ЭКОЛОГИЯ (последнее)
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА И МОНИТОРИНГ. ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Актуальные публикации по вопросам экологии и природопользования.
Введение. Основу природоохранных мероприятий в настоящее время составляет контроль за соблюдением норм ПДК, регламентирующих содержание загрязняющих веществ в природных и сточных водах.
Число новых токсикантов увеличивается и действие их смесей на живые организмы трудно предсказуемо. Ввиду того, что в приемлемые сроки невозможно определить аналитическими методами содержание всех представляющих опасность для человека и животных примесей, а ПДК установлены для небольшой части загрязнителей, оценка качества вод, основанная на гидрохимических показателях, не может считаться достаточной.
Главный недостаток гидрохимических методов в том, что ПДК сами по себе не говорят о степени токсичности воды для живых организмов. Токсичность - характеристика биологическая, и не может быть определена без биологического объекта. Биологические методы дают интегральную оценку вреда, вызываемого суммарным действием всех токсикантов с учетом их синергизма и антагонизма. Чтобы выявить реакцию сложных биологических систем на суммарное содержание токсических компонентов в водной среде, их моделируют более простыми в экотоксикологических экспериментах. В этом состоит смысл биотестирования [2].
Описание метода. Метод биологического тестирования основан на поведенческой реакции организмов (тест организмов). Данная методика позволяет косвенно оценить острую токсичность водной пробы при помощи биотестера (фотоколориметра)[2].
Основные элементы:
1. Прибор "Биотестер -2"
2. Тест-организм - инфузория туфелька(Paramecium caudate)
Прибор "Биотестер-2" предназначен для экспресс оценки степени токсического загрязнения контролируемых водных объектов. С его помощью исследуется параметр поведенческой (хемотаксической) реакции - число микроорганизмов, перемещающихся в зоне анализа при воздействии химических загрязнителей, находящихся в водной пробе. Особенность данной измерительной системы в том, что прибор
стр. 38
измеряет только подвижные микроорганизмы. Способность измерительной системы выделять только подвижные объекты дает возможность измерить концентрацию клеток, которые практически не видимы для других оптических средств измерения.
По сравнению с другими группами простейших, инфузории имеют наиболее сложное строение, отличаются разнообразием функций. Кроме того, будучи одновременно организмом и клеткой они позволяют оценивать воздействие, как на клеточном, так и на организменном уровне. В среде инфузория находится в постоянном движении, которое осуществляется с помощью ресничек. Весь реснитчатый аппарат туфельки представляет собой единое функциональное и физическое целое, поэтому любые изменения внешней среды (температуры, химического состава и др.), воспринимаемые клеткой, приводят к изменению характера движения и к целенаправленному перемещению из опасных в благоприятные зоны, т.е. так называемым таксисам, частным случаем которых является хемотаксис - перемещение клеток по градиенту концентрации химических веществ.
Количество клеток инфузорий, переместившихся вдоль градиента концентрации химических веществ (хемотаксис), зависит как от природы вещества, так и от его концентрации. Поэтому хемотаксис может служить количественной характеристикой степени воздействия неблагоприятных факторов на тест- объект, то есть быть тест-реакцией в биотестовой системе. Восприятие химических веществ происходит на рецепторном уровне, чем объясняется скорость ответа тест- организма на воздействие химиката. Кроме того, известно, что структура рецепторов различных организмов (в том числе и инфузории) идентично хеморецепторным структурам высших организмов, поэтому подобная тест-реакция хорошо моделирует воздействие загрязнителей на высшие организмы[2].
Степень токсичности пробы определяют по следующей формуле:
Т- токсичность пробы в процентах;
У- показание прибора.
Примечание: температура пробы должна быть равна температуре взвеси с микроорганизмами.
Результаты оценки токсичности вод на примере реки Бельбек. Опробирование руслового стока бассейна реки Бельбек и притоков было выполнено на 29ти створах, из них на двух контрольных после прохождения паводков. Интерпретация данных биотестирования проведена на сопоставлении с ранее проведенными химическими анализами. Участки различной степени токсичности природных вод распре-
стр. 39
делены в русловой сети неравномерно: к условно чистым участкам (слаботоксичным) отнесены бассейн р. Кучук-Узенбаш, верхняя часть реки Коккозки, участок ниже (на 3 км) с. Соколиное, приустьевая часть р. Бельбек в канун периода длительной межени [1].
В большей части русловые воды имеют градацию средне- и очень токсичные (умеренная и высокая степень токсичности).
Причины высокой токсичности следующие:
1. Питание русловых вод грунтовое, за счет дренирования нескольких водных горизонтов, большинство которых не имеет естественной защищенности. Загрязнение литогенными элементами (Zn, Pb, Hg, P) идет за счет выщелачивания их на площадках с литобиохимическими аномалиями с последующей их миграцией в подземные и поверхностные воды. Суммарный токсический эффект может быть выше за счет синергизма и комплексообразования.
2. Высокая плотность населения в долине реки, отсутствие канализации и очистки хозяйственно-бытовых стоков, использование пойм и первых надпойменных террас для выращивания с/х культур, развитие животноводства. Токсиканты антропогенного происхождения: Na, P, органические соединения, СПАВ, нефтепродукты, ядохимикаты.
На общую экологическую ситуацию и токсичность вод влияет бытовой мусор, сбрасываемый в русло и сточные воды в районе сел: Зеленое, Поляна, Куйбышево, Верхнесадовое. Особо неблагоприятная обстановка в селах: Голубинка, Плотинное, Богатырь.
После прохождения паводка вода становится высокотоксичной - это свидетельствует о выносе токсикантов с водосборной площади и говорит о необходимости специальных режимных наблюдений.
Методом биотестирования можно определить токсичность почвенных вытяжек, грунтов, донных отложений. Можно осуществлять мониторинг токсичности сточных вод.
Итог. Удобство данного метода:
* Замена химических методов менее дорогими;
* Экспрессность (15 проб за 1,5 часа);
* Возможность установления загрязнения в начальной стадии;
* Интегральность, т. е. установление реакции живого на весь комплекс ингредиентов, пусть даже неизвестных.
Литература
[1]. Юровский Ю. Т. Оценка экологического состояния р. Бельбек и токсичности русловых вод / Отчет по договору с институтом Крымгипроводхоз. - Симферополь, 1995. - С. 11-31.
[2]. Инструкция к прибору "Биотестер-2". - Л.: ПО "Квант", 1992.
Число новых токсикантов увеличивается и действие их смесей на живые организмы трудно предсказуемо. Ввиду того, что в приемлемые сроки невозможно определить аналитическими методами содержание всех представляющих опасность для человека и животных примесей, а ПДК установлены для небольшой части загрязнителей, оценка качества вод, основанная на гидрохимических показателях, не может считаться достаточной.
Главный недостаток гидрохимических методов в том, что ПДК сами по себе не говорят о степени токсичности воды для живых организмов. Токсичность - характеристика биологическая, и не может быть определена без биологического объекта. Биологические методы дают интегральную оценку вреда, вызываемого суммарным действием всех токсикантов с учетом их синергизма и антагонизма. Чтобы выявить реакцию сложных биологических систем на суммарное содержание токсических компонентов в водной среде, их моделируют более простыми в экотоксикологических экспериментах. В этом состоит смысл биотестирования [2].
Описание метода. Метод биологического тестирования основан на поведенческой реакции организмов (тест организмов). Данная методика позволяет косвенно оценить острую токсичность водной пробы при помощи биотестера (фотоколориметра)[2].
Основные элементы:
1. Прибор "Биотестер -2"
2. Тест-организм - инфузория туфелька(Paramecium caudate)
Прибор "Биотестер-2" предназначен для экспресс оценки степени токсического загрязнения контролируемых водных объектов. С его помощью исследуется параметр поведенческой (хемотаксической) реакции - число микроорганизмов, перемещающихся в зоне анализа при воздействии химических загрязнителей, находящихся в водной пробе. Особенность данной измерительной системы в том, что прибор
стр. 38
измеряет только подвижные микроорганизмы. Способность измерительной системы выделять только подвижные объекты дает возможность измерить концентрацию клеток, которые практически не видимы для других оптических средств измерения.
По сравнению с другими группами простейших, инфузории имеют наиболее сложное строение, отличаются разнообразием функций. Кроме того, будучи одновременно организмом и клеткой они позволяют оценивать воздействие, как на клеточном, так и на организменном уровне. В среде инфузория находится в постоянном движении, которое осуществляется с помощью ресничек. Весь реснитчатый аппарат туфельки представляет собой единое функциональное и физическое целое, поэтому любые изменения внешней среды (температуры, химического состава и др.), воспринимаемые клеткой, приводят к изменению характера движения и к целенаправленному перемещению из опасных в благоприятные зоны, т.е. так называемым таксисам, частным случаем которых является хемотаксис - перемещение клеток по градиенту концентрации химических веществ.
Количество клеток инфузорий, переместившихся вдоль градиента концентрации химических веществ (хемотаксис), зависит как от природы вещества, так и от его концентрации. Поэтому хемотаксис может служить количественной характеристикой степени воздействия неблагоприятных факторов на тест- объект, то есть быть тест-реакцией в биотестовой системе. Восприятие химических веществ происходит на рецепторном уровне, чем объясняется скорость ответа тест- организма на воздействие химиката. Кроме того, известно, что структура рецепторов различных организмов (в том числе и инфузории) идентично хеморецепторным структурам высших организмов, поэтому подобная тест-реакция хорошо моделирует воздействие загрязнителей на высшие организмы[2].
Степень токсичности пробы определяют по следующей формуле:
Т- токсичность пробы в процентах;
У- показание прибора.
Примечание: температура пробы должна быть равна температуре взвеси с микроорганизмами.
Результаты оценки токсичности вод на примере реки Бельбек. Опробирование руслового стока бассейна реки Бельбек и притоков было выполнено на 29ти створах, из них на двух контрольных после прохождения паводков. Интерпретация данных биотестирования проведена на сопоставлении с ранее проведенными химическими анализами. Участки различной степени токсичности природных вод распре-
стр. 39
делены в русловой сети неравномерно: к условно чистым участкам (слаботоксичным) отнесены бассейн р. Кучук-Узенбаш, верхняя часть реки Коккозки, участок ниже (на 3 км) с. Соколиное, приустьевая часть р. Бельбек в канун периода длительной межени [1].
В большей части русловые воды имеют градацию средне- и очень токсичные (умеренная и высокая степень токсичности).
Причины высокой токсичности следующие:
1. Питание русловых вод грунтовое, за счет дренирования нескольких водных горизонтов, большинство которых не имеет естественной защищенности. Загрязнение литогенными элементами (Zn, Pb, Hg, P) идет за счет выщелачивания их на площадках с литобиохимическими аномалиями с последующей их миграцией в подземные и поверхностные воды. Суммарный токсический эффект может быть выше за счет синергизма и комплексообразования.
2. Высокая плотность населения в долине реки, отсутствие канализации и очистки хозяйственно-бытовых стоков, использование пойм и первых надпойменных террас для выращивания с/х культур, развитие животноводства. Токсиканты антропогенного происхождения: Na, P, органические соединения, СПАВ, нефтепродукты, ядохимикаты.
На общую экологическую ситуацию и токсичность вод влияет бытовой мусор, сбрасываемый в русло и сточные воды в районе сел: Зеленое, Поляна, Куйбышево, Верхнесадовое. Особо неблагоприятная обстановка в селах: Голубинка, Плотинное, Богатырь.
После прохождения паводка вода становится высокотоксичной - это свидетельствует о выносе токсикантов с водосборной площади и говорит о необходимости специальных режимных наблюдений.
Методом биотестирования можно определить токсичность почвенных вытяжек, грунтов, донных отложений. Можно осуществлять мониторинг токсичности сточных вод.
Итог. Удобство данного метода:
* Замена химических методов менее дорогими;
* Экспрессность (15 проб за 1,5 часа);
* Возможность установления загрязнения в начальной стадии;
* Интегральность, т. е. установление реакции живого на весь комплекс ингредиентов, пусть даже неизвестных.
Литература
[1]. Юровский Ю. Т. Оценка экологического состояния р. Бельбек и токсичности русловых вод / Отчет по договору с институтом Крымгипроводхоз. - Симферополь, 1995. - С. 11-31.
[2]. Инструкция к прибору "Биотестер-2". - Л.: ПО "Квант", 1992.
Опубликовано 25 августа 2014 года
Новые статьи на library.by:
ЭКОЛОГИЯ:
Комментируем публикацию: ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭКСПЕРТИЗА И МОНИТОРИНГ. ПРИМЕНЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД В ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
подняться наверх ↑
ССЫЛКИ ДЛЯ СПИСКА ЛИТЕРАТУРЫ
По стандарту ВАК Республики Беларусь
Стандарт используется в белорусских учебных заведениях различного типа.
По ГОСТу Российской Федерации
Для образовательных и научно-исследовательских учреждений РФ
Прямой URL на данную страницу для блога или сайта
Предполагаемый источник
Полностью готовые для научного цитирования ссылки. Вставьте их в статью, исследование, реферат, курсой или дипломный проект, чтобы сослаться на данную публикацию №1408983679 в базе LIBRARY.BY.
подняться наверх ↑
ПАРТНЁРЫ БИБЛИОТЕКИ рекомендуем!
подняться наверх ↑
ОБРАТНО В РУБРИКУ?
Уважаемый читатель! Подписывайтесь на LIBRARY.BY в VKновости, VKтрансляция и Одноклассниках, чтобы быстро узнавать о событиях онлайн библиотеки.
Добавить статью
Обнародовать свои произведения
Редактировать работы
Для действующих авторов
Зарегистрироваться
Доступ к модулю публикаций