Определение качества природных вод с помощью тест-организмов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение качества природных вод с помощью тест-организмов

О.О. Борщова

Актуальность работы: биотестирование в последние годы является одним из бурно развивающихся направлений биологии. В настоящее время это особенно значимо, так как повсеместно водоемы нуждаются в постоянном мониторинге за качеством воды в силу стабильного ухудшения экологической обстановки. Проведение дорогостоящих анализов природных вод на наличие токсинов не всегда представляется возможным, что представляет экспресс-методы биотестирования весьма актуальными, а поиск чувствительных организмов-биоиндикаторов и их всестороннее изучение весьма перспективными. Доступность выбранных методик оценки качества природных вод позволяет широко внедрять их в практику природоохранных мероприятий.

Новизна: в 2010 году впервые проведена проверка качества природных вод Кольского района одним из экспресс-способов биотестирования с помощью моллюсков Pomacea bridgesii (Reeve, 1856) [1]. В этом году расширили территорию исследования водоемов, впервые в Мурманской области применив другие методики биотестирования и виды тест-организмов, что позволило внести личный вклад в мониторинг окружающей среды региона. экологический озерный поведенческий

Цель исследования: определить качество природных вод Кольского района Мурманской области, основываясь на анализе поведенческих реакций моллюсков Pomacea bridgesii (Reeve, 1856), Pomacea canaliculata (Lamarck, 1822)и пиявок Hirudo medicinalis (Linnaeus, 1758.) в различных пробах воды.

Объект исследования: экологическое состояние озерных вод Кольского района Мурманской области.

Предмет исследования: поведенческие реакции моллюсков P. Canaliculata, P. bridgesii и пиявок H. medicinalis в контрольной и опытных пробах воды.

Гипотеза исследования: если изучить отклонения поведенческих реакций тест-организмов от нормы в различных пробах воды, то это позволит судить о токсичности изучаемой среды.

Ход работы и полученные результаты: биологические методы тестирования подразумевают экспериментальное определение токсичности воды по изменению поведения тест-организмов (чувствительных к загрязнению водных организмов, используемых при биотестировании). Биотестирование является интегральной оценкой воды, в его задачу не входит идентификация загрязняющих веществ и определение их концентраций [2]. В качестве биоиндикаторов использовались моллюски и пиявки, поскольку они доступны и обладают важными для тест-организма качествами: чувствительны к действию токсических веществ и одновременно резистентны к ним. При проведении биотестирования под определением "токсичность" (от греческого toxikon-яд) мы подразумевали способность вещества вызывать нарушения физиологических функций организма, в результате чего возникают симптомы интоксикаций, а при тяжелых поражениях - его гибель [3]. При биотестировании использовались ПРМ-тест и тест "Пищевое поведение". В нормальных условиях (контрольные опыты) моллюски активно двигались, осуществляли поиск пищи. Одна из поведенческих реакций - вентиляция легких, которая осуществляется ритмичными прокачивающими движениями с трубкой-сифоном, находящейся над поверхностью воды. В нормальных условиях это наблюдалось не часто - 1 раз в 5-15 минут или реже, при этом улитки сохраняли высокую двигательную активность. Когда моллюск попадал в токсичную среду, то его организм отвечает на это генерализованной стрессовой реакцией. Это было установлено при тестировании пробы воды с раствором бриллиантового зеленого спиртового 1%. Моллюски или лежали на дне с закрытой роговой крышечкой (operculum) и длительно не вентилировали лёгкие (реакция отгораживания от вредного воздействия грязной воды, снижение потребности в кислороде), или неоднократно поднимались к поверхности воды за свежим воздухом и часто так и оставались у поверхности, выставив трубку-сифон наружу (потребность в большем объеме кислорода), при этом двигательная активность моллюсков заметно падала. Выделялась слизь. Наблюдалась пищевая дезориентация. При проведении экспериментов зафиксированные данные аналогичны тем, которые получал кандидат биологических наук В. Ковалёв, автор многочисленных методик биотестирования [4,5]. В опытах с пиявками медицинскими рассматривали их поведение в контрольных пробах и в пробах природных вод различных концентрациях (растворах с контрольной водой). В контрольных опытах пиявки находились в состоянии покоя. При попадании их в токсичную среду, их состояние менялось со статичного на динамичное. Результаты оценивали по эмпирическому показателю критерия Стьюдента. Если количество неподвижных пиявок в опыте достоверно меньше, чем в контроле, считали пробу воды токсичной.

Выводы: 1. Поведенческие реакции моллюсков зависят от условий среды, в которую их поместили. При проведении контрольного опыта определены стандартные поведенческие реакции моллюска (активное локомоторное движение и активный поиск пищи), которые взяты за основу ее поведения в нетоксичной водной среде. При попадании улитки в токсичную среду снижается локомоторная активность, уменьшается или увеличивается потребность в кислороде, проявляется реакция отгораживания от зараженной среды, пищевая дезориентация. При нахождении в воде солей тяжелых металлов нога моллюска перестает прилипать к любой поверхности, скользит, чем затрудняет передвижение улитки. Поведенческие реакции пиявки медицинской зависят от условий среды, в которую их поместили. При проведении контрольного опыта определена стандартная поведенческая реакция пиявки (состояние покоя), которая взята за основу ее поведения в нетоксичной водной среде. При попадании пиявки в токсичную среду происходит смена статичного состояния на динамичное.

2. При оценке результатов Z - тестом и проверив гипотезу по критерию Стьюдента в контрольных и опытных пробах установили: воды озер Кольского района Килп, Килпъявр, Голубого, Зеленого и Саамского не содержат токсических агентов; воды озер Тулпъявр, Аэродромное, Мутного и Местного токсически заражены; воды озера Явр имеют повышенную концентрацию солей тяжелых металлов.

Литература

1. Исследование природных вод на токсичность с помощью моллюсков Pomacea bridgesii / Борщова О.О. // Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции "Современные вопросы науки XXI век", часть 1 - Тамбов, 2011. - С. 10-12

2. Биоиндикация и биотестирование природных сред и объектов в организации экологического мониторинга на территории зоны защитных мероприятий объектов уничтожения химического оружия / Ашихмина Т.Я., Домрачева Л.И., Дабах Е.В., Кантор Г.Я., Огородникова С.Ю., Тимонюк В.М. // Химическое разоружение. Открытый электронный журнал. - 2010. http://rg.ru

3. Гидробионты в самоочищении вод и биогенной миграции элементов / Остроумов С.А. // М.: МАКС. Пресс 2011, Серия "Наука. Образование. Инновации" - 200 с.

4. Экспресс-способ биотестирования пресных вод "Бегущая улитка"/ Зайцева О.В., Ковалев В.В., Шувалова Н.Е. // Заявка на патент N гос. рег. 92001891. - 19.10.1992.

5. Биотестирование в домашних условиях, часть I,II / В. Ковалёв//@vitawater.ru-2011

Размещено на Allbest.ru