровообращение, улучшают деятельность желудка и кишечника, совершенствуют терморегуляцию, организм становится менее восприимчивым к простудным заболеваниям, нормализуется психоэмоциональное состояние

1. Влияние занятий плаванием на сердечно-сосудистую, дыхательную систему и опорно-двигательный аппарат

Плавание благоприятно влияет на сердечно-сосудистую систему. Горизонтальное положение тела, а также циклические движение, связанные с работой мышц, давление воды на подкожное русло, глубокое диафрагмальное дыхание и взвешенное состояние тела – все это способствует притоку крови к сердцу и в целом существенно облегчает его работу. В результате занятий плаванием снижается систолическое давление, повышается эластичность сосудов, увеличивается ударный объем сердца.

У систематически занимающихся плаванием отмечается физиологическое урежение пульса до 60 и менее ударов в минуту. При этом сердечная мышца работает мощно и экономно.

Таким образом, в результате занятий плаванием в сердечно-сосудистой системе происходят положительные изменения (в виде усиления сократительной способности мышечной стенки сосудов и улучшение работы сердца), которые ведут к более быстрому транспортированию крови, насыщенной кислородом, к периферическим участкам тела и внутренним органам, что способствует активизации общего обмена веществ. Механизм положительного воздействия плавания на органы дыхания заключается в активной тренировке дыхательной мускулатуры, увеличении подвижности грудной клетки, легочной вентиляции, жизненной емкости легких, потребления кислорода кровью. При плавании в дыхании участвуют самые отдаленные участки легких, и в результате исключаются застойные явления в них.

Кроме того, плавание с задержкой дыхания, ныряние, погружение под воду тренируют устойчивость к гипоксии.

Все выше сказанное позволяет сделать вывод, что плавание является эффективным средством укрепления и развития дыхательной системы.

При плавании человек находится в состоянии гидростатической невесомости, что разгружает опорно-двигательный аппарат от давления на него веса тела — это создает условия для нормирования нарушений осанки, увеличивает двигательные возможности и содействует их развитию. Показатель суммарной подвижности в суставах пловцов значительно выше, чем у спортсменов других специализаций. Выполнение плавательных движений руками и ногами вовлекают в работу почти все мышцы тела, что способствует гармоничному развитию мускулатуры.

Также необходимо отметить, что при занятиях плаванием практически отсутствует опасность травмирования опорно-двигательного аппарата.

По своим динамическим характеристикам плавание является одним из доступных средств физической культуры занимающихся различного возраста и подготовленности.

2.3 Влияние занятий плаванием на нервную и иммунную систему

Регулярные занятия плаванием являются мощным фактором воздействия на нервную высшую деятельность человека.

Действие температуры воды уравновешивает процессы возбуждения и торможения в центральной нервной системе, улучшает кровоснабжение мозга.

Вода, мягко обтекая тело, массируя находящиеся в коже и мышцах нервные окончания, благоприятно воздействует на центральную нервную систему, успокаивает, снимает утомление. После плавания человек легче засыпает, крепче спит, у него улучшаются внимание, память.

Следует отметить, что приятные ассоциации, связанные с плаванием, положительно сказываются на состоянии психики, способствуют формированию положительного эмоционального фона, так необходимого в повседневной жизни.

Рассмотрев оздоровительное воздействие занятий, плавание на сердечно-сосудистую, дыхательную, нервную системы, опорно-двигательный аппарат, безусловно, необходимо отметить, что кроме этого плавание является эффективным средством закаливания, повышения устойчивости к простудным заболеваниям и воздействию низких температур. К тому же, происходящие изменения в крови повышают защитные свойства ее иммунной системы, увеличивая сопротивляемость инфекционным и простудным заболеваниям.

Итак, в результате занятий плаванием на организм человека оказывается разностороннее положительное воздействие. В оздоровительных целях плавание доступно и полезно практически всем возрастным категориям.

3.1 Брасс

Брасс характеризуется одновременными и симметричными движениями руками и ногами. В отличие от дельфина весь цикл движений руками осуществляется в воде.

По скоростным показателям брасс занимает последнее место среди спортивных способов плавания, зато он имеет самое большое значение в прикладном плавании, поскольку позволяет спортсмену плыть бесшумно, хорошо просматривать пространство над водой, преодолевать огромные расстояния. Брасс применяется также при плавании под водой.

В соревнованиях по плаванию брасс применяется на дистанциях 100 и 200 м, в комплексном плавании на дистанциях 200 и 400 м (третий отрезок 50 или 100 м) и на втором этапе комбинированной эстафеты 4х100 м. Каждый цикл движений в этом способе состоит из одного движения руками, одного движения ногами, одного вдоха и одного выдоха в воду.

3.2 Кроль на груди

При плавании кролем на груди пловец продвигается вперед при помощи поочередных гребков руками и движений ногами вверх-вниз. После гребка пловец вынимает руку из воды и проносит ее вперед по воздуху. Движения руками обеспечивают основную тягу, движения ногами помогают поддерживать более высокое положение тела в воде, а также способствуют продвижению вперед. Вдох делается при повороте головы в сторону.

Кроль на груди — наиболее быстрый способ плавания. Он всегда используется на соревнованиях, когда правила разрешают плавать вольным стилем. В олимпийской программе вольному стилю отводится 13 номеров: дистанции 50, 100, 200, 400 м и эстафета 4 х 100 м для женщин и мужчин, дистанция 800 м для женщин, дистанция 1500 м и эстафета 4 х 200 м для мужчин. Кроль применяется на последних этапах комбинированных эстафет и дистанций комплексного плавания.

3.3 Кроль на спине

В период начального обучения плаванию детей и взрослых кроль на спине, как правило, изучают одновременно с кролем на груди. Причем большинство не умеющих плавать скорее осваивает кроль на спине. Это происходит потому, что при плавании на спине не надо делать выдох в воду — наиболее сложный для начинающих элемент техники плавания.

При плавании кролем на спине пловец лежит на поверхности воды почти горизонтально, затылок погружен в воду. Вперед он продвигается при помощи поочередных гребков правой и левой рукой и попеременных движений ногами сверху вниз и снизу-вверх. Закончив гребок, рука выходит из воды и проносится вперед по воздуху. На выполнение одного цикла движений приходится 2 гребка руками, 6 движений ногами, вдох и выдох.

В олимпийской программе данному способу плавания на спине отводится 4 номера: дистанции 100 и 200 м для женщин и мужчин. Кроме того, способ плавания на спине применяется на первом этапе эстафеты 4 х 100 м комбинированной и на вторых этапах комплексного плавания на дистанциях 200 и 400 м. Квалифицированные спортсмены используют в этих заплывах кроль на спине как наиболее рациональную разновидность техники плавания данным способом.

3.4 Баттерфляй

Способу плавания баттерфляй в олимпийской программе отводятся 6 номеров: дистанции 50, 100 и 200 м для женщин и мужчин. Кроме того, этот способ плавания применяется на первом этапе комплексного плавания на дистанциях 200 и 400 м и на третьем этапе эстафеты 4 х 100 м комбинированная. Пловцы применяют в этих заплывах наиболее скоростную разновидность плавания баттерфляем — дельфин.

Характерной особенностью техники плавания способом дельфин являются движения ногами в вертикальной плоскости вверх и вниз (наподобие движений дельфиньего хвоста). Движения ногами, как того требуют правила соревнований, должны быть одновременными и симметричными. Это же требование относится к движениям руками.

В практической части моего исследования я провел опрос-анкетирование среди 45 обучающихся 4-х классов. Им было предложено ответить на следующие вопросы:

Умеете ли вы плавать?
Посещаете ли вы бассейн?
Уверено вы чувствуете себя на воде?
Плаваете ли вы в открытых водоемах (озеро, пруд, река, море)?
Часто ли вы болеете?

Обработав собранные мною анкеты, я получил следующий результат:

Вывод: исходя из моих исследований выявилось что большинство опрошенных мной одноклассников любят заниматься плаванием и реже болеют.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Плавание известно человеку с древнейших времен: найденные при раскопках изображения людей, плывущих способами, похожими на кроль и брасс, относятся к 4-му тысячелетию до н.э. Плавание развивает мышечную систему, подвижность в суставах, совершенствует координацию движений, укрепляет нервную систему, улучшает обмен веществ, расширяет функциональные возможности дыхательной и сердечно-сосудистой систем. Различают оздоровительное, спортивное и прикладное плавание.

Оздоровительное плавание — одна из форм массовой физкультурно-оздоровительной работы с населением. Систематические занятия плаванием оказывают закаливающее действие, способствуют профилактике респираторных заболеваний, совершенствованию физического развития. Оздоровительным плаванием можно заниматься в группах здоровья, создаваемых на спортивных базах, в учебных заведениях, в индивидуальном порядке.

Спортивное плавание — один их самых массовых видов спорта. Обучение спортивному плаванию следует начинать с 5 лет, с 9 лет разрешается участвовать в соревнованиях.

В прикладных целях плавание используется при преодолении водных преград, в усложненных условиях (холодная вода, волны, сильное течение, плавание в одежде, с

предметами и др), спасение тонущих и др.

Плавание является одним из важнейших звеньев в системе закаливания и физического воспитания любого человека. Постоянный контакт с водой закаливает, является лучшим средством профилактики простудных заболеваний, способствует воспитанию силы воли и физической выносливости. Во время плавания создаются прекрасные условия для улучшения работы системы органов кровообращения: увеличивается количество кислорода, поглощаемого всеми органами и тканями организма, усиливается венозный отток от ног, сокращаются почти все мышцы тела. Плавание развивает дыхательную и сердечно-сосудистую системы и в значительной степени укрепляет весь организм.

Плавание полезно как здоровым, так и больным людям. Здоровые получают прекрасную закалку, улучшают свои физические возможности, а те, кто страдает различными заболеваниями, находят в плавании и водных процедурах прекрасное дозированное лечебное средство. Плавание помогает излечить такие болезни, как неврозы, неврастении, повреждения позвоночника, последствия травм и болезни опорно-двигательного аппарата (сколиоз, плоскостопие). При болезнях обмена веществ, бронхиальной астме и хронических воспалительных заболеваниях системы органов дыхания плавание является незаменимым средством оздоровления.

Плавание увеличивает общую выносливость организма, повышает иммунитет и общий тонус организма. Плавание способствует закаливанию организма, человек становится меньше подвержен простудным заболеваниям. Во время плавания совершенствуется механизм терморегуляции, улучшаются иммунологические свойства, повышается адаптация к разнообразным условиям внешней среды.

Я занимаюсь этим видом спорта уже 3 года, имею 3 юношеский разряд. За этот небольшой промежуток времени, я оценил влияние плавания на своём организме. Редко болею, стал сильным, выносливым, у меня ярко выражена мускулатура рук и предплечья, появилась правильная осанка, я стал более ответственным, повысилась успеваемость в школе. Всем советую заниматься плаванием!

ЛИТЕРАТУРА

Белиц-Гейтман С.В. Мы учимся плавать. — М.: Просвящение, 1987.
Булгакова Н.Ж. Плавание: Пособие для инструктора-общественника. — М.: Физкультура и спорт, 1984.
Коновалов Е. Ты — сильнее воды. — М.: Молодая гвардия, 1983.
Погребной А.И., Маряничева И.Г. О некоторых принципах обучения плаванию. // Теория и практика физической культуры. 1999. №3.
Фирсов З.П. Плавание для всех. М., 1983.
Булгакова Н.Ж. Познакомьтесь – плавание. М.: ООО «Издательство Астрель», 2002. – 160с.
Викулов А.Д. Плавание: Учебное пособие для студентов высших учебшых заведений. – М.:Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2003. – 368с.
Иванченко Е.И. Наука о спортивном плавании. — Мн.: МПП Госэкономплана РБ, 1993. — 168 с.
Каптелин А.Ф. Плавание в лечебных целях //Здоровье. — 1980. — № 7. — С. 26-27.
Никитский Б.Н. Плавание: Учебник для вузов. – М.: Просвещение, 1981. – 304 с.

Вопрос опроса

«ДА»

«НЕТ»

Умеете ли вы плавать?

Плаваете ли вы в открытых водоёмах? (озеро, пруд, река, море)

Уверенно ли вы чувствуете себя на воде?

Посещаете ли вы бассейн?

Часто ли вы болеете?

Бассейн

Не рекомендуется посещать бассейн после принятия тепловых процедур. Проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом.

Плавание — универсальный спорт. Им можно заниматься в любом возрасте, а результат тренировок не останется незамеченным.

Длина бассейна — 22 м, ширина — 12.5 м, глубина — от 1.13 м до 1.51 м
Температура воды поддерживается в пределах 29⁰с для максимально комфортного времяпрепровождения
Вода для бассейна проходит максимальную степень очистки и дезинфекции

О ПОЛЬЗЕ ПЛАВАНИЯ

Пользу плавания для организма человека трудно переоценить. Оно дает отличный результат и само по себе, и в комплексе с занятиями другими видами спорта, значительно усиливая их эффект. Плавание заставляет работать практически все системы организма не хуже, чем любая другая полноценная тренировка. В этом и состоит его основное преимущество.

Благодаря тому, что плотность воды более высокая, чем плотность воздуха, нагрузка, получаемая в бассейне, переносится значительно легче, а вот укрепление мышц и сжигание калорий происходит быстрее, чем при занятиях на суше. Особенно хорошо с помощью плавания можно проработать руки, спину, живот, ягодицы, бедра, плечевой пояс.

Дыхание во время занятий плаванием становится более глубоким, в результате задействуется вся площадь легких. Все это в комплексе насыщает кислородом кровь, улучшает кровоток и делает организм более устойчивым к гипоксии.

Для максимальной очистки и дезинфекции воды в санатории «Белые ночи» используется , кроме гипохлорита натрия, ультрафиолетовое облучение проходящего потока системой бактерицидных ламп, что позволяет снизить уровень содержания остаточного хлора до минимальных значений 0,1-0,3мг/л.

АКВАГИМНАСТИКА

Аквагимнастика — разновидность тренировок на отделении ЛФК при которой происходят в воде. Занятия водной аэробикой довольно эффективно воздействуют на укрепление человеческого здоровья.

Расход энергии при выполнении упражнений в водной среде намного выше затрат на выполнение аналогичных упражнений на суше. Объясняется это тем, что воздух и вода обладают разными показателями теплопроводности и теплоемкости: у воды данные показатели значительно выше, нежели чем у воздуха – по теплопроводности в десять раз, а по теплоемкости в четыре раза.

Кроме того, когда человек выполняет упражнения на занятиях аквааэробикой, ему приходится тратить дополнительную энергию, чтобы преодолеть силу сопротивления воды. С возрастанием скорости передвижения и интенсивности тренировок, сопротивление воды становится больше. Благодаря этому, некоторая доля жировых отложений расходуется на создание энергии.

Косметологам отлично известно положительное воздействие аквагимнастики на состояние кожных покровов. Благодаря любым водным процедурам кожа приобретает гладкость и эластичность.

Благодаря систематическим занятиям аквагимнастикой, можно сформировать красивую осанку, получить стройную фигуру. Когда человек выполняет определенные упражнения на укрепление некоторых групп мышц, у него появляется «королевская» осанка, его тело приобретает гибкость, силу, выносливость, увеличивается объем грудной клетки, улучшается координация движений.

Аквагимнастикой необходимо заниматься людям, имеющим проблемы с позвоночником, связками, суставами, поскольку плавание избавляет от давления на суставы. Во время плавания нагрузка на позвоночник небольшая, благодаря этому его дефекты исправляются.

Тем не менее, все-таки необходимо выполнять два условия:

выполнять упражнения правильно
дозировать нагрузки, учитывая состояние здоровья и возраст

ВОДНЫЙ КОМПЛЕКС

Полностью оборудованная раздевалка с отдельными шкафчиками для одежды и феном для сушки
— Просим обратить Ваше внимание, что шкафчики не оборудованы системой замков. Просьба оставлять личные и ценные вещи в сейфах номеров или в камере хранения в отделе Регистрации
Душевая, в которой можно принять душ до и после посещения бассейна
В каждой раздевалке есть Турецкая парная
— Предоставляется только посетителям бассейна в качестве дополнения к комплексу водных процедур. Необходима консультация врача ЛФК

ПРАВИЛА ПОСЕЩЕНИЯ БАССЕЙНА

Вход в помещение бассейна разрешается без верхней одежды и в сменной обуви
Посетители обязаны выполнять требования персонала бассейна, касающиеся мер безопасности и правил посещения бассейна.
К посещению бассейна допускаются пациенты, имеющие назначение врача ЛФК или лечащего врача с указанием продолжительности плавания
Не рекомендуется пациентам посещать бассейн после принятия тепловых процедур
Необходимо иметь при себе: купальный костюм и полотенце; банные принадлежности; шапочку для плавания и резиновую обувь.
Перед плаванием необходимо снять пластыри и повязки, смыть крема и косметику, принять гигиенический душ с мылом и мочалкой без купального костюма
После плавания пациенту необходимо принять душ и вытереться насухо полотенцем

ПОСЕЩЕНИЕ БАССЕЙНА С ДЕТЬМИ

По СанПиН, температура воздуха и воды, которая поддерживается в чаше нашего бассейна, а также глубина, не подходят для купания детей в возрасте до 4-х лет
Дети могут плавать только в сопровождении родителей. При этом ответственность за здоровье и жизнь несовершеннолетнего полностью лежит на сопровождающем
Переодевать девочек старше 4-летнего возраста в мужской раздевалке запрещено. Тоже касается и мальчиков аналогичного возраста в женской раздевалке
Для детей до 11 лет включительно необходимо иметь справку о результатах паразитологического обследования (на энтеробиоз), срок действия справки – 3 месяца.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

Плавать без плавательной шапочки
Нырять с бортика бассейна и плавать поперек бассейна
Использовать жидкое мыло в стеклянной таре во избежание порезов
Шуметь, создавать конфликтные ситуации
Производить фото и видео съемку без разрешения сотрудников бассейна
Пользоваться бассейном пациентам с нарушениями функций тазовых органов, при грибковых заболеваниях кожи и ногтевых пластинок, в алкогольном или токсическом опьянении

Расписание работы	Ежедневно
Свободное плавание в бассейне	08:00 — 19:00
Лечебная гимнастика	12:00 — 13:00
Детское время	13:00 -14:00; 16:00-17:00
Санитарный час	14:00 — 15:00; 19:00 — 20:00

«Плавание, как способ оздоровления, физического развития и закаливания детей.

» — Мусатова Н.А. — инструктор по физической культуре (бассейн) — Педагогические разработки, статьи, конспекты

Плавание, как способ оздоровления, физического развития и закаливания детей.

В настоящее время перед нашим государством достаточно остро стоят проблемы здоровья подрастающего поколения, воспитания у детей потребности в здоровом образе жизни, здоровом досуге.

На наш взгляд среди многих массовых видов спорта, пожалуй, только плавание сочетает возможность гармоничного развития организма, ярко выраженную оздоровительную направленность и важное прикладное значение. По своим динамическим характеристикам плавание является одним из доступных средств физической культуры для лиц различного возраста и подготовленности.

Плавание является уникальным видом физической активности. Специфические особенности воздействия плавания на детский организм связаны с активными движениями в водной среде. При этом организм человека подвергается двойному воздействию: с одной стороны — физических упражнений, с другой — уникальных свойств водной среды, в которой выполняются эти упражнения. Нельзя забывать, что вода имеет особое значение для человеческого организма, который на 80% состоит из воды (а клетки мозга на 90% состоят из воды), все жизненно важные процессы протекают в водной среде организма, а первые 9 месяцев развития человеческого организма происходят в водной среде.

Опыт педиатров показывает, что раннее обучение плаванию способствует гармоничному развитию малышей и положительно влияет на развитие всех систем организма: улучшает дыхание, кровообращение, укрепляет опорно-двигательный аппарат, благотворно сказывается на деятельности центральной нервной системы.

Забота о физическом развитии ребенка является почти столь же важной для его гармоничного развития, как рациональный режим, регулярное и полноценное питание, достаточный сон и частое пребывание на свежем воздухе.

Раннее физическое развитие — это целый комплекс упражнений, методов и действий, направленных на физическое развитие малыша первых нескольких месяцев. Несомненно, раннее грудничковое плавание влияет на улучшение физического развития ребенка.

Плавание — это физическое действие, основу которого составляет удержание и перемещение человека в воде в необходимом направлении. Во время плавания, которое является средством массажа кожи и мышц, ребенок преодолевает значительные сопротивления воды, постоянно тренируя опорно-двигательный аппарат, т.е. осуществляется своеобразная гимнастика.

Во время плавания очищаются потовые железы, что способствует активизации кожного дыхания и обильному притоку крови к периферическим органам.

Горизонтальное положение во время плавания — это своеобразное состояние невесомости, которое активизирует кровоток, развивая и укрепляя сердечно-сосудистую систему.

Лучше всего начинать обучению плаванию с 2-3-х недельного возраста, но не позднее 3 месяцев, потому что каждый ребенок рождается с определенными врожденными рефлексами, которые после 3 месяцев угасают. Это плавательные врожденные рефлексы, благодаря которым ребенок способен обучаться плаванию.

Родители должны понимать, что обучение малыша плаванию возможно, пока у малыша не исчезли тонические рефлексы, на смену которым приходят статокинетические рефлексы, и обучение плаванию практически уже невозможно до 3-4 летнего возраста, когда ребенок будет в состоянии сознательно выполнять команды инструктора.

Купание, плавание, игры и развлечения на воде — один из самых полезных видов физических упражнений, они способствуют оздоровлению детей, укрепляют их нервную систему. Поэтому чем раньше приучить ребенка к воде, научить его плавать, тем полнее скажется положительное воздействие плавания на развитии всего детского организма.

Положительное влияние плавания: закаливание организма детей и совершенствование механизма терморегуляции, повышение иммунологических свойств.

Раннее плавание является замечательным стимулом к активному развитию малыша, воздействует практически на все органы и системы детского организма. Это универсальное средство закаливания, физического развития, воспитания. Известно, что теплоемкость воды почти в 28 раз выше теплоемкости воздуха, организм человека теряет в воде в 30 раз больше тепла, чем на воздухе. Именно по этой причине водные процедуры являются весьма сильным закаливающим средством. Плавание повышает устойчивость организма к острым респираторным заболеваниям. Замечено, что если у «плавающих» малышей все же возникают ОРЗ, то они имеют более легкое течение, минимальную продолжительность и реже развиваются осложнения.

Правильное физическое воспитание ребенка немыслимо без закаливания его организма. Самые эффективные средства закаливания — воздух, солнце, вода. Наиболее действенным является закаливание водой. Его легко дифференцировать — по силе и продолжительности благодаря различным способам применения воды необходимой температуры — при обтирании, обливании, купании. Особенно эффективны купание, плавание, так как сочетают в себе воздействие на организм ребенка воды, воздуха, солнечных лучей и сопровождаются движением.

Для достижения полезного эффекта закаливания и укрепления организма необходимо соблюдать несколько правил:

— Занятия должны проводиться регулярно, иначе достигнутый эффект закаливания будет снижаться;

— Не допустим большой перепад температур, в результате которого есть большая вероятность простудиться;

— Необходимо увеличивать занятие по времени в зависимости от приобретенных навыков.

Особенности воздействия плавания на организм

Плавание способствует глубокой положительной морфологической и функциональной перестройке всех систем организма, что возможно при использовании плавания как вида спорта, имеющего также оздоровительно-гигиеническое и лечебное значение .

Просмотр содержимого документа
«Особенности воздействия плавания на организм»

Особенности воздействия плавания на организм человека

Михайлин Антон Геннадьевич

учитель физической культуры

МАОУ СОШ №45 Калининград

Древнеиндийские философы выделили 10 преимуществ плавания, которые дают человеку:

ясность ума, свежесть, бодрость, здоровье, силу, красоту, молодость, чистоту, приятный цвет кожи и внимание красивых женщин.

Особенности воздействия плавания на организм человека

Систематические занятия плаванием оказывают закаливающее действие, способствуют развитию мышечной системы, подвижности связочно-суставного аппарата, совершенствованию координации движений, положительно воздействуют на нервную систему, улучшают обмен веществ, работу сердечно- сосудистой и дыхательной систем.

Оздоровительный эффект плавания

Плавание способствует развитию гибкости тела, повышению выносливости, увеличению работоспособности, поднятию настроения и эффективной борьбе со стрессовыми ситуациями

Влияние занятий плаванием на сердечно-сосудистую, дыхательную систему и опорно-двигательный аппарат

В результате занятий плаванием в сердечно-сосудистой системе происходят положительные изменения (в виде усиления сократительной способности мышечной стенки сосудов и улучшение работы сердца), которые ведут к более быстрому транспортированию крови, насыщенной кислородом, к периферическим участкам тела и внутренним органам, что способствует активизации общего обмена веществ.

Влияние занятий плаванием на нервную и иммунную систему

Плавание удивительно красивый вид спорта и красивая душа и тело.

Обучение плаванию в бассейне «Рекорд» в Саратове

Об услуге

Выбрав Фитнес клуб, имеющий в составе бассейн — это подлинная находка для современного человека. Выбрав клуб с бассейном, вы сможете ощутить всю пользу от воды, ведь она оказывает мощное оздоравливающие воздействие на организм.

Вода оказывает легкий массаж всего тела, в том числе внутренних органов;
Успокаивает и балансирует нервную систему;
Оздоравливает дыхательную систему;
Снимает нагрузку с суставов, разгружает позвоночник, укрепляет мышцы;
Нормализует сердечную мышцу и сердечно-сосудистую систему в целом;
Подтягивает, тонизирует кожу, избавляет от целлюлита;
Способствует уменьшению жировых отложений, избавлению от лишнего веса;
Укрепляет иммунитет

Водно- Спортивный Комплекс «Рекорд» включает в себя бассейн с постоянно поддерживаемой температурой воды 27-29°С. Длина бассейна составляет 20 метров, глубина от 1,5 – 2,5 метра . В нашем бассейне есть три плавательные дорожки

Чтобы вода в чаше плавательного бассейна отвечала требованиям СанПина,для этого :

1) работает в круглосуточном режиме автоматизированная станция , которая производит все необходимые этапы очистки воды, 2) медицинский персонал комплекса каждые 3 часа проверяет химический состав воды с помощью мини- лаборатории, 3) 2 раза в месяц берутся 5 проб воды для анализа состава в ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Саратовской области».

Физические методы подготовки воды в бассейне:

1.Подогрев Создает оптимально комфортную температуру для купания.

2.Рециркуляция Обеспечивает равномерное перемешивание воды.

3.Фильтрация Вода очищается от примесей при помощи фильтровальной установки. . Роль фильтра выполняет кварцевый песок, который после каждой очистки промывается. В часы работы бассейна, с утра и до вечера фильтрация воды работает в постоянном режиме.

Химический метод подготовки воды в бассейне: Химическая очистка воды производится поэтапно:

Регулировка уровня рН*
Обеззараживание**
Коагуляция коллоидных частиц***
Профилактика появления и роста водорослей****

*для ощущения комфорта кожного покрова в воде

**Обеззараживание воды производится с помощью химических реагентов. С этой целью используются различные реагенты, содержащие хлор, бром, активный кислород, а так же обработка воды ультрафиолетовым излучением

УФ-облучение воды — один из наиболее перспективных безреагентных методов обеззараживания воды. УФ-обеззараживание воды происходит при помощи способности УФ-излучения проникать сквозь стенки клетки, добираясь до ее информационного центра — нуклеиновых кислот ДНК и РНК. УФ-обеззараживание воды заключается в поглощении лучей излучения нуклеиновыми кислотами, при этом ДНК и РНК патогенных микроорганизмов теряют способность делится, т.

е. теряется способность клетки к размножению

. *** Коагуляция коллоидных взвесей и профилактика образования водорослей это когда , растворенные в воде взвеси собираются в комки и задерживаются фильтром. Это «работа» химических реагентов, которые не позволяют размножаться никакой флоре, включая мельчайший планктон.

На трех дорожках комфортно разместятся как и те, кто плавают «для себя», так и участники групповых тренировок

Занятия проводятся в группах по возрастам и позволяют ребенку чувствовать себя уверенно в водной среде, получить начальные навыки плавания, развить выносливость и укрепить опорно-двигательный аппарат. С детьми занимаются специалисты, обладающие большим педагогическим стажем работы , а так же высшими спортивными достижениями. Весь персонал регулярно проходит обучение.

В «ВСК Рекорд» приятно и безопасно как отдыхать так и тренироваться. Приходите к нам и Вы в этом убедитесь сами!

Физическое воздействие воды на человека при плавании — Новости — Империя Спорта

Ни для кого не секрет, что водная среда имеет абсолютно другие физические свойства в отличие от привычной человеку земной поверхности. Для того, кто всерьез решил заниматься плаванием, желательно знать основные физические свойства жидкости и возможности человеческого тела, которому в ней предстоит преодолевать расстояния.

На плывущего человека вода оказывает как выталкивающее, так и потопляемое действие, а своими движениями он, балансируя между этими силами, позволяет себе находиться в достаточно комфортных условиях для передвижения в чужеродной среде. Степень плавучести человека зависит от соотношения в его теле мышечной и жировой ткани. Чем больше их доля в организме, тем легче удержаться на поверхности.

Плывущий человек для преодоления расстояния использует свою собственную, пропульсивную силу, преодолевая лобовое сопротивление воды. Физические затраты пловца колеблются в зависимости от техники и стиля плавания. Самым энергетически затратным является стиль плавания брассом.

В среднем, во время заплывов женщины расходуют калорий меньше, чем мужчины. Что интересно, у рядовых любителей плавания расход калорий может достигать удвоенных значений по сравнению с тренированными профессиональными пловцами, теряющими 100-200 килокалорий за километровый заплыв.

Физические свойства воды оказывают на человеческую кожу сильнейшее влияние, особенно в отношении температурной составляющей. В воде чувствительность к внешним колебаниям температуры увеличивается в несколько раз. Для абсолютного комфорта человека, вода, в которую он погружен, должна быть не холоднее 32 градусов по Цельсию. В бассейнах и водных аренах, где имеют место повышенные физические нагрузки, нормой считается температура воды 26-28 °C.

Важнейшее значение имеет то, как изменяется дыхание у человека во время заплыва. Во первых, оно должно синхронизироваться с движениями рук и ног. Момент вдоха максимально сокращается, а способ захвата воздуха варьируется в зависимости от техники пловца. Поэтому вдох производится через рот, а выдох носом и ртом. Или только носом, при не очень интенсивных видах плавания. Дыхание при плавании всегда учащено. Емкость легких у профессиональных пловцов всегда больше обычных людей аналогичного телосложения и может достигать 7 литров у крупных мужчин (у женщин в среднем до 5 литров).

Это далеко не все свойства воды, оказывающей свои разностороннее действия на плывущего человека. Но в большинстве своем, плавание в бассейне и открытой воде несет укрепление физической формы, поднятие общего тонуса и повышение настроения. Регулярные занятия плаванием приносят человеку физическое оздоровление и душевный покой. Занимайтесь плаванием, чтобы всегда быть в гармонии с миром и на высоте своего физического потенциала!

Влияние человека на морскую среду — Научно-учебный центр

На протяжении всего человеческого существования мы полагались на океаны — как на пищу, как на свалку отходов, для отдыха, как на экономические возможности и так далее. Однако не только наша деятельность в морской среде влияет на жизнь в море, но и то, что мы делаем на суше.

Поскольку более половины населения мира в настоящее время проживает в пределах 100 километров от побережья, неудивительно, что наша деятельность берет свое.Человеческое воздействие увеличилось вместе с быстрым ростом населения, существенным развитием технологий и существенными изменениями в землепользовании. Чрезмерный вылов рыбы, загрязнение окружающей среды и интродуцированные виды влияют на жизнь в море — и Новая Зеландия не исключение!

Рыболовство

Люди, живущие у побережья, вероятно, всегда использовали океан как источник пищи. Однако с развитием рыболовного снаряжения, более крупными судами и новыми технологиями слежения многие рыбные запасы во всем мире значительно сократились.В настоящее время считается, что рыбные запасы в районах континентального шельфа полностью или чрезмерно вылавливаются. Помимо сокращения рыбных запасов, нерациональные методы рыболовства могут иметь и другие негативные последствия для морской среды. Например, некоторые методы рыболовства, такие как дноуглубительные работы и траление, могут нанести обширный ущерб морским местам обитания и организмам, живущим на морском дне. Эти методы также часто позволяют отлавливать нецелевые виды (известные как прилов), которые затем выбрасываются.

В Новой Зеландии рыболовство регулируется системой квот, которая устанавливает ограничения на вылов коммерчески важных видов и направлена на устойчивое управление нашими рыбными запасами. Королевское общество защиты лесов и птиц (Новая Зеландия) издает справочник « Best Fish Guide », чтобы попытаться побудить нас сделать более экологичный выбор при покупке морепродуктов. В списке оцениваются рыбные запасы и уровни прилова, а также используемые методы лова.

Загрязнение

Наши океаны долгое время использовались в качестве преднамеренных свалок для всех видов отходов, включая сточные воды, промышленные стоки и химикаты. В последнее время политические изменения во многих странах отразили мнение о том, что океан не обладает бесконечной способностью поглощать наши отходы.Однако загрязнение морской среды остается серьезной проблемой и угрожает жизни в море на всех уровнях.

Некоторое загрязнение морской среды может быть случайным, например, разливы нефти в результате аварий танкера. Некоторые из них могут быть косвенными, когда загрязнители из наших сообществ попадают в море через ливневые стоки и реки. Некоторые эффекты могут быть не сразу очевидны, например, биоаккумуляция — процесс, при котором уровни токсичных химических веществ в организмах увеличиваются по мере того, как они поедают друг друга на каждом последующем трофическом уровне пищевой сети.

Любое загрязнение морской среды может нанести серьезный ущерб морским средам обитания и жизни в море. Ученые обеспокоены тем, что загрязнение морской среды создает дополнительный стресс для организмов, которые уже находятся под угрозой исчезновения.

Эвтрофикация

Эвтрофикация является результатом определенного типа загрязнения морской среды. Это вызвано выбросом избыточных питательных веществ в прибрежные районы через ручьи и реки. Эти питательные вещества поступают из удобрений, используемых в интенсивном земледелии.Дополнительные питательные вещества в море могут привести к чрезмерному росту фитопланктона, что приведет к «цветению». Когда такое большое количество организмов умирает, резкое усиление разложения мертвых организмов потребляющими кислород бактериями снижает уровень кислорода. В некоторых случаях это может привести к смерти от кислородного голодания большого количества других организмов, таких как рыба.

Интродуцированные виды

С момента прибытия человека в Новую Зеландию интродуцированные виды в наши наземные экосистемы внесли свой вклад в значительную утрату биоразнообразия. Интродуцированные виды также представляют угрозу для нашей морской среды. Не всегда легко отслеживать или предотвращать занесение нежелательных морских организмов, и посещающие суда могут случайно занести их на свои корпуса, в балластную воду или на оборудование.

Не все интродуцированные виды будут распространяться или даже выживать, но после укоренения их может быть трудно или невозможно удалить. Например, японские водоросли вакамэ Undaria pinnatifida , которые, вероятно, появились в 1987 году, сейчас широко распространены.Ученые до сих пор следят за его воздействием на наши местные морские организмы.

В Новой Зеландии Министерство сырьевой промышленности отвечает за предоставление пограничных инспекторов, которые управляют рисками, связанными с людьми, самолетами, судами (например, судами) и товарами, прибывающими в страну. Они также координируют ответные меры при обнаружении в нашей стране новых вредных вредителей и болезней.

Природа науки

Научные исследования иногда выявляют экологические проблемы, связанные с образом жизни человека. Это исследование показывает, что наш образ жизни должен быть сбалансирован с потребностями окружающей среды, что иногда ставит ученых в затруднительное положение при защите своей работы.

Подкисление океана

Имеются данные, позволяющие предположить, что деятельность человека привела к резкому увеличению количества углекислого газа в нашей атмосфере. Это влияет на морскую среду, поскольку в настоящее время мировой океан поглощает до одной трети всех выбросов CO ₂ в нашу атмосферу.Это поглощение CO ₂ вызывает снижение pH, в результате чего морская вода становится более кислой.

Ученые давно поняли, что увеличение содержания углекислого газа в атмосфере приведет к повышению уровня растворенного CO ₂ в морской воде. Однако относительно недавнее открытие состоит в том, что даже небольшие изменения pH воды могут иметь большое влияние на морскую биологию. Подкисление океана является всемирной проблемой, но поскольку CO ₂ более растворяется в более холодной воде, это вызывает особую озабоченность в океанах Новой Зеландии с умеренным поясом.

Трудно предсказать общее воздействие на морскую экосистему, но многие ученые опасаются, что закисление океана может привести к сокращению морского биоразнообразия в очень больших масштабах.

Новозеландцы осознают, что старые способы управления нашими морями нуждаются в переосмыслении. Задача Национального научного конкурса по устойчивому развитию морей — помочь Новой Зеландии повысить ценность наших морских ресурсов, обеспечивая их защиту для будущих поколений.

Связанное содержание

Изучите график, чтобы увидеть некоторые исторические аспекты рыболовства в Новой Зеландии.

Катастрофа Rena повлияла на среду обитания многих видов, узнайте, как морская жизнь адаптируется к среде обитания и как она справляется со стрессом, вызванным антропогенным воздействием.

Рауи: Возвращение богам — это статья Connected , в которой рассматривается мир Тихого океана и описывается, как жители Островов Кука пытались управлять своими морскими ресурсами и защищать их с помощью повторного введения традиции ра’ ui.

Используйте эти статьи ниже, чтобы исследовать, как мы измеряем антропогенное воздействие на морскую среду?

Идеи для занятий

В разделе «Биоразнообразие» учащиеся создают модели морской экосистемы, а затем изучают, как люди могут влиять на эту экосистему.

Посмотрев видео «Наша роль в закислении океана», узнайте, почему яичная скорлупа растворяется, и можете ли вы добиться согласия рыбака и защитника природы?

«Изменения на пляже» — это межучебное мероприятие, в ходе которого исследуются естественные и антропогенные изменения в окружающей среде пляжа.

Гражданская наука

Использовать возможности онлайн-науки о гражданине как способ углубить обучение и вовлечение студентов намного проще, чем вы думаете. Взгляните на этот пример, Adrift, на морские микробы, постоянно дрейфующие в наших океанских системах.Читайте о проектах этих школ в области гражданской науки в статьях Connected «В канализацию» и «Морская наука».

Полезные ссылки

Посетите веб-сайт Департамента охраны природы, чтобы узнать больше о морских заповедниках и других усилиях, предпринимаемых для защиты жизни в море.

Forest and Bird издают справочник « Best Fish Guide », чтобы помочь новозеландцам сделать правильный выбор при покупке морепродуктов.

В этой записи «Морские заповедники», входящие в программу Te Papa’s Science Express, биолог Джонатан Гарднер обсуждает морские заповедники по всему миру — их важность как экосистем и конкурирующие интересы, которые угрожают им или помогают им защищать.

4. Как действия человека могут серьезно повлиять на водные ресурсы?

4.1 Насколько водным экосистемам угрожают отложения в воде?
4.2 Как различные виды загрязнения могут влиять на водные ресурсы?
4.3 Каковы последствия чрезмерного забора воды?
4.4 Как изменение климата влияет на водные ресурсы?

Наши водные ресурсы сталкиваются с множеством серьезных угроз. которые вызваны в первую очередь деятельностью человека.Они включают осаждение, загрязнение, изменение климата, вырубка леса, ландшафт меняется, и рост городов.

Одна из самых серьезных угроз водным ресурсам — это деградация экосистем, что часто происходит из-за изменения ландшафта, такого как вырубка лесов, преобразование природных ландшафтов сельхозугодьям, росту городов, строительству дорог и открытые горные работы.Каждый тип изменения ландшафта будет иметь свои собственное специфическое воздействие, обычно непосредственно на природные экосистемы и прямо или косвенно на водных ресурсах.

Хотя сложно интегрировать тонкости экосистемы в традиционные процессы оценки и управления целостной экосистемой настоятельно рекомендуется подход к управлению водными ресурсами.Подробнее …

4.1 Насколько водным экосистемам угрожают отложения в воде?

Осадки могут встречаться в водоемах естественным путем, но они также производится в больших количествах в результате изменения землепользования и сельское хозяйство.

Такие виды деятельности, как сельское хозяйство, вырубка леса, строительство дорог, а горнодобывающая промышленность может привести к попаданию слишком большого количества почвы и твердых частиц в реки. Этот осадок может нанести вред растениям и животным, неся попадание токсичных химикатов в воду, удушение икры рыб и мелких организмы, используемые рыбами в пищу, повышающие температуру воды и уменьшение количества солнечного света, проникающего в воду.

Осадок также может уменьшить вместимость резервуаров и сделать судам трудно перемещаться по водным путям. Он также может повредить оборудование, используемое в системах водоснабжения и гидроэлектростанции, что увеличивает затраты на их обслуживание.

Таблица 4.4 Основные источники и воздействия осаждение

Отложения следует учитывать в стратегиях защиты водные ресурсы Подробнее …

4.2 Как различные виды загрязнения могут влиять на водные ресурсы?

Отходы, которые выбрасывают люди, могут загрязнять воздух, землю, и водные ресурсы.Они влияют на качество дождевой воды и водные ресурсы как над землей, так и под землей, и наносят ущерб естественным системы.

Причины пресной воды загрязнения разнообразны и включают промышленные отходы, сточные воды, стоки с сельскохозяйственных угодий, городов и заводских стоков, а также накопление осадка.

Выбросы заводов и транспортных средств сбрасываются в воздуха. Они могут преодолевать большие расстояния, прежде чем упасть землю, например, в виде кислотный дождь. Выбросы создают кислотные условия, которые повреждают экосистемы, в том числе леса и озера.Загрязнение, которое попадает прямо в воду от заводов и городов можно уменьшить за счет лечения на источник до его разряда. Сложнее уменьшить различные формы загрязнения, которые косвенно переносятся сток из ряда широко распространенных неточечных источников в пресная вода и море.

Регулируется лишь небольшой процент химических веществ, и растет озабоченность по поводу загрязнения нерегулируемыми химическими веществами. Разнообразные фармацевтические продукты, такие как обезболивающие и антибиотики, воздействие на водные ресурсы над и под землей.Общепринятый очистка воды для многих из них не работает.

Как правило, очистка загрязненной воды занимает гораздо больше времени. тела, чем загрязнение в первую очередь, и там Таким образом, необходимо сосредоточить внимание на защите водных ресурсов. Во многих случаях очистка занимает более 10 лет.Хотя подземных вод меньше легко загрязняется, чем вода над землей, очищая ее, когда она загрязненный занимает больше времени, труднее и дороже. Способы обнаруживаются, чтобы оценить, где и как подземные воды наиболее уязвимы к загрязнению. Результаты важны в случаи, когда водоносные горизонты вода питьевая, а где натуральная экосистемы зависят от их.

Сточные воды и стоки с ферм, сельскохозяйственных угодий и садов могут содержат питательные вещества, такие как азот и фосфор, которые вызывают чрезмерный рост водных растений, что, в свою очередь, имеет ряд разрушительные экологические последствия.

Проблема загрязнения воды усложняется общим отсутствие адекватной информации о качестве воды вокруг мир.Многие страны не собирают достаточно данных, и большинство из них не готовы поделиться им. Но это меняется из-за растущего осознания необходимости в такой информации, и благодаря наличию международной базы данных, GEMSTAT, который был запущен в сети в марте 2005 года. Подробнее …

4.3 Каковы последствия чрезмерного забора воды?

Во всем мире некоторые озера, реки и внутренние моря находятся в процесс высыхания из-за того, что набирается слишком много воды от них или от их притоков. Подземные воды тоже используются быстрее, чем он пополняется, что видно из растущего числа отчетов о резком падении уровни водоносного горизонта.Во многих случаи засухи усугубили это хорошо задокументированное тенденция.

Нигер, Нил, Ганг, Тигр, Евфрат, Янцзы, Колорадо и Рио-Гранде — лишь некоторые из на крупных реках наблюдается значительное сокращение стока.Многочисленные озера и внутренние моря резко сокращаются. многие географические регионы. Аральское море и озеро Чад имеют резко уменьшились в размерах за последние несколько десятилетий.

Эти проблемы сохраняются, хотя их причины очевидны. довольно долгое время.Прежде всего, это очень неэффективные способы какая вода подается в хозяйства и города, вырубка лесов и ненадлежащее управление и контроль за водозабором, и подумать о более экономичных способах использования воды.

Недостаточно внимания уделяется минимизации использования и сохранение водных ресурсов.Вместо этого предложение было дальше напряжены строительством новых водохранилищ и неподходящими диверсии. В то время как некоторые города и города принимают меры, только широкомасштабные и фундаментальные изменения в национальном и региональном практика может обратить вспять последствия.

Угроза грунтовым водам не так очевидно, как для озер и рек.Меньше визуальные доказательства и последствия слишком большого отказа для распознавания грунтовых вод требуется больше времени. За последние полвека откачка из водоносных горизонтов увеличился во всем мире. Но часто выгода — большие урожаи для пример — были недолговечными, что в конечном итоге привело к снижению уровня воды столы, бурение более глубоких скважин, а иногда даже истощение источника подземных вод.

Случаи из всех климатических регионов показывают, что чрезмерное использование грунтовых вод относительно обычная практика. Последствия можно увидеть на снижение весенних урожаев, уменьшение речного стока, плохая вода качество, ущерб естественной среде обитания, такой как водно-болотные угодья, и постепенное опускание земли, известное как проседание.Подробнее …

4.4 Как изменение климата влияет на водные ресурсы?

Неизвестно, как именно глобальное потепление влияет на водные ресурсы. в целом понятно. Новое исследование предполагает, что изменение климата увеличение существующего напряжения, например, за счет уменьшения стока в районы, уже страдающие от нехватки воды.Ученые соглашаются что экстремальные погодные явления, вызванные глобальным потеплением, такие штормы и наводнения, вероятно, будут более частыми в будущее. Однако, исходя из текущих знаний, ученые могут только делать общие прогнозы о влиянии изменения климата на водные ресурсы. Требуется дополнительная информация, например, о воздействия на водные ресурсы в конкретных регионах и различные сценарии политики.

Один тип водных ресурсов, на который явно повлияли изменение климата ледники. Ученые давно заметил, что суша и горные ледники сокращаются, и эта тенденция значительно усилилась в последние годы. Для Например, было предсказано, что большинство ледников в Тибете могут растают к 2100 году.И хотя изначально считалось, что вода освобожденный может принести пользу засушливому северу и западу Китая, теперь он оказывается, что дополнительный сток испаряется задолго до того, как он достигает пострадавших от засухи фермеров вниз по течению. Подробнее …

Воздействие человеческой деятельности на водные экосистемы, стр. 245-264 Глава 13, Основы водных экосистем, Blackwell Sci.Publ., Cambridge, UK

Воздействие человеческой деятельности 263

мейофауна в конкретном районе отбора проб может занимать

времени, относительная частота видов позволяет определить индексы разнообразия

. Хотя многие факторы

объединяются для определения биомассы, состава видов

и относительной численности, метод

оказался полезным для обнаружения градиентов загрязнения

(см., Например, рис. 13.2).:).

Изменения во времени или расстоянии от известного источника

загрязнения можно использовать для отслеживания улучшения_

или дальнейшего ухудшения условий окружающей среды

. Чтобы определить причину любых наблюдаемых изменений, необходимы дополнительные измерения.

13.4.2 Национальные правила, международные агентства

и глобальные соглашения

В этой главе показано, как деятельность человека

ухудшает аквариумные системы в малых и больших масштабах.

Растворенные питательные вещества, добавленные через сточные воды иокаи

Сброс

, например, будет смешиваться по всему озеру

или прибрежному региону, чтобы стимулировать производство фитопианктона

на большой территории, В озере или реке, которые разделяют два или более

стран, воздействия пересекают

международных границ, где эвтрофикация

происходит из-за нескольких источников сброса сточных вод.

В этих случаях необходимо международное сотрудничество

для решения проблем деградации окружающей среды.

Международная совместная комиссия (IJC) между Канадой и США,

, образованная два десятилетия

назад, является примером такого кооперативного органа. Он

был создан для решения трансграничных проблем,

включая качество воды Великих озер. Эти

водных объектов используются совместно для транспорта,

хозяйственно-питьевого водоснабжения, сброса

сточных вод и выработки электроэнергии

гидроэлектростанциями и атомными электростанциями.Monitor_

программ были созданы каждой страной,

с соглашением о регулярном соблюдении критериев

качества воды и сообщать о прогрессе в достижении этих критериев

Аналогичные международные проблемы затрагивают страны,

которых имеют общие ресурсы океана для производства продуктов питания,

источников энергии и удаления отходов. Агентства в пределах

Организации Объединенных Наций (ООН) были созданы на протяжении

за последние несколько десятилетий для обеспечения стандартов глобального управления

всеми средами в мире.Программа

Организации Объединенных Наций по окружающей среде (UNEp) была создана в начале 1970-х годов для помощи всем нарионам

в сохранении и развитии своих ресурсов, а

— в обеспечении защиты окружающей среды. проекты в

многих развивающихся странах оценивают водные ресурсы

и консультируют по методам сохранения экологического качества

перед лицом острой необходимости

максимизировать промышленное развитие. Организация по рыболовству

и Сельскохозяйственная организация (ФАО), также входящая в

ООН, преследует аналогичную цель в отношении поддержания

вылова рыбы.

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ)

было создано ООН для содействия развитию ядерной энергетики на благо человека

после Второй мировой войны. В ответ на возрастающую международную озабоченность по поводу выпадений радиоактивных

материалов в результате испытаний атмосферного оружия в течение

годов 1950-х годов,

МАГАТЭ в Монако создала международную лабораторию по изучению ионной радиоактивности в море.Наблюдения за увеличением количества глобальных осадков на

, обнаруженных на суше, и при отборе проб океана на

подтвердили глобальное распространение

загрязнений, вызванных этими взрывами,

, проведенными несколькими странами. Доказательства привели к

договору о запрете испытаний на мир животных, который

у большинства нарионов поддерживался более двух десятилетий.

_ МАГАТЭ также выполняет Лондонскую конвенцию о сбросах отходов

. Нации встретились в Лондоне в период с 1 971 по 9 0003

подписали соглашение, запрещающее утилизацию определенных веществ

, таких как высокоуровневые nrcl.ar, rlr.,. r,

канцерогенные углеводороды и некоторые токсичные металлы

в океане. Другие вещества, такие как low_levei

радиоактивные отходы исследовательских лабораторий и

менее токсичных металлов, могут быть захоронены в море в соответствии с

руководящими принципами МАГАТЭ. При отправке pre_

действует мораторий на захоронение отходов low_ievel

в ожидании международного соглашения по экологическим и правовым аспектам практики

Морское право — это договор, подписанный 113

странами в 1983 году, чтобы обеспечить правовую основу для

разрешения международных споров, касающихся территориальных

вод, морских путей и океанических ресурсов. В соответствии с этим соглашением

территориальные воды простираются на 19 км от побережья страны

, но судам и самолетам разрешен свободный проход

. Каждая нация имеет исключительные права на

рыбы и разработку нефти, газа и других ресурсов в экономической зоне

360 км, простирающейся от их побережий.

Несколько промышленно развитых стран возражали против pro_

видения добычи полезных ископаемых на морском дне в районах за пределами экономических зон

какого-либо региона, и они не подписали

Водная среда — обзор

14.1 Введение

Устойчивость к противомикробным препаратам (AMR ) — способность микроорганизмов противостоять действию антимикробных средств. Это новая проблема общественного здравоохранения во всем мире (Zurfluh et al., 2017). Злоупотребление антибиотиками и их ненадлежащая утилизация привели к широкому распространению антибиотиков в нескольких средах (Waseem et al., 2017а). Это привело к несоразмерному увеличению числа устойчивых к противомикробным препаратам бактерий, что, в свою очередь, влияет на лечение инфекций как у людей, так и у животных во всем мире (Klein et al., 2018; Waseem et al., 2019b). УПП обременяет системы здравоохранения, поскольку требует более длительного лечения, что, в свою очередь, также может иметь серьезные экономические последствия (Marston et al., 2016).

Существует множество доступных методов скрининга, которые включают как фенотипические, так и генетические характеристики УПП, присутствующих в отдельных бактериальных штаммах и различных метагеномных сообществах (Dhawde et al., 2018; Мунир и др., 2017; Williams et al., 2017). Некоторые из них обычно используются в диагностических лабораториях, в то время как другие все еще ограничены исследовательскими лабораториями и находятся на разных стадиях разработки (Georgios et al., 2014). Однако тестирование бактерий непосредственно на противомикробные препараты для повседневной оценки активности лекарств является наиболее практичным способом скрининга УПП в клинических условиях.

Некоторые из наиболее распространенных фенотипических тестов, используемых в рутинной лабораторной практике для обнаружения УПП, включают тесты разбавления и дисковой диффузии.Это два основных метода, разработанных Институтом клинических и лабораторных стандартов (CLSI) (CLSI, 2019). Тесты на разведение позволяют анализировать рост бактерий в агаре или бульоне, содержащем противомикробные препараты, в серии разведений. Самая низкая концентрация противомикробного агента, подавляющая наблюдаемый рост микроба, называется значением минимальной ингибирующей концентрации (МИК). В то время как в другом методе (дисковая диффузия) различные концентрации создаются с помощью нескольких фильтровальных бумажных дисков, каждый из которых содержит одну концентрацию лекарства.Размер результирующей зоны задержки роста определяет количественную восприимчивость микроба к конкретному исследуемому препарату. Фенотипическая устойчивость нечувствительных бактерий часто связана с изменениями в генетическом составе бактерий. Такие изменения могут быть либо внутренними, при которых спонтанные мутации изменяют генетический состав, либо приобретенными, когда гены устойчивости к противомикробным препаратам (ARG) приобретаются из окружающей среды или других устойчивых бактерий. Методы определения фенотипической устойчивости полезны в определенных ситуациях, т.е.е., когда устойчивость к одному и тому же противомикробному средству вызвана разными механизмами. Но эти методы являются трудоемкими и трудоемкими, а в некоторых случаях получение результатов может занять до нескольких дней из-за медленного роста бактерий (Ota et al., 2019; Samhan et al., 2017). Основная проблема, связанная с фенотипическими методами, заключается в их неспособности оценить риски, связанные с приобретением или передачей репертуара механизмов устойчивости. Другой проблемой, связанной с фенотипическими методами, является их неспособность обнаружить устойчивость у жизнеспособных, но некультивируемых бактерий (Ramamurthy et al., 2014). Даже в случае культивируемых бактерий фенотипические методы не могут принимать во внимание молчащие или невыраженные ARG. Тихие ARG являются источником риска, потому что они не могут передаваться только через другие бактерии посредством горизонтального переноса генов (HGT), но могут экспрессироваться в одних и тех же организмах в разных условиях окружающей среды.

Молекулярные методы, включая количественную ПЦР, позволяют быстро и надежно обнаруживать ARG. С экспоненциальным ростом и развитием технологий секвенирования и баз данных биоинформатики количество идентифицированных ARG, придающих устойчивость к сотням антибиотиков, достигло тысяч (Waseem et al., 2017б). Следовательно, исследовательское сообщество очень почувствовало потребность в высокопроизводительных экранах для наблюдения за этими ARG в многочисленных образцах. Кроме того, постоянная разработка новых ARG различными видами бактерий побудила исследователей постоянно добавлять, изменять и заменять мишени на высокопроизводительном экране. В результате на рынке появились гибкие высокопроизводительные системы количественной ПЦР для мониторинга экспрессии генов в широком диапазоне образцов.

HT-qPCR — одна из самых передовых версий технологии qPCR.Он обеспечивает высокую пропускную способность, эффективное использование образцов и рентабельность наряду с уже признанными преимуществами традиционной КПЦР в реальном времени, такими как высокая чувствительность и специфичность. Мы знаем, что УПП необходимо отслеживать в различных средах и группах населения с целью общего эпиднадзора и анализа эффективности различных стратегических вмешательств и технологий лечения, чтобы остановить распространение УПП. Некоторые страны уже приступили к осуществлению программ мониторинга на национальном уровне для контроля устойчивости к противомикробным препаратам в клинических условиях и в условиях окружающей среды (Dejsirilert et al., 2009; Карп и др., 2017; Turnidge, 2017). Некоторые также находятся в процессе разработки комплексной программы мониторинга (Saleem et al., 2018). Такие программы нацелены на выяснение последствий распространенности УПП и появления устойчивых к антибиотикам бактерий.

Всесторонний анализ данных нашей группой выявил 62 соответствующих исследования, в которых различные системы HT-qPCR использовались для анализа, идентификации и профилирования ARG в массиве образцов, собранных из разных частей мира (рис.14.1). Во всех опубликованных исследованиях использовались в общей сложности четыре типа платформ HT-qPCR, но среди прочих широко используемой высокопроизводительной платформой является SmartChip Real-Time PCR (ранее WaferGen; теперь TaKaRa). Количество реакционных лунок в SmartChip составляет 100 нл, и он может вместить 5184 реакции ПЦР в реальном времени за один запуск. Одним из значительных преимуществ использования платформы SmartChip для профилирования или проверки ARG является то, что они предлагают две версии SmartChip, то есть (1) предварительно дозированные чипы, в которых анализы ПЦР уже распределяются в реакционные лунки, и пользователь должен добавлять только образцы и реагенты для ПЦР; и (2) другая, более гибкая версия, чипы MyDesign, не содержат каких-либо ПЦР-анализов, и для добавления образцов и ПЦР-анализов в чипы можно использовать мультидозатор SmartChip.

Рисунок 14.1. Карта мира, показывающая расположение и количество образцов, которые были проанализированы с помощью технологии HT-qPCR.

Мы не будем обсуждать спецификации других платформ HT-qPCR, поскольку это выходит за рамки данной главы, но соответствующую информацию о высокой пропускной способности, объемах реакции и гибкости можно найти в нашей недавно опубликованной обзорной статье. (Waseem et al., 2019c). Во многих из первоначально опубликованных исследований высокопроизводительные анализы кПЦР проводились с использованием 296 мишеней, состоящих из ARG, MGE и гена 16S рРНК (гена домашнего хозяйства), против 16 образцов.Недавно панели AMR были усовершенствованы и теперь содержат 384 мишени против четырех образцов. Простота гибкости и пропускная способность системы Takara SmartChip сыграли важную роль в том, что эта система стала самой популярной среди научного сообщества, изучающего резистентность к антибиотикам.

Оценка тенденций в отношении УПП внутри и между слоями является основным элементом любого эпидемиологического расследования, связанного с УПП. Такие оценки очень важны для выявления критических факторов, способствующих развитию, и для разработки всеобъемлющих стратегий смягчения последствий распространения УПП.Для оценки AMR в метагеноме ДНК бактериальных сообществ сначала извлекается из собранных образцов (например, фекалий животных) и, после проверки качества и количества, запускается для амплификации с помощью HT-qPCR.

14.1.1 Использование HT-qPCR для измерения AMR в водной среде

Водная среда является очень важным и критическим резервуаром устойчивых бактерий и связанных с ними ARG. Как устойчивые микробы, так и ARG могут быть занесены в организм человека из-за их прямого контакта с водой.Антропогенная деятельность является основной причиной присутствия ARG в водной среде, включая очистные сооружения, реки, поверхностные воды и т. Д., И технология HT-qPCR широко использовалась учеными для изучения сложной динамики AMR в различных водных средах. (Таблица 14.1).

Таблица 14.1. Обнаружение ARG в водных образцах с использованием платформ HT-qPCR.

Старший №	Тип образца	Количество обнаруженных праймеров / №Праймеров в массиве	Платформы HT-qPCR	Ссылки
1	Вода из водоочистных сооружений и распределительной системы	188 ^a/296	SmartChip Real-Time PCR System (Takara)	Xu et al. (2016)
2	Речная вода	236/296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Zheng et al. (2017)
3	Речная вода	212/296	SmartChip Real-Time PCR System (Takara)	Ouyang et al.(2015)
4	Образцы городских очистных сооружений	184/296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Karkman et al. (2016a)
5	Образцы больничных сточных вод и очистных сооружений (СОСВ)	67/84	BioMark Dynamic Array	Buelow et al. (2018)
6	Образцы поверхностных вод и очистных сооружений	190/296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Stedtfeld et al.(2016)
7	Речная вода	36/384	SmartChip Real-Time PCR System (Takara)	Stedtfeld et al. (2017)
8	Речная вода	124/296	SmartChip Real-Time PCR System (Takara)	Zhou et al. (2017)
9	Образцы водоразделов	13/13	BioMark Dynamic Array	Uyaguari-Díaz et al. (2018)
10	Сточные воды	66/296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Jong et al.(2018)
11	Подземные воды возле полигона	179/296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	(Chen et al., 2017c)
12	Сточные воды	168 / 296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Jiao et al. (2017)
13	Сточные воды	125/296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Lin et al. (2016)
14	Сточные воды, загрязненные фармацевтическими препаратами (антибиотиками)	N / A / 296	SmartChip Real-Time PCR System (Takara)	Tang et al.(2017)
15	Неочищенные больничные сточные воды	178/296	Applied Biosystems ViiA 7 Система ПЦР в реальном времени (Wcgene)	(Wang et al., 2018c)
16	Вода и образцы осадка из очистных сооружений.	NA / 296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Jiao et al. (2018)
17	Образцы очистных сооружений питьевой воды	48/384	Открытая платформа Applied Biosystems	Chang et al.(2019)
18	Образцы воды (обработка БАХ)	149 ^a/296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	(Zheng et al., 2018)
19	Образцы осадков и воды	75/296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Han et al. (2018)
20	Образцы городских очистных сооружений (ГОСВ)	254/384	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Pärnänen et al.(2019)
21	Неочищенные городские сточные воды, очищенные городские сточные воды и пробы питьевой воды.	36/47	BioMark Dynamic Array	Sandberg et al. (2018)
22	Пробы воды устья	259/296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Zhu et al. (2017)
23	Образцы стока ливневой канализации	35/47	BioMark Dynamic Array	Ahmed et al.(2018)
24	Осадки рыбных хозяйств	71/296	Система ПЦР в реальном времени SmartChip (Takara)	Muziasari et al. (2016)

14.1.2 Станции очистки сточных вод

Станции очистки сточных вод (КОС) являются одним из наиболее важных рецепторов и источников УПП окружающей среды. Важность наблюдения за очистными сооружениями для смягчения распространения УПП уже очевидна (Waseem et al., 2018). Высокопроизводительные данные, полученные с помощью HT-qPCR, будут полезны для глобального наблюдения за AMR в сточных водах.

Есть много сообщений об исследованиях, в которых статус УПП очистных сооружений изучается с использованием технологии HT-qPCR. Например, в рамках трансъевропейского исследования по надзору за УПП недавно изучался статус УПП в притоке и стоках очистных сооружений, распределенных между семью европейскими странами (Pärnänen et al., 2019). В ходе исследования было обнаружено и проанализировано в общей сложности 229 ARG и 25 MGE в 168 собранных образцах. Социальные и экологические факторы, такие как потребление антибиотиков, размер очистных сооружений и температура окружающей среды, оказались критическими для устойчивости и распространения УПП.Также наблюдались сильные корреляции в моделях / тенденциях между клиническими и средовыми УПП. В другом исследовании также сообщалось об использовании технологии HT-qPCR для расшифровки сезонных вариаций AMR на очистных сооружениях с третичной очисткой в Хельсинки, Финляндия (Karkman et al., 2016b). Всего использовали 296 праймеров, нацеленных на транспозазу (11 наборов праймеров) и ARG (285 наборов праймеров). Были обнаружены все праймеры транспозаз и 175 наборов праймеров ARG. В исследовании сделан вывод, что неочищенные сточные воды, попадающие на очистные сооружения, могут быть богатым источником ARG и транспозаз.Кроме того, на основании результатов было высказано предположение, что очистные сооружения с системой доочистки могут эффективно контролировать распространение УПП в окружающей среде.

Во многих случаях, помимо антибиотиков, присутствие химических веществ или тяжелых металлов может способствовать селекции бактериальной устойчивости к антибиотикам (Lin et al., 2016; Pal et al., 2017). Технология HT-qPCR также использовалась в попытках расшифровать сложные механизмы совместного отбора на очистных сооружениях. В рамках одной из таких попыток изобилие и распределение ARG было исследовано в различных типах сточных вод (окрашенных и бытовых) с использованием HT-qPCR и технологии секвенирования РНК (Jiao et al., 2017). Исследование показало, что присутствие красящих веществ в очистных сооружениях может влиять на HGT ARG. В другом исследовании технология HT-qPCR использовалась для оценки 39 ARG, пяти генов устойчивости к металлам и трех интегронных генов в образцах, собранных из необработанных и обработанных UWWTP (Sandberg et al., 2018). Зарекомендовавшая себя технология HT-qPCR успешно смогла количественно определить устойчивость к противомикробным препаратам и другие гены в образцах окружающей среды. В еще одном исследовании оценивалось влияние хлорирования на статус устойчивости очистных сооружений (Lin et al., 2016). В общей сложности 296 праймеров (285 ARG и 10 MGE) были нацелены на вторичные стоки со станции очистки сточных вод после хлорирования. Удивительно, но исследование пришло к выводу, что, за исключением небольшого незначительного процента ARG (4,8%), все обнаруженные ARG были уменьшены после хлорирования. Помимо традиционных очистных сооружений, технология HT-qPCR также широко использовалась для изучения AMR в системах очистки питьевой воды и сточных вод больниц (Buelow et al., 2018; Tang et al., 2017; Wang et al., 2018c; Сюй и др., 2016).

Поскольку очистных сооружений в развивающихся странах мало, было также оценено влияние других небольших технологий обработки УПП, чтобы оценить их влияние на удаление АРГ. Мы знаем, что основная цель биореакторов — управление отходами и производство энергии, а не удаление AMR. Поэтому аэробно-денитрифицирующие биореакторы с подвешенными губками с нисходящим потоком были оптимизированы для удаления общего азота и ARG (Jong et al., 2018). Технология HT-qPCR была использована для оценки удаления ARG и MGE в биореакторах в зависимости от четырех различных процентов байпасов по объему, т.е.е., 0%, 10%, 20% и 30%. В ходе исследования было использовано 296 наборов праймеров, из которых 59 ARG и 7 MGE были обнаружены во всех оцененных образцах. Все системы смогли удалить более 90% ARG, но скорость удаления общего азота и ARG варьировалась в разных байпасах. Совместное снижение обоих параметров было достигнуто при байпасе 20%.

14.1.3 Речные воды

Хотя очистные сооружения считаются чрезвычайно важными для поддержания качества воды за счет удаления различных загрязняющих веществ, они, как сообщается, имеют ограниченное влияние на возникновение или удаление ARG из воды.Как сообщалось во многих исследованиях, упомянутых выше, очистные сооружения не могут полностью удалить ARG из сточных вод. Фактически, во многих случаях было обнаружено, что количество ARG больше в сточных водах, чем в притоке. Научное сообщество уже подчеркнуло, что фрагментарное удаление ARG из сточных вод критически влияет на водные объекты (Rodriguez-Mozaz et al., 2015).

Различные исследовательские группы использовали технологию HT-qPCR для наблюдения за реками и другими водными объектами.Например, Чжэн и его коллеги использовали эту технологию для характеристики пространственного распределения ARG в реке Восточный Тиокси, Чжэцзян (Zheng et al., 2017). Аналогичные исследования с использованием той же технологии были применены к пробам воды, взятым из других рек Китая (Ouyang et al., 2015; Zhou et al., 2017). В различных случаях исследования различных речных проб с помощью HT-qPCR использовались для валидации нового метода. Например, Стедтфельд и его коллеги использовали технологию HT-qPCR для проверки изотермического (LAMP) анализа для амплификации гена интегразы класса 1, который рассматривается как показатель антропогенного загрязнения и общего количества ARG (Stedtfeld et al., 2017б).

Такие полуколичественные исследования на основе HT-qPCR могут дать более широкое представление о динамике AMR в водной среде. В будущем другие конструкции очистных сооружений, а также операционные средства управления и параметры могут быть оценены, а другие водные объекты в различных частях мира можно будет контролировать с помощью высокопараллельного массива qPCR. Такой мониторинг необходим для максимального повышения эффективности стратегий сдерживания УПП.

Водная среда — обзор

9.8.3 Нарушения, вызванные загрязнителями

Водная среда получает широкий спектр сельскохозяйственных стоков, включая пестициды, гербициды, фунгициды, остатки удобрений и тяжелые металлы. Значительные количества различных промышленных отходов, отходов жизнедеятельности человека, моллюскицидов и нефтяных соединений также сбрасываются в водную среду. Эти органические и неорганические соединения могут вызвать такие воздействия на окружающую среду, как биоаккумуляция, эвтрофикация, ухудшение состояния окружающей среды и нарушение баланса водного биоразнообразия.Таким образом, ожидается, что эти загрязнители окажут неблагоприятное воздействие на выращиваемую и дикую рыбу, включая тилапию. Такое воздействие зависит от вида и размера рыб, типа и концентрации загрязнителя, продолжительности воздействия и условий окружающей среды. Однако мало внимания уделяется воздействию загрязнения окружающей среды на выращиваемую тилапию. Несмотря на то, что сотни химических соединений могут быть опасными для этих рыб даже при низких концентрациях, было рассмотрено лишь несколько соединений.

Фенольные соединения относятся к числу наиболее серьезных органических загрязнителей водной среды. Эти химические вещества очень токсичны для водных животных и могут нанести серьезный экологический и экономический ущерб. Например, Hart et al. (1998) обнаружили, что нильская тилапия, подвергшаяся воздействию канцерогенного ПАУ 7,12-диметилбензантрацена, страдала снижением селезенки, пронефроса и общего количества лейкоцитов. Рыбы также продемонстрировали снижение активности плавания и кормления, а также повышенную пигментацию кожи и смертность.В другом исследовании Mehrim (2001) оценил максимально допустимый уровень фенола для сеголетков нильской тилапии и влияние хронического воздействия на показатели роста и эффективность использования корма. Он обнаружил, что 30 частей на миллион было максимально допустимым уровнем, а за пределами этого уровня у рыб наблюдались респираторные проявления и повышенная раздражительность, за которыми следовали летаргия, повреждения, повышенная секреция слизи, потемнение кожи, эрозия плавников, застойные явления в жабрах и печени и вздутие желчного пузыря. Рыба, подвергшаяся воздействию максимально допустимого уровня (30 частей на миллион), значительно снизила рост, выживаемость и эффективность использования корма.Добавление Биогена в качестве кормовой добавки к рациону значительно помогло преодолеть упомянутые симптомы.

Влияние различных концентраций другого фенольного соединения, 4-нонилфенола (NP), на структуру и функции гонад нильской тилапии было изучено в серии исследований (El-Sayed Ali et al., 2014a; 2014b; 2017) . Результаты показали, что NP в концентрации 60–100 мкг L ^–1 приводили к нарушению развития и дифференцировки женских гонад из-за значительного влияния NP на синтез 11-кетотестостерона, 17β-эстрадиола и вителлогенина (Эль-Сайед Али и другие., 2014а). В случае самцов рыбы, подвергшиеся воздействию NP, обладали эстрогенной активностью и вызывали заметные изменения в половом развитии самцов, включая ингибирование роста яичек и деформацию сперматозоидов (El-Sayed Ali et al., 2014b). Кроме того, когда мальки нильской тилапии подвергались действию NP, вителлогенин наблюдался в плазме всех рыб (El-Sayed Ali et al., 2017). Также была обнаружена дозозависимая тенденция в гонадосоматическом индексе в группах, подвергшихся воздействию НП. Как и у взрослых рыб, NP нарушает рост гонад и индуцирует интерсекс-состояние у рыб.Аналогичным образом, острое воздействие на нильскую тилапию высокой дозой NP (500 мкг L ^-1) показало анорексию, вялость движений, эритему кожи, потерю чешуек и тяжелые геморрагические язвы на коже, приводящие к обнажению внутренних органов ( Исмаил и Махбуб, 2016). Наблюдалось значительное повышение уровней общих белков и глобулинов в сыворотке; Активность АЛТ и АСТ; уровни триглицеридов, холестерина и креатинина, количество эритроцитов и значения PCV. С другой стороны, уровни тестостерона и 17β-эстрадиола в сыворотке значительно снизились.

Байлусцид — еще одно фенольное соединение, широко используемое в качестве моллюскицида. Это одно из производных хлорнитрофенола (соль этаноламина никлозамида) (5,2-дихлор-4-нитросалициланилид). Это соединение часто используется для искоренения улиток-промежуточных хозяев шистосомоза (Bilharzia) и фасциолеза в Египте. Он очень токсичен для улиток, но может быть токсичным и для рыб. Острая токсичность нильской тилапии, отравленной байлусцидом, включала беспорядочное и нервное плавание, постоянное открывание рта и жаберной крышки, кровотечение под чешуей и у основания плавников, а также дегенеративные и некротические изменения в печени, почках, селезенке, сердце и жабрах ( Нафади и др., 1986; Марзук и Бейкер, 1991; Халил, 1998). Халил (1998) обнаружил, что 0,3 мг L ^-1 были летальными для нильской тилапии, а 0,1 мг L ^-1 были сублетальными. Рыбы, подвергшиеся воздействию 0,15 мг L ^–l (50% LC ₅₀), страдали нервными и респираторными проявлениями; помутнение роговицы; снижение количества красных и лейкоцитов, концентрации гемоглобина и фагоцитарной активности, а также высокое накопление байлусцида в жабрах, печени и мышцах.

Несколько других фосфорорганических соединений, включая диазинон, эндосульфан, дихлобенил и многие другие, широко используются в качестве инсектицидов, моллюскицидов, гербицидов и терапевтических агентов при многих заболеваниях.Как и ожидалось, эти соединения могут оказывать широкий спектр воздействий на культивируемые и дикие тилапии. Поскольку было бы сложно подробно рассмотреть все эти воздействия в тексте, они кратко изложены в Таблице 9.2.

Таблица 9.2. Список распространенных загрязнителей и их влияние на дикую и выращиваемую тилапию.

3 Oreochromis mossavicus 903 Майкл (1996)

Название соединения	Виды рыб	Испытанные уровни / LC ₅₀	Воздействие	Ссылки
Nuvalron	Suppressor
Эндосульфан (ОС)	О.mossambicus	3,6 мкг л ^-1	Окислительное повреждение тканей, повышение активности антиоксидантных ферментов. Острая токсичность, снижение нейротрансмиссии и истощение эритроцитов, лейкоцитов и гемоглобина вызывали стресс и подавление иммунитета.	Kumar et al. (2011)
Эндосульфан	Oreochromis niloticus	4,0 и 7,0 мкг L ^-1	Острое воздействие (4,0 и 7,0 мкг L ^-1) снизило фагоцитарный индекс и процент активных клеток в периферическая кровь.	Girón-Pérez et al. (2008)
Диазинон	O. niloticus	3,85 мг л ^-1	Изменение иммунологического ответа и индукция окислительного стресса. Низкие концентрации (0,39 и 0,78 мг л ^-1) не оказывают никакого воздействия. Более высокие уровни (1,96 мг L ^-1) увеличивали респираторный взрыв и концентрацию IgM.	Girón-Pérez et al. (2009)
Диазинон (фосфорорганические пестициды)	O.niloticus	0,97, 1,95, 3,95 частей на миллион	Окислительное повреждение белков печени и жабр, снижение общего белка.	Toledo-Ibarra et al. (2016)
Хлорпирифос	O. niloticus	Протестировано при 15 и 75 мкг л ^-1	Снижение эритроцитов, бактерицидной и лизоцимной активности сыворотки. Увеличение объема упакованных кровью клеток (PCV), среднего корпускулярного объема (MCV), общего количества лейкоцитов, лимфоцитов и нейтрофилов, активности антиоксидантных ферментов в печени и жабрах и респираторный взрыв цельной крови.	Zahran et al. (2018)
Глифосатный гербицид (C ₃ H ₈ NO ₅ P)	O. niloticus	Воздействие сублетальных концентраций (5 и 15 частей на миллион) в течение 3 месяцев	Жаберные нити пролиферация, гиперплазия ламеллярных клеток, слияние пластинок, эпителиальный лифтинг и аневризма, вакуолизация гепатоцитов печени, поражения почек и накопление капель гиалина в эпителиальных клетках канальцев.	Jiraungkoorskul et al.(2003)
Нонилфенол	O. niloticus	500 мкг L ^-1	Повышение: уровней общих белков и глобулинов в сыворотке, уровней аланинаминотрансферазы и аспартатаминотрансферазы, активности холестерина и триглицеридов Bc подсчитать и PCV. Уровни тестостерона и 17β-эстрадиола в сыворотке снизились.	Исмаил и Махбуб (2016)
Фолидол 600 фосфорорганический пестицид	О.niloticus	LC ₅₀ (96ч) 2,7 мг л ⁻¹	Повышение гематологических показателей, ингибирование активности холинэстераз (АХЭ, БХЭ и ПХЭ) в плазме рыб, подвергшихся воздействию более высоких концентраций, увеличение экскреции аммиака .	Barbieri and Ferreira (2011)
1-нитропирен (полициклические ароматические углеводороды или нитроарены)	O. niloticus	250, 2500 или 25000 пг L ^-1	Окислительный стресс и другие микроны ядерные аномалии, индукция генотоксичности.	Bacolod et al. (2017)
Гербицид на основе пендиметалина (Stomp)	O. niloticus	4,92 мг л ^-1	Острое воздействие вызвало лейкоцитоз, гиперглобулинемию, гипергликемию и повышенную пероксидацию липидов. Низкий уровень снижает глутатион и антиоксидантные ферменты (супероксиддисмутаза, каталаза и глутатионредуктаза в тканях печени и жабр).	Эль-Сайед и др. (2015)

Раджавартини и Майкл (1996) обнаружили, что воздействие нувалрона вызывало дозозависимое подавление ответа антител у мозамбикской тилапии. T. rendalli , подвергшийся воздействию эндосульфана, страдал от поражения печени, энцефалита, менингита, отека и воспалительного инфильтрата эозинофильных гранулярных клеток в головном мозге (Makhiessen and Roberts, 1982). Когда нильская тилапия подвергалась воздействию диазинона, они проявляли летаргическое поведение, потерю координации, темно-красные жабры, бледную печень, расширенный желчный пузырь с расширенными желчными протоками, расширенные артериолы и пластинчатые капилляры (El-Khateib and Afifi (1993). Аналогичным образом, Nile). Тилапия, подвергшаяся воздействию высокой дозы метрифоната, показала респираторные проявления, потерю пигментации, потемнение тела, выпячивание анального отверстия и кровотечение (El-Gohary, 2004).Хронические симптомы включали потемнение цвета тела, кровотечение, снижение фагоцитарной активности, некротические и дегенеративные изменения в почках, печени, селезенке, сердце и головном мозге.

Приведенные выше результаты ясно показывают, что загрязнение воды может оказывать вредное воздействие на тилапию. Использование различных химикатов и лекарств для борьбы с вредителями, насекомыми, улитками, травами и т. Д. Должно тщательно регулироваться и контролироваться. Кроме того, культуральная вода должна быть проанализирована до и постоянно контролироваться во время культивирования, чтобы выяснить, содержит ли она какие-либо следы загрязняющих веществ и опасны ли уровни этих загрязнителей для выращиваемой тилапии.В конце 1990-х годов внезапная трагическая массовая смертность произошла в нильской тилапии, выращиваемой в садках на водном пути недалеко от канала Эль-Салам на озере Манзала, Египет, в рамках проекта «Клетки для выпускников», который финансировался Фонд социального развития (El-Sayed, Mansoura, 1999; личное наблюдение). Эта массовая смертность была связана с повышенным уровнем пестицидов в канале из-за поверхностных стоков. Фактически, владельцы этих клеток столкнулись с серьезной проблемой, поскольку им приходилось возвращать взятые из Фонда социального развития ссуды.Только вмешательство правительства спасло их от тюрьмы. Этот конкретный пример подчеркивает необходимость регулярного мониторинга воды для культивирования, особенно в районах, где вода может получать загрязняющие вещества из различных источников.

Водные экосистемы и глобальное изменение климата

Водные экосистемы — важнейшие компоненты глобальной окружающей среды. Помимо того, что они вносят важный вклад в биоразнообразие и экологическую продуктивность, они также предоставляют различные услуги человеческому населению, включая воду для питья и ирригацию, возможности для отдыха и среду обитания для экономически важных рыбных промыслов.Однако водным системам все чаще, прямо или косвенно, угрожает деятельность человека. Ожидается, что помимо проблем, связанных с изменением землепользования, загрязнением окружающей среды и отводом воды, водные системы вскоре начнут испытывать дополнительный стресс, связанный с глобальным изменением климата.

«Водные экосистемы и глобальное изменение климата» — седьмой в серии отчетов, посвященных потенциальному воздействию изменения климата на окружающую среду США. В нем подробно описаны вероятные последствия изменения климата в следующем столетии для U.С. водные экосистемы. Авторы отчета, д-р. Н. Лерой Пофф, Марк Бринсон и Джон Дэй младший находят:

Повышение температуры воды в результате изменения климата изменит фундаментальные экологические процессы и географическое распределение водных видов. Такое воздействие можно смягчить, если виды попытаются адаптироваться путем миграции в подходящую среду обитания. Однако изменение человеком потенциальных миграционных коридоров может ограничить способность видов к перемещению, увеличивая вероятность исчезновения видов и потери биоразнообразия.
Изменения в сезонных режимах выпадения осадков и стока изменят гидрологические характеристики водных систем, влияя на видовой состав и продуктивность экосистем. Популяции водных организмов чувствительны к изменениям частоты, продолжительности и времени экстремальных осадков, таких как наводнения или засухи. Изменения в сезонных графиках таяния снегов изменят потоки рек, потенциально препятствуя воспроизводству многих водных видов.
Изменение климата, вероятно, приведет к дальнейшему стрессу чувствительных пресноводных и прибрежных водно-болотных угодий, на которые уже оказывает неблагоприятное воздействие целый ряд других антропогенных воздействий, таких как изменение режима стока и ухудшение качества воды.Водно-болотные угодья являются критически важной средой обитания для многих видов, которые плохо приспособлены к другим условиям окружающей среды и служат важными компонентами прибрежного и морского рыболовства.
Водные экосистемы имеют ограниченную способность адаптироваться к изменению климата. Снижение вероятности значительного воздействия на эти системы будет в решающей степени зависеть от деятельности человека, которая снижает другие источники стресса экосистемы и повышает способность к адаптации. К ним относятся поддержание прибрежных лесов, снижение нагрузки питательными веществами, восстановление поврежденных экосистем, минимизация забора грунтовых вод и стратегическое размещение любых новых водохранилищ для минимизации неблагоприятных последствий.

Авторы и Центр с благодарностью признают вклад докторов. Вирджиния Беркетт, Джуди Мейер, Элизабет Стрэндж и Алан Кович об этом отчете. Центр также хотел бы поблагодарить Джоэла Смита из Stratus Consulting за его помощь в управлении данной Серией воздействия на окружающую среду.

Краткое содержание

Изменение климата, масштабы которого прогнозируются для Соединенных Штатов в течение следующих 100 лет, вызовет значительные изменения в температурных режимах и характере осадков на всей территории Соединенных Штатов.Такие изменения климата создают серьезную опасность для внутренних пресноводных экосистем (озер, ручьев, рек, водно-болотных угодий) и прибрежных водно-болотных угодий и могут отрицательно сказаться на многочисленных важнейших услугах, которые они предоставляют населению.

Географические ареалы многих водных и водно-болотных видов определяются температурой. Прогнозируется, что к 2100 году средняя глобальная температура поверхности увеличится на 1,5–5,8 ° C (Houghton et al., 2001), но в Соединенных Штатах может быть выше (Wigley, 1999).Ожидается, что прогнозируемое повышение средней температуры в Соединенных Штатах значительно нарушит нынешние модели распределения растений и животных в пресноводных экосистемах и прибрежных водно-болотных угодьях. Например, по прогнозам, такие холодноводные рыбы, как форель и лосось, исчезнут из значительной части их нынешнего географического ареала в континентальной части Соединенных Штатов, когда потепление приведет к тому, что температура воды превысит их пределы термостойкости. Виды, которые изолированы в местообитаниях вблизи пределов термостойкости (например, рыба в ручьях Великих равнин) или занимают редкие и уязвимые места обитания (например, альпийские водно-болотные угодья), могут исчезнуть в Соединенных Штатах.Напротив, многие виды рыб, которые предпочитают более теплую воду, такие как большеротый окунь и карп, потенциально расширят свои ареалы в Соединенных Штатах и Канаде, когда поверхностные воды станут теплыми.

Продуктивность экосистем внутренних пресноводных и прибрежных водно-болотных угодий также существенно изменится из-за повышения температуры воды. Более теплые воды, естественно, более продуктивны, но определенные виды, которые процветают, могут быть нежелательными или даже вредными. Например, можно ожидать, что в будущем частота цветения «неприятных» водорослей, происходящих во многих озерах в теплые и богатые питательными веществами периоды, возрастет.Крупные хищные рыбы, которым требуется прохладная вода, могут исчезнуть из небольших озер по мере повышения температуры поверхностных вод, и это может косвенно вызвать большее количество нежелательных водорослей, что может снизить качество воды и создать потенциальные проблемы для здоровья.

Ожидается, что потепление на Аляске приведет к таянию участков вечной мерзлоты, что приведет к снижению уровня поверхностных грунтовых вод в летнее время; последующее высыхание водно-болотных угодий увеличит риск катастрофических торфяных пожаров и выброса огромных количеств диоксида углерода (CO2) и, возможно, метана в атмосферу.

В дополнение к своим независимым эффектам, изменения температуры будут действовать синергетически с изменениями сезонных сроков стока в пресноводные и прибрежные системы. В целом качество воды, вероятно, сильно снизится из-за ожидаемого сокращения стока в летнее время и повышения температуры. Эти эффекты будут перенесены на водные виды, потому что жизненные циклы многих тесно связаны с доступностью и сезонным временем поступления воды из-за осадков и стока. Кроме того, потеря зимнего снежного покрова значительно сократит основной источник пополнения подземных вод и летний сток, что приведет к потенциально значительному снижению уровня воды в ручьях, реках, озерах и заболоченных территориях в течение вегетационного периода.

Ниже кратко излагается текущее понимание потенциального воздействия изменения климата на водные экосистемы США:

1. Водные экосистемы и экосистемы водно-болотных угодий очень уязвимы к изменению климата. Скорость метаболизма организмов и общая продуктивность экосистем напрямую регулируются температурой. Ожидается, что прогнозируемое повышение температуры нарушит нынешние модели распределения растений и животных в водных экосистемах.Изменения количества осадков и стока изменяют количество и качество среды обитания водных организмов и, таким образом, косвенно влияют на продуктивность и разнообразие экосистем.

2. Повышение температуры воды вызовет изменение термической пригодности водных местообитаний для обитающих в них видов. Успех, с которым виды могут перемещаться по ландшафту, будет зависеть от коридоров расселения, которые варьируются в зависимости от региона, но обычно ограничиваются деятельностью человека.Рыба в равнинных ручьях и реках, которые не имеют выхода на север, и виды, которым требуется прохладная вода (например, форель и лосось), вероятно, пострадают больше всего. Некоторые виды расширят свой ареал в Соединенных Штатах.

3. Сезонные изменения стока рек будут иметь значительные негативные последствия для многих водных экосистем. Ручьи, реки, водно-болотные угодья и озера в западных горах и северных равнинах, скорее всего, будут затронуты, потому что эти системы сильно зависят от весеннего таяния снегов, а потепление приведет к тому, что сток будет происходить раньше в зимние месяцы.

4. Утрата водно-болотных угодий в бореальных районах Аляски и Канады, вероятно, приведет к дополнительным выбросам CO2 в атмосферу. Модели и эмпирические исследования показывают, что глобальное потепление вызовет таяние вечной мерзлоты на северных водно-болотных угодьях. Последующее высыхание этих северных торфяников вызовет выброс органического углерода, хранящегося в торфе, в атмосферу в виде CO2 и, возможно, метана.

5. Прибрежные водно-болотные угодья особенно уязвимы для повышения уровня моря, связанного с повышением глобальной температуры. Затопление прибрежных водно-болотных угодий в результате повышения уровня моря угрожает растениям водно-болотных угодий. Для того, чтобы многие из этих систем сохранялись, требуется постоянное поступление взвешенных наносов из текущих ручьев и рек, чтобы обеспечить нарастание почвы.

6. Большинство конкретных экологических реакций на изменение климата невозможно предсказать, потому что новые комбинации местных и неместных видов будут взаимодействовать в новых ситуациях. Такое новое взаимодействие может поставить под угрозу надежность, с которой экосистемные товары и услуги предоставляются водными экосистемами и экосистемами водно-болотных угодий.

7. Повышение температуры воды и сезонное сокращение речного стока изменят многие экосистемные процессы с потенциальными прямыми социальными издержками. Например, более теплые воды в сочетании с большим стоком биогенных веществ могут увеличить частоту и масштабы нежелательного цветения водорослей, тем самым снижая качество воды и создавая потенциальные проблемы для здоровья.

8. То, как люди приспосабливаются к изменяющемуся климату, сильно повлияет на будущее состояние внутренних пресноводных и прибрежных водно-болотных экосистем. Сведение к минимуму неблагоприятных последствий деятельности человека с помощью политики, способствующей более научно обоснованному управлению водными ресурсами, является наиболее успешным путем к сохранению здоровья и устойчивости этих экосистем. Приоритеты управления должны включать обеспечение водных ресурсов адекватным качеством и количеством воды в подходящее время, снижение нагрузки по питательным веществам и ограничение распространения экзотических видов.

В целом, эти выводы указывают на то, что изменение климата представляет собой серьезную угрозу для видового состава и функций водных экосистем в Соединенных Штатах.Однако существует критическая неопределенность в отношении того, как конкретные виды и целые экосистемы будут реагировать на изменение климата. Они возникают как из-за неопределенности относительно того, как изменится региональный климат, так и из-за того, как на него отреагируют сложные экологические системы. Действительно, поскольку изменение климата изменяет продуктивность экосистем и видовой состав, ожидается множество непредвиденных экологических изменений, которые могут поставить под угрозу товары и услуги, которые эти системы предоставляют людям.

Микропластики в наших океанах и здоровье морской среды

Аннотация

Если 20 ^-й-й век был эпохой революции в пластмассовой промышленности для производства слишком большого количества пластмассовых изделий, начиная от ведра до автомобиля, то 21-й, ^-й,-й век — время столкнуться с его последствиями.Неправильное управление, отсутствие информации о его негативном влиянии и безответственное использование, а также сброс пластиковых изделий превращают эту планету в «пластиковую планету». Помимо того, что эти пластиковые материалы превратились в твердые отходы, они также представляли серьезную угрозу для здоровья людей и животных. Он загрязнил не только дороги, леса, горы, но и наши океаны. Невежественное человеческое население всегда выбрасывает пластмассовые отходы в водоемы, и, скорее всего, идея , «скрытая из виду, из виду», приводит их к этому.Вот почему проблема микропластика в морской экосистеме вызывает серьезную озабоченность в настоящее время.
Здесь мы обсуждаем различные источники микропластика в океанах и их вредное воздействие на морские организмы. Микроскопический размер этих пластиковых фрагментов делает их легко доступными для проглатывания множеством морских обитателей, что оказывает неблагоприятное воздействие на их здоровье. Способность микропластиков поглощать различные вредные гидрофобные загрязнители из окружающей среды косвенно переносит эти загрязнители в пищевую цепочку.Таким образом, чтобы решить эту серьезную проблему микропластического загрязнения морской экосистемы, необходимо сформулировать различные политики и правила. Чтобы избежать угрозы в будущем, важно прекратить его производство и заменить пластик альтернативными экологически чистыми материалами.

Верх страницы
Полный текст
Финансовая поддержка этой работы была предоставлена SS со стороны SERB-DST, Govt. Индии (PDF / 2016/000818).
Соблюдение этических стандартов
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов
1 Докён Ким, Юён Чэ и Юн-Джу Ан, Токсичность смеси никеля и микропластиков с разным (…)
2 Карен Дуйс и Аня Корс, Микропластики в водной и наземной среде: источники (с (…)
3 Шивика Шарма и Субханкар Чаттерджи, Загрязнение микропластиком, угроза морской экосистеме и h (…)
1 Производство и использование пластика за последние несколько лет резко возросло из-за его рентабельности, и это привело к увеличению утилизации этих неперерабатываемых (обработанных) синтетических пластиковых полимеров в наземных и водных экосистемах1. Мелкие пластиковые фрагменты, расположенные в морской среде обитания, размером ≤ 5 мм, считаются микропластиками2. Эти крошечные пластмассы могут потребляться различной морской биотой, включая кораллы, планктоны, морских беспозвоночных, рыб и китов, и в конечном итоге переносятся по пищевой цепочке3.Эти пластиковые полимеры напрямую представляют большую угрозу для морских организмов, а также косвенно влияют на экосистему, адсорбируя другие морские загрязнители. Благодаря большому соотношению площади к объему, микропластик легко абсорбирует гидрофобные загрязнители из водной системы. Таким образом, загрязнение микропластиком становится проблемой из-за его пагубного воздействия, главным образом, на здоровье морской среды и биоту.
4 Аамер Али Шах, Фариха Хасан, Абдул Хамид и Сафия Ахмед, Биологическое разложение пластмасс: A c (…)
5 Энтони Л. Андрэди и Майк А. Нил, Применение и социальные преимущества пластмасс, Философский журнал (…)
6 Ричард Томпсон, Чарльз Дж. Мур, Фредерик С фон Заал и Шанна Х. Свон, Пластмассы, окружающая среда (…)
7 Пластмассы Европа, Пластмассы — факты 2014/2015: анализ европейского производства пластмасс и спроса (…)
8 Дэвид К. Барнс, Франсуа Галгани, Ричард Томпсон и Мортон Барлаз, Накопление и фрагмент (…)
9 Мария Сигичелли, Лорис Пьетрелли, Франческа Лечче, Валентина Яннилли, Мауро Фальконьери, Люсия Кос (…)
2Пластмассы — это синтетические полимеры, которые по своей природе являются мягкими или пластичными (гибкими) и могут принимать различные формы. Пластик состоит из длинных цепочек полимеров, которые состоят из углерода, кислорода, водорода, кремния и хлорида и получаются из природного газа, нефти и угля4. Наиболее известными синтетическими пластиками являются полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирол (PS), полиэтилентерефталат (PET), поливинилхлорид (PVC), полиэтилен низкой плотности (LDPE) и полиэтилен высокой плотности (HDPE) и составляют 90%. % мирового производства пластмасс 5.Такие свойства пластика, как гибкость, долговечность, низкая стоимость, простота в обращении (легкий) и устойчивость к коррозии, делают его широко приемлемым составом. Пластик может выдерживать высокие показатели электрической и теплоизоляции и, таким образом, имеет огромное промышленное и коммерческое использование6. Произошел экспоненциальный рост производства пластика с 1950 года (1,5 миллиона тонн) по 2015 год (322 миллиона тонн) 7. Утилизация пластиковых материалов в наши дни вызывает беспокойство из-за их долговечности и устойчивости к коррозии.Пластиковые компаунды разлагаются на более мелкие фрагменты в течение нескольких лет8. Более крупный пластиковый мусор медленно распадается на мелкие фрагменты с различными диапазонами размеров от метра до микрометра из-за изменения условий окружающей среды. Этот фрагментированный пластик размером менее 5 мм известен как микропластик9 и очень устойчив в экосистеме. По форме, размерам и химическому составу микропластики можно разделить на следующие категории.
10 Карло Джакомо Авио, Стефания Горби и Франческо Реголи, Пластмассы и микропластики в океанах: (…)
11 Шивика Шарма и Субханкар Чаттерджи, Загрязнение микропластиком, угроза морской экосистеме и (…)
12 Жозу Пинту да Коста, Патрисия С. М. Сантос, Армандо С. Дуарте и Тереза Роша-Сантос, (Нано) пластмассы (…)
3 По происхождению микропластики делятся на два типа: первичные и вторичные микропластики10. Первичные микропластики — это синтетические полимеры микрочастиц, которые используются в качестве отшелушивающих веществ в различных процессах, таких как химические составы, пескоструйная обработка, уход за различными пластиковыми изделиями, а также при производстве синтетической одежды.Микрошарики — это еще один тип первичных пластмасс (размером <2 мм), состоящий из полиэтиленовых (PE), полипропиленовых (PP), полистирольных (PS) шариков, которые используются в косметических и медицинских продуктах. Вторичные микропластики представляют собой фрагментированный продукт макро- или мезопластиков и в основном образуются под воздействием различных процессов окружающей среды, таких как биодеградация, фотодеградация, термоокислительная деградация, термическая деградация и гидролиз11 (Рисунок 1). Другие нанопластики представляют собой пластиковые фрагменты размером <1 мкм, и все эти микропластики и нанопластики могут иметь потенциальные последствия для биоамплификации и биоаккумуляции различных химикатов и загрязняющих веществ из-за их большого отношения поверхности к объему12.
Рис. 1. Схематическое изображение различных типов пластмасс и их воздействия на морские организмы
Zoom Original (png, 411k)
13 Энтони Л. Андради, Микропластики в морской среде, Бюллетень по загрязнению моря 62: 1596–1605, (…)
14 Мишель Классенс, Стивен Де Мистер, Лив Ван Ландейт, Карен Де Клерк и Колин Р. Янссен, Происхождение (…)
4 Присутствие этих опасных пластиковых фрагментов в экосистеме (наземной и водной) обусловлено различной антропогенной деятельностью, которая включает бытовую, промышленную и прибрежную деятельность. Внедрение микропластика в водную экосистему происходит главным образом из-за бытовых стоков, содержащих микрошарики и фрагменты микропластика (используемых в косметических и других потребительских товарах), а также из-за фрагментации большого пластикового мусора23.Промышленность по производству пластмасс выпускает пластмассы в виде гранул и порошков смол, полученных в результате струйной обработки воздуха14 , которые в конечном итоге загрязняют водную среду. Кроме того, прибрежные виды деятельности, включая рыболовство, водный туризм и морскую промышленность, также являются источниками микропластического загрязнения морской экосистемы.
15 Шивика Шарма и Субханкар Чаттерджи, Загрязнение микропластиком, угроза морской экосистеме и h (…)
5 Микропластики, попавшие в морскую среду обитания, подвергаются различным физико-химическим процессам, таким как биообрастание и выщелачивание или включение вторичных загрязнителей. Микропластики имеют разную форму, размер и плотность, и в соответствии с этими характеристиками пластиковые фрагменты распределились в разных частях морской экосистемы (в конечном итоге оседают в бентосе) и доступны для морской биоты15.
16 Луис Карлосде Са, Мигель Оливейра, Франциска Рибейро, Тьяго Лопес Роча и Мартин Норман Футтер, (…)
17 Эндрю Тернер и Люк А. Холмс, Адсорбция следов металлов микропластичными гранулами в пресной воде, (…)
18 Винни Кортен-Джонс, Брайан Куинн, Стефан Ф. Гэри, Эндрю О. Могг и Бхавани Э. Нараянасвами, Мик (…)
6 Пелагическая морская биота, состоящая из планктонов и ракообразных, подвергается воздействию микропластика низкой плотности, тогда как бентосные организмы, такие как полихеты и трубчатые черви, амфиподы и моллюски, как известно, сталкиваются с плотными микропластиками16.Скорость осаждения микропластика через толщу воды варьируется в зависимости от различных факторов, таких как тип полимера, биообрастание и химический состав поверхности частиц17. В большинстве исследований микропластики были обнаружены в донных средах и отложениях. Бентическая среда — одна из важнейших кормовых экосистем для целого ряда морской биоты. Недавние исследования показали, что морская донная биота поглощает микропластик, который присутствует в море в форме микрогранул и микроволокон18.
19 Шивика Шарма и Субханкар Чаттерджи, Загрязнение микропластиком, угроза морской экосистеме и (…)
20 Эми Л. Лушер, Хема Эрнандес-Милиан, Джоан О Брайен, Саймон Берроу, Ян О Коннор и офицер Рик, M (…)
21 Джессика Райхерт, Йоханнес Шелленберг, Патрик Шуберт и Томас Уилке, Ответы на строительство рифов (…)
7 Эти крошечные пластиковые фрагменты устойчивы в морской экосистеме, и из-за их микронных размеров частицы эти фрагменты ошибочно принимаются за пищу и попадают в организм различных видов морской биоты, включая кораллы, фитопланктоны, зоопланктоны, морских ежей, омаров, рыб и т. Д. … и, в конечном итоге, переходят на более высокий тропический уровень. Воздействие микропластика на морскую биоту вызывает беспокойство, поскольку оно приводит к запутыванию и попаданию внутрь, что может быть смертельным для морской жизни.Фрагменты микропластика в основном поступают из наземных источников, поэтому прибрежные экосистемы, состоящие из коралловых рифов, находятся под большой угрозой из-за загрязнения микропластиком. Кораллы выживают в симбиотической ассоциации с одноклеточными водорослями, присутствующими в тканях полости кораллов. Ассоциация водорослей является источником энергии в процессе фотосинтеза. Кроме того, кораллы получают энергию, питаясь планктоном, чтобы получить важные питательные вещества, необходимые для их роста, развития и воспроизводства19.Механизм «микропластического питания» кораллов включает в себя поедание, удержание пластиковых фрагментов и пищеварение20. Вредное воздействие микропластика на кораллы связано с задержкой пластиковых фрагментов в мезентериальной ткани, что приводит к снижению питательной способности и снижению запасов энергии21.
22 Джесси П. Харрисон, Мелани Сапп, Микаэла Шратцбергер и Марк А. Осборн, Взаимодействие между микр (…)
23 Н. М. Холл, К. Л. Э. Берри, Л. Ринтул и М.О. Хугенбум, Попадание внутрь микропласта склерактиниевой кора (…)
8 Микробные биопленки, связанные с микропластиками, также могут отрицательно регулировать коралловый риф, способствуя передаче патогенов22. Первое сообщение о наличии микропластика в склерактиниевых кораллах было обнаружено на Большом Барьерном рифе Австралии. Эксперимент по кормлению кораллов показал, что кораллы при воздействии микропластика поглощают эти крошечные фрагменты со скоростью ~ 50 мкг пластика cm ^— ² h ^— ¹.Эти проглоченные пластиковые фрагменты были обнаружены в мезентериальной ткани в полости кишечника коралла, что отрицательно сказалось на его здоровье33.
24 Ингер Лизе Нерланд, Клаудиа Халсбанд, Ян Аллан и Кевин В. Томас, Микропластики в морской среде (…)
25 Дэвид В. Лайст, Обзор биологических эффектов потерянного и выброшенного пластикового мусора в гавани (…)
26 Уильям Р. ДеМотт, Различение водорослей и детрита пресноводным и морским зоопланктоном, B (…)
27 Мэтью Коул, Пенни Линдек, Элейн Филман, Клаудия Холсбанд, Рис Гудхед, Джулиан Могер и Та (…)
28 Вивиан С. Лин, Основные моменты исследования: воздействие микропластика на планктон, Environmental Science Pro (…)
29 Мэтью Коул, Пенни Линдек, Элейн Филман, Клаудия Халсбанд, Рис Гудхед, Джулиан Могер и Та (…)
30 Сандрин Штрауб, Филипп Э. Хирш и Патрисия Буркхардт-Хольм, биоразлагаемый и нефтяной ми (…)
31 Сара И Ау, Терри Ф. Брюс, Уильям С. Бриджес, Стивен Дж. Клейн, Ответы Hyalella azteca на ac (…)
32 Эллен Бесселинг, Анна Вегнер, Эдвин М. Фокема, Мартина Дж. Ван ден Хевель-Греве и Альберт А. Кельман (…)
9 Микропластик также отрицательно влияет на планктон, который является наиболее важным компонентом морской среды обитания.Проникновение микропластика через клеточную стенку фитопланктона приводит к снижению абсорбции хлорофилла24. Также гетеротрофный планктон при воздействии микропластика подвергается процессу фагоцитоза и сохраняет эти крошечные пластиковые фрагменты в своих тканях25. Зоопланктон (класс морских беспозвоночных) играет важную роль в морской экосистеме, поскольку эти микроорганизмы являются основными первичными потребителями водной пищевой цепи. Зоопланктоны имеют ряд механизмов питания и используют механизм хемо-механорецепторов для выбора добычи26.Вездесущая природа микропластика в морской среде обитания приводит к взаимодействию микропластика с этими зоопланктонами, поскольку оба они имеют одинаковые размеры (> 333 мкм), что приводит к весьма возможным взаимодействиям27. Экспериментальные исследования показали, что зоопланктон проглатывает латексные шарики при воздействии микропластика28. В другом исследовании было обнаружено, что зоопланктон имеет тенденцию заглатывать гранулы полистирола размером 1,7-30,6 мкм м. Известно, что Centropages typicus , широко известная веслоногая рачка, глотает микропластик (размером 7.3 мкм) и в конечном итоге потеряли способность к питанию, что, как следствие, отрицательно сказалось на их здоровье39. Воздействие микропластика на Gammarus fossarum приводит к снижению роста этого организма при воздействии полиметилметакрилата (ПММА) и полигидроксибутирата (ПОБ) 30. Кроме того, попадание внутрь микропластика полиэтилена (PE) в придонный организм Hyalella azteca приводит к замедлению процесса роста и размножения31. Поглощение микропластика морскими бородавчатыми червями Arenicola marina привело к снижению кормовой способности и, в конечном итоге, к потере веса32.
33 Кей Критчелл и Миа О Хугенбум, Влияние микропластического воздействия на состояние и поведение тела (…)
34 Кристина Педа, Леттерия Каккамо, Мария Кристина Фосси, Франческо Гай, Франко Андалоро, Лукреция Джен (…)
35 Ифэн Лу, Янь Чжан, Юнфэн Дэн, Вэй Цзян, Яньпин Чжао, Цзиньцзю Гэн, Лили Дин и Хунцян (…)
36 Томми Седерваль, Ларс-Андерс Ханссон, Мерси Лард, Биргитта Фром и Сара Линсе, Транспортировка пищевой цепи (…)
10 Некоторые особенности микропластика, такие как микроскопический размер, привлекательные цвета и их высокая плавучесть, делают эти крошечные фрагменты легко доступными для рыб. Рыба глотает микропластик, принимая эти фрагменты за планктон или другую естественную добычу. В ходе исследования микропластик был обнаружен у планктоноядной рыбы Acanthochromis polyacanthus , где микропластик размером <300 мкм присутствовал в полости кишечника отдельных рыб43.В одном из экспериментов проглатывание рыбками микропластика показало, что обнажение этих пластиковых фрагментов вызывает гистопатологические изменения в кишечнике, что приводит к отслоению эпителиальной выстилки слизистой оболочки от ламинопропия и вызывает ее расширение, сокращение и раздувание ворсинок, увеличение количества ворсинок. количество глобетных клеток и некоторые изменения в нормальной структуре серозной оболочки рыб 44. Влияние полистирола на европейскую рыбу ( Perca fluviatilis ) было изучено, когда яйца и личинки Perca fluviatilis подвергались воздействию микропластика с различными уровнями концентрации, обнаруженными на шведском побережье, а именно 10 000 частиц на 1 м 2 ³ и 80 000 частиц на м ³.Было обнаружено, что яйца, подвергшиеся воздействию высокой концентрации микропластика, имели сравнительно более низкую скорость вылупления по сравнению с контролем. Кроме того, личинки, подвергшиеся воздействию микропластика, были меньше и медленнее по сравнению с нормальными личинками. Было обнаружено, что чувствительность микропластика, подвергающего личинки Perca fluviatilis химической тревоге (существование хищника), очень мала и, таким образом, оказывает пагубное влияние на выживаемость рыб. Другое исследование также показало, что попадание микропластов в организм рыб вызывает метаболические изменения, которые включают повышающую и понижающую регуляцию жирных кислот и аминокислот соответственно35.Проглатывание микро- и нанопластиков вызывает изменение соотношения триглицеридов и холестерина в сыворотке крови рыб, а также вызывает различия в доставке холестерина между мышцами и печенью рыб46.
37 Крис Уилкокс, Эрик Ван Себилль и Бритта Дениз Хардести, Угроза пластикового загрязнения морским птицам (…)
38 Мартин Тиль, Гильермо Луна-Хоркера, Росио Альварес-Варас, Камила Гальярдо, Иван А.Инохоса, Ник (…)
39 Крис Уилкокс, Эрик Ван Себилль и Бритта Дениз Хардести, Угроза пластикового загрязнения морским птицам (…)
40 Элиза Л. Браво Реболледо, Ян А. Ван Франекер, Окка Е. Янсен и Софи М. Дж. М. Брассер, Пластиковые входы (…)
41 Джош Габбатисс, Ученые предупреждают, что микропластики «представляют серьезную угрозу» для китов и акул, НЕЗАВИСИМАЯ (…)
42 Мария Кристина Фосси, Кристина Панти, Кристиана Герранти, Даниэле Коппола, Маттео Джаннетти, Лети (…)

11 Вредное воздействие проглатывания микропластика является проблемой, особенно в случае морских птиц, поскольку половина видов находится под угрозой исчезновения, а токсическое действие пластиковых фрагментов оказывает негативное воздействие на их организм, что может вызвать изменение пищевого поведения, воспроизводства и смертность 37. Установлено, что шесть видов морских птиц, Phalacrocorax bougainvillii , Pelecanoides garnotii , Pelecanoides urinatrix , Pelecanus thagus , Spheniscus humboldti и Larus dominicanus , имеют в своей области пищеварения пластиковые фрагменты и максимум в области проглатывания. емкость была обнаружена в случае Larus dominicanus , который обычно используется для рыболовных сетей, продуктов утилизации отходов и пластиковых контейнеров38.Проглатывание пластикового мусора этими видами в основном зависит от определенных факторов, таких как размер, вес и среда обитания морских птиц; например виды морских птиц , пингвины Spheniscus и Thalassarche albatross , имеют небольшой размер тела и, таким образом, показатели поедания были ниже по сравнению с крупными морскими птицами. Такие виды, как Fulmarus fulmars , Cyclorhynchus auklets , Oceanodroma , Pachyptila prions и Pelagodroma , имеют более высокий уровень поглощения пластикового мусора из-за их большого размера и веса39.Крупные существа морской биоты, включая акул, китов, тюленей, морских черепах и белых медведей, также уязвимы к попаданию микропластика в океаны по всему миру; например наличие микропластика обнаружено в желудке и кишечнике морского тюленя, Phoca vitulina 40 . Этот класс морских млекопитающих является питателями-фильтрами и, таким образом, поглощает значительное количество микропластика либо напрямую из океанской воды, либо косвенно, поедая добычу, содержащую микропластик в полости их тела.Присутствие микропластика в желудках акул моря Кортеса и китов Средиземного моря доказало, что большая часть замусоренных пластиковых отходов во всем мире в конечном итоге попадает в море41 и представляет серьезную угрозу для морских животных. В исследовании, проведенном на средиземноморском финвале ( Balaenoptera Physalus ), у этих усатых китов была обнаружена высокая концентрация фталатов, что указывает на серьезность микропластического загрязнения Мирового океана42.

43 Дженна Р.Джамбек, Роланд Гейер, Крис Уилкокс, Теодор Р. Сиглер, Мириам Перриман, Энтони Андради, (…)
44 ООН-Окружающая среда, Эксперты по океану призывают к более активной роли местных органов власти в борьбе с морскими отходами (…)
45 Шивика Шарма и Субханкар Чаттерджи, Загрязнение микропластиком, угроза морской экосистеме и (…)
46 Коалиция за развитие пластика, Калифорния, вводит закон о национальном сокращении количества мусора http: // www.пластикпо (…)

12 Мировой рекорд пластикового мусора, попадающего в океанские водовороты, оценивается в 4,8–12,7 миллионов метрических тонн, и ожидается, что с увеличением использования пластика и изделий из него общее количество пластикового мусора, доступного для морской экосистемы, значительно возрастет. к концу 202543 года. Этот важный вопрос также был поднят на «16 ^{-м Глобальном совещании по конвенциям и планам действий по региональным морям}», которое было проведено для информирования народов о всемирной угрозе пластикового загрязнения морской среды обитания и финансовом ущербе. приблизительно 13 миллиардов долларов США в год в морскую экосистему44.Учитывая эту недавнюю тенденцию загрязнения океана пластиковым мусором, существует острая необходимость в проведении некоторых специальных исследований, которые могли бы помочь ограничить пластиковое загрязнение и очистить различные водоемы по всему миру. Государствам следует принять определенные новаторские меры, чтобы информировать общество о вредном воздействии пластикового мусора на морскую экосистему. Очень важно ввести определенные строгие законодательные правила и политики, которые могли бы контролировать чрезмерное использование пластиковых предметов, в противном случае здоровье экосистемы ухудшится в ближайший период времени45.Должна быть хорошо налаженная система сбора мусора, которая могла бы проверять сбор мусора, содержащего пластиковый мусор. Эффективное управление, переработка и, наконец, экологически безопасная система утилизации поможет избавить окружающую среду от пластика. В развивающихся странах сформулированы серьезные меры политики против использования пластика и изделий из него, такие как полный запрет на пластиковые пакеты и пластиковые бутылки и наложение штрафа на использование пластика46. Однако, к сожалению, FMCG по-прежнему используют пластиковые пакеты для продажи своей продукции.Следует полностью запретить использование микрогранул в косметических средствах и других средствах личной гигиены, таких как зубные пасты, средства для мытья лица и шампуни. Следует поощрять схемы управления отходами, такие как EPR (расширенная ответственность производителя), которые способствуют использованию производственных упаковочных материалов, отличных от пластика, для упаковки пищевых продуктов и других напитков. Различные правительственные и неправительственные организации должны организовать различные кампании для общественного сознания против вредных и хронических последствий микропластического загрязнения.Кроме того, следует поощрять больше научных инноваций, которые будут способствовать производству экологически чистых производных вместо пластмассовых материалов (рис. 2).

Рис. 2. Общее представление об источниках и пагубном воздействии микропластиков на морскую биоту и меры борьбы с этой проблемой

13 Проблема пластикового загрязнения морской экосистемы вызывает беспокойство в настоящее время из-за его пагубного воздействия на морскую биоту.Из-за размера микропластиков потенциал их биоаккумуляции очень высок. Они потребляются множеством морских обитателей, таких как кораллы, планктоны, рыбы, морские птицы и морские млекопитающие, и переносятся по пищевой цепочке. Также пластиковый полимер имеет различные химические добавки и стабилизаторы, благодаря которым он поглощает различные токсичные примеси и загрязняющие вещества из окружающей среды. Таким образом, эти вредные загрязнения прилипают к микропластикам, которые действуют как переносчики. Проблема микропластиков долгое время игнорировалась, и эта угроза была признана лишь недавно.В настоящее время питьевая вода, поваренная соль и другие продукты повседневного употребления загрязнены микропластиками. Существуют различные социальные активные платформы, такие как Коалиции за загрязнение пластиком, Пластик для перемен, Пластиковые океаны, Серферы против сточных вод, Гринпис, У океана, мы объединяемся, Еще одно поколение, Одна зеленая планета, Фонд серф-райдеров, Хранители Земли , которые работают. по проблеме микропластического загрязнения и внесения значительного вклада. Неблагоприятные последствия загрязнения морской среды микропластиками простираются от молекулярного уровня организма до его физиологических действий и включают плохое здоровье организмов и плохие экономические услуги.Таким образом, необходимы немедленные действия против ненужного использования пластмасс и изделий из них. На национальном и международном уровнях должны быть приняты строгие меры против использования пластмасс. Необходимы новые научные исследования для выяснения различных факторов, которые влияют на присутствие микропластика в морской экосистеме и его биологическое воздействие на морскую биоту. Необходимо разработать новые исследовательские методологии для управления сохранением и поддержки различных образовательных программ по защите экосистемы от этих вредных полимеров.В этой области настоятельно необходимо распространять среди широкой публики информацию о вредных эффектах микропластика. Это будет стимулировать различные инновации, направленные на сокращение использования и потребления пластика и изделий из него. Чтобы свести к минимуму попадание пластика в экосистему, наиболее важным подходом является сбор и повторное использование пластиковых фрагментов. Чтобы избежать угрозы в будущем, лучшее решение — прекратить производство и найти альтернативу пластиковым изделиям.

Верх страницы

Банкноты

Докён Ким, Юын Чэ и Юн-Джу Ан, Токсичность смеси никеля и микропластиков с различными функциональными группами на Daphnia magna , Наука об окружающей среде и технология, DOI: 10.1021 / acs.est.7b03732, 2017

Карен Дуйс и Аня Курс, Микропластики в водной и наземной среде: источники (с особым акцентом на средства личной гигиены), судьба и последствия, Науки об окружающей среде в Европе, 28: 2, 2016

Шивика Шарма и Субханкар Чаттерджи, Загрязнение микропластиком, угроза морской экосистеме и здоровью человека: краткий обзор, Наука об окружающей среде и исследования загрязнения, DOI 10.1007 / s11356-017-9910-8, 2017

Аамер Али Шах, Фариха Хасан, Абдул Хамид и Сафия Ахмед, Биологическое разложение пластмасс: всесторонний обзор, Успехи биотехнологии, DOI.org / 10.1016 / j.biotechadv.2007.12.005, 2008

Энтони Л. Андрэди и Майк А. Нил, Применение и социальные преимущества пластмасс, Философские труды Королевского общества: B, DOI: 10.1098 / rstb.2008.0304, 2009

Ричард Томпсон, Чарльз Дж. Мур, Фредерик С фон Заал и Шанна Х. Свон, Пластмассы, окружающая среда и здоровье человека: текущий консенсус и будущие тенденции, Философские труды Королевского общества: B, DOI: 10.1098 / rstb.2009.0053, 2009

Plastics Europe, Plastics — the Facts 2014/2015: анализ европейского производства пластмасс, спроса и данных об отходах. (Получено с) http://issuu.com/plasticseuropeebook/docs/final_plastics_the_facts_2014_19122/1?e=5245759/13757977, 2014

Дэвид К. Барнс, Франсуа Галгани, Ричард Томпсон и Мортон Барлаз, Накопление и фрагментация пластикового мусора в глобальной среде, Философские труды Королевского общества: B, DOI: 10.1098 / rstb.2008.0205, 2009

Мария Сигичелли, Лорис Пьетрелли, Франческа Лечче, Валентина Яннилли, Мауро Фальконьери, Люсия Кошиа, Стефания Ди Вито, Симоне Нульо и Джорджио Зампетт, Загрязнение микропластиком поверхностных вод итальянских субальпийских озер, Загрязнение окружающей среды 236: 645-0003

Карло Джакомо Авио, Стефания Горби и Франческо Реголи, Пластмассы и микропластики в океанах: от новых загрязнителей к появлению угрозы, Исследования морской среды, Doi.org / 10.1016 / j.marenvres.2016.05.012, 2016

Жозо Пинту да Коста, Патрисия С. М. Сантос, Армандо С. Дуарте и Тереза Роша-Сантос, (Нано) пластмассы в окружающей среде — Источники, судьбы и последствия, Наука об окружающей среде в целом, DOI.org / 10.1016 / j.scitotenv.2016.05.041 0048-9697, 2016

Энтони Л. Андради, Микропластики в морской среде, Бюллетень по загрязнению моря 62: 1596–1605, 2011

Мишель Классенс, Стивен Де Мистер, Лив Ван Ландейт, Карен Де Клерк и Колин Р. Янссен, Возникновение и распространение микропластика в морских отложениях вдоль бельгийского побережья, Бюллетень по загрязнению моря, DOI: 10.1016 / j.marpolbul.2011.06.030, 2011

Луис Карлосде Са, Мигель Оливейра, Франциска Рибейро, Тьяго Лопес Роша и Мартин Норман Футтер, Исследования воздействия микропластика на водные организмы: что мы знаем и на чем должны сосредоточить наши усилия в будущем ?, Наука о всей окружающей среде , DOI.org/10.1016/j.scitotenv.2018.07.207, 2018

Эндрю Тернер и Люк Холмс, Адсорбция микроэлементов металлов гранулами микропластика в пресной воде, Химия окружающей среды, DOI.org / 10.1071 / EN14143, 2015

Винни Кортен-Джонс, Брайан Куинн, Стефан Ф. Гэри, Эндрю О.М. Могг и Бхавани Э. Нараянасвами, Загрязнение микропластиком, обнаруженное в глубоководной воде и поглощенное бентосными беспозвоночными в желобе Роколл, Северная Атлантика, Загрязнение окружающей среды, DOI.org/ 10.1016 / j.envpol.2017.08.026, 2017

Эми Л. Люшер, Хема Эрнандес-Милиан, Джоанна О Брайен, Саймон Берроу, Ян О Коннор и Рик Офицер, Проглатывание микропластика и макропластика при глубоком нырянии, океанические китообразные: клювый кит Истина Мезоплодон вируса , Загрязнение окружающей среды, DOI. org / 10.1016 / j.envpol.2015.01.023, 2015

Джессика Райхерт, Йоханнес Шелленберг, Патрик Шуберт и Томас Уилке, Реакция рифовых кораллов на воздействие микропластика, Загрязнение окружающей среды, DOI.org / 10.1016 / j.envpol.2017.11.006, 2017

Джесси П. Харрисон, Мелани Сапп, Микаэла Шратцбергер и Марк А. Осборн, Взаимодействие между микроорганизмами и морскими микропластиками: призыв к исследованиям, Журнал Общества морских технологий, Doi.org/10.4031/MTSJ.45.2.2, 2011

Н. М. Холл, К. Л. Э. Берри, Л. Ринтул и М. О. Хугенбум, Поглощение микропласта склерактиниевыми кораллами, Морская биология, DOI: 10.1007 / s00227-015-2619-7, 2015

Ингер Лиз Нерланд, Клаудиа Халсбанд, Ян Аллан и Кевин В. Томас, Микропластики в морской среде: возникновение, распространение и эффекты, проект №.14338 отчет № 6754-2014 Осло, 2014

Давид В. Лаист, Обзор биологических эффектов утерянных и выброшенных пластиковых отходов в морской среде, Бюллетень по загрязнению морской среды, DOI.org/10.1016/S0025-326X(87)80019-X, 1987

Уильям Р. ДеМотт, Различение водорослей и детрита пресноводным и морским зоопланктоном, Бюллетень морской науки, 14: 486-499, 1988

Мэтью Коул, Пенни Линдек, Элейн Филман, Клаудия Холсбанд, Рис Гудхед, Джулиан Могер и Тамара С.Галлоуэй, Проглатывание микропластика зоопланктоном, Наука об окружающей среде и технологии, DOI.org/10.1021/es400663f, 2013

Вивиан С. Лин, Основные моменты исследования: воздействие микропластика на планктон, Процессы и воздействия в науке об окружающей среде, DOI: 10.1039 / c6em

f, 2016

Мэтью Коул, Пенни Линдек, Элейн Филман, Клаудия Халсбанд, Рис Гудхед, Джулиан Могер и Тамара С. Галлоуэй, Попадание микропластика зоопланктоном, Наука об окружающей среде и технологии, DOI.org / 10.1021 / es400663f, 2013

Сандрин Штрауб, Филипп Э. Хирш и Патрисия Буркхардт-Холм, Биоразлагаемые микропластики и микропластики на нефтяной основе различаются не по их проглатыванию и выведению, а по своим биологическим эффектам у пресноводных беспозвоночных Gammarus fossarum, Международный журнал исследований окружающей среды и общественного здравоохранения, DOI: 10.3390 / ijerph24070774, 2017

Сара И Ау, Терри Ф. Брюс, Уильям С. Бриджес, Стивен Дж. Клейн, Ответы Hyalella azteca на острое и хроническое воздействие микропластика, Экологическая токсикология, DOI.org / 10.1002 / etc.3093, 2015

Эллен Бесселинг, Анна Вегнер, Эдвин М. Фоекема, Мартина Дж. Ван ден Хевель-Греве и Альберт А. Коэльманс, Влияние микропластика на приспособленность и биоаккумуляцию ПХБ ящерками Arenicola marina (L.), Наука об окружающей среде и технологии, DOI : 10.1021 / es302763x, 2013

Кей Кричелл и Миа О. Хугенбум, Влияние микропластического воздействия на состояние и поведение планктоноядных рифовых рыб ( Acanthochromis polyacanthus ), PLoS One, DOI.org / 10.1371 / journal.pone.0193308, 2018

Cristina Peda, Letteria Caccamo, Maria Cristina Fossi, Francesco Gai, Franco Andaloro, Lucrezia Genovese, Anna Perdichizzi, Teresa Romeo и Giulia Maricchiolo, кишечные изменения в европейском морском окуле Dicentrarchus labrax (предварительные результаты), подвергнутые воздействию микроорганизмов Linnaeus, 177 , Загрязнение окружающей среды, DOI.org/10.1016/j.envpol.2016.01.083, 2016

Ифэн Лу, Ян Чжан, Юнфэн Дэн, Вэй Цзян, Яньпин Чжао, Цзиньцзю Гэн, Лили Дин и Хунцян Рен, Поглощение и накопление микропластиков полистирола в рыбках данио ( Danio rerio ) и токсическое воздействие на печень, Наука об окружающей среде и технологии , DOI: 10.1021 / acs.est.6b00183, 2016

Томми Седервалл, Ларс-Андерс Ханссон, Мерси Лард, Биргитта Фром и Сара Линс, Транспорт наночастиц по пищевой цепи влияет на поведение и жировой обмен у рыб, PLoS One, DOI.org/10.1371/journal.pone.0032254, 2012

Крис Уилкокс, Эрик Ван Себилль и Бритта Дениз Хардести, Угроза пластикового загрязнения морским птицам является глобальной, повсеместной и возрастающей, Труды Национальной академии наук: США, DOI.org / 10.1073 / pnas.1502108112, 2015,

Мартин Тиль, Гильермо Луна-Хоркера, Росио Альварес-Варас, Камила Галлардо, Иван А. Инохоса, Николас Луна, Диего Миранда-Урбина, Наити Моралес, Николас Ори, Альдо С. Пачеко, Матиас Портфлитт-Торо и Карлос Завал загрязнения морской среды пластиком от континентального побережья до субтропических круговоротов — рыб, морских птиц и других позвоночных в юго-восточной части Тихого океана, Frontiers in Marine Science, DOI: 10.3389 / fmars.2018.00238, 2018

Элиза Л. Браво Реболледо, Ян А. Ван Франекер, Окка Е. Янсен и Софи М. Дж. М. Брассер, Проглатывание пластика портовыми тюленями ( Phoca vitulina ) в Нидерландах, Бюллетень по загрязнению морской среды, DOI.org/10.1016/j.marpolbul.2012.11. 035, 2013

Джош Габбатисс, Ученые предупреждают, что микропластики «представляют серьезную угрозу» для китов и акул, НЕЗАВИСИМЫЙ, понедельник, 5 февраля 2018 г., 06:15. [Дата обращения 11.01.2018]

Мария Кристина Фосси, Кристина Панти, Кристиана Герранти, Даниэле Коппола, Маттео Джаннетти, Летиция Марсили и Роберта Минутоли, Подвержены ли усатые киты угрозе микропластика? Тематическое исследование средиземноморских финвалов (Balaenoptera Physalus), Морской бюллетень загрязнения, DOI.org / 10.1016 / j.marpolbul.2012.08.013, 2012

Дженна Р. Джамбек, Роланд Гейер, Крис Уилкокс, Теодор Р. Сиглер, Мириам Перриман, Энтони Андради, Рамани Нараян, Кара Лаванда Ло, Пластиковые отходы с суши в океан, Наука, DOI: 10.

«Влияние плавания на организм человека» | Статья по теме:

Статья на тему «Плавание и его влияние на организм человека»

Бассейн

«Плавание, как способ оздоровления, физического развития и закаливания детей.

Особенности воздействия плавания на организм

Обучение плаванию в бассейне «Рекорд» в Саратове

Об услуге

Физическое воздействие воды на человека при плавании — Новости — Империя Спорта

Влияние человека на морскую среду — Научно-учебный центр

Рыболовство

Загрязнение

Эвтрофикация

Интродуцированные виды

Природа науки

Подкисление океана

Связанное содержание

Идеи для занятий

Гражданская наука

Полезные ссылки

4. Как действия человека могут серьезно повлиять на водные ресурсы?

4. Как действия человека могут серьезно повлиять на водные ресурсы?

4.1 Насколько водным экосистемам угрожают отложения в воде?

4.2 Как различные виды загрязнения могут влиять на водные ресурсы?

4.3 Каковы последствия чрезмерного забора воды?

4.4 Как изменение климата влияет на водные ресурсы?

Воздействие человеческой деятельности на водные экосистемы, стр. 245-264 Глава 13, Основы водных экосистем, Blackwell Sci.Publ., Cambridge, UK

Водная среда — обзор

14.1 Введение

14.1.1 Использование HT-qPCR для измерения AMR в водной среде

14.1.2 Станции очистки сточных вод

14.1.3 Речные воды

Водная среда — обзор

9.8.3 Нарушения, вызванные загрязнителями

Водные экосистемы и глобальное изменение климата

Краткое содержание

Микропластики в наших океанах и здоровье морской среды

Аннотация

Полный текст

Банкноты

Добавить комментарий Отменить ответ