Гбоу Г. москва «Школа на проспекте вернадского». Исследовательская работа. по дисциплине «Биология» на тему


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА


ГБОУ Г. МОСКВА «ШКОЛА НА ПРОСПЕКТЕ ВЕРНАДСКОГО»





ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ

РАБОТА

по дисциплине «Биология»

на тему:

«
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ В


г. МОСКВЕ И МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ МЕТОДОМ БИОТЕСТИРОВАНИЯ
»




Работу выполнила:

Ученица

10

класса Б

ГБОУ «Школа

на проспекте Вернадского
»

Акимова Анна

Научный руководитель
:

к
.б.н., в.н.с. каф. агрохимии и биохимии растений ф
-
та почвоведения МГУ


им. М.В. Ломоносова
,

Морачевская Е.В.

Научный руководитель:

к.б.н.
,

учитель биологии

ГБОУ г.

Москва «Школа

на проспекте Вернадского
»

Молчанов А.Ю.





Москва
201
8

2


Содержание

Введение
……………………
……
………………………...…………...…………3

1.0.

Обзор литера
туры
…...…….…...…………………………………….……4

1
.1.

Общие проблемы загрязнения водных экосистем

...…….…………
.
…..4

1.2. Состо
яние природных водоёмов в г.

Москве

и московской области ….
5

1.3
.
Биологический контроль состояния водной среды

…………
……
....
…..
7

2
.0.
Объекты и методы


……………..

.
……………...…………….…
.
…….
..9

2
.
1
.
Объект исследования
……
..

…………………………………………
…9

2.
2
.
Методы исследования

…………………………….……...……
……..
...
..10

2
.
3
.

Посуда и материалы

………………
…………………………….……….
11

3
.0
.

Результаты и
анализ полученных данных исследования

...
……………
...11

3
.1. Фитотестирование ………………………………………………..……...
11

3
.2. Биотест
ирование на инфузориях …………….
………………………
.
..
1
8

4
.0. Выводы ……………………………………………………………….…..…
20

Список использованных источников

..…
……………..
…………………
.
…….
21



3


Введение

В условиях растущего загрязнения
окружающей среды важное знач
е-
ние приобретают вопросы защиты человека от техногенных катастроф и п
о-
вышение качества его жизни, в том числе безопасность
путем оценки и

ко
н-
трол
я

качества воды.


Масштабы химического антропогенного воздействия на окружа
ю-
щую среду велики и
превысили
возможности санитарно
-
гигиенического
нормирования.


Для контроля за фактическим загрязнением природных вод необх
о-
димо определять несколько
десятков классов

различных соединений. Сущ
е-
ствующий традиционный подход, требует прим
енения большого количества
измерительных приборов, вычислительных средств, различных программ. Он
трудозатратен и не позволяет полностью оценить воздействие присутству
ю-
щих в воде загрязняющих веществ на экосистему в целом.

В настоящее время происходит акт
ивное формирование принципов и
методов экологического нормирования и стандартов качества
.

Многочисле
н-
ными работами ученых показана
необходимо
сть

производить комплексную
оценку природных сред с учётом реакции живых организмов
(3,

4, 11, 13, 20,

27).

Комплексная оценка помогает осуществлять долгосрочный прогноз ра
з-
вития экосистемы, её биотических составляющих
.

Биотестирование


это процедура установления токсичности проб по и
з-
менению признаков, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие
ве
щества и в каком состоянии вызывают изменения жизненно важных функций
у тест
-
организмов. Используется большое разнообразие тест
-
объектов: от одн
о-
клеточных водорослей, мхов и лишайников, бактерий и простейших микроорг
а-
низмов до высших растений, рыб и теплок
ровных животных.

В практической экологии на востребованность биотестирования указыв
а-
ется в требованиях, предъявляемых к процедуре определения класса опасности
отходов.
Приказы Министерства природных ресурсов и экологии РФ № 511

(2001 г) и N 536 (2014 г
)
я
вляются важными нормативными актами, регламент
и-
рующими применение биологических тест
-
систем для оценки экотоксичности
отходов

(
6
,
7
)
.

Цель
ю

работы
явля
ется определени
е

токсичности водных объектов и
снежных покровов в г. Москве и Московской области методом биотестир
о-
вания.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи
:

1.

Определить токсичность воды в природных водоёмах в городе Москве
и Московской области метод
ом фитотестирования

2.

Оценить токсичность воды в природных водоёмах в г. Москве и Мо
с-
ковской области на
инфузории
Paramecium caudatum

3.

Оценить токсичность снежных покровов в г. Москве и Московской о
б-
ласти методом фитотестирования

4.

Оценить токсичность снежных п
окровов в г. Москве и Московской о
б-
ласти
инфузории
Paramecium caudatum

4


1.0.
Обзор литературы

1.1.Общие проблемы загрязнения водных экосистем


Водные ресурсы являются важнейшим элементом природной среды и
играют значительную роль во многих протекающих в при
роде процессах, а
также в обеспечении жизни человека.

Водная среда жизни, гидросфера, занимающая до 71% площади зе
м-
ного шара, включает около 1,46 млрд
к
м
3

воды. Основной объем воды (пр
и-
мерно 95%) сосредоточен в Мировом океане, большая доля пресных вод


в
ледниках (85%) и подземных водах суши (14%). На озера, водохранилища,
пруды, болота, реки и ручьи приходится чуть более 0,6% от общего объема
пресной воды, а оставшиеся 0,35% заключены в почвенной влаге и парах а
т-
мосферы

(
3
3
).

За последние годы резко возр
осло промышленное и хозяйственно
-
бытовые водопотребление и водоотведение, это привело к изменению реж
и-
ма и водно
-
химического баланса речных вод, которые стали одним из осно
в-
ных накопителей
загрязняющих веществ
-

токсикантов
в природе.

Активными накопителя
ми токсикантов

-

металлов являются снежные
покровы и донные отложения водоемов
, которые
. превращаются в источники
вторичного загрязнения водных объектов, загрязнения почвы, но б
лагодаря
сорбционным процессам происходит самоочищение водоемов от соединений
т
яжелых металлов
.

Токсиканты


вещества или соединения, способные оказывать ядов
и-
тое действие на живые организмы.

В зависимости от характера воздействия и степени проявления то
к-
сичности, т. е. способности этих веществ оказывать вредное воздействие на
жи
вые организмы
классифицир
уются

на две большие группы: токсичные
и
потенциально токсичные

(
34
).

По химической природе вредные вещества, или токсиканты
делятся
:
неорганического происхождения (кадмий, ртуть, свинец, мышьяк, никель,
бор, марг
анец, селен, хром,

цинк и др.) и
органического (нитразосоединения,
фенолы, амины, нефтепродукты, поверхностно
-
активные вещества, пестиц
и-
ды, формальдегид, бензапирен и др.).

Существует классификация опасност
ей

различных химических в
е-
ществ, попадающих в окружающую среду. В з
ависимости от степени токс
и-
кологического воздействия химические вещества подразделяют на три кла
с-
са:


I класс


мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк, фтор, бензапирен.


II класс


бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром.


III класс


барий, ванадий, вольфрам,
марганец, стронций, ацетоферон.

Для химико
-
токсикологического анализа
важ
ными
являются тяжелые
металлы (свинец, ртуть, кадмий, медь, никель, кобальт, цинк), обладающие
высокой токсичностью и миграционной способностью.
Известно, чт
о
токс
и-
кант
ы

обладают
способностью

к

комплексообраз
ованию
, подвижностью,
5


биохимической активностью, минеральной и органической формами распр
о-
странения, растворимостью, эффективностью накопления.


Для природных экосистем химическое загрязнение опасн
о
,
так как
в
результате него в окружающую среду поступают: полихлорированные дио
к-
сины, хлорорганические пестициды, полициклические ароматические угл
е-
водороды, нитрозамины, радионуклиды, тяжелые металлы и др. (
3
4
).

Нак
о
пл
ение

в организме человека
токсин
ов

опас
но
так как

они
о
бл
а-
дают

способностью

к кумуляции
, что

мо
жет

привести к
различным боле
з-
ненным состояниям,

продолжающимся
длительное время. Кроме того, то
к-
сичные вещества могут привести к различным порокам развития, уродства и
наследственной болезни.

1
.2.

Состояние природных водоёмов в г
.

Москве

и Московской

области

Комплекс водных объектов г.

Москвы



это гидрографическая сист
е-
ма, состоящая более чем из 200 рек и ручьев и более 600 прудов. Водных
объекты города в процессе хозяйственной деятельности испыт
ывают мо
щ-
ные техногенные и антропогенные нагрузки, при этом они обеспечивают р
е-
гулирование и отвод поверхностного и грунтового стока, несут рекреацио
н-
ные нагрузки, используются для хозяйственно
-
питьевого и технического в
о-
доснабжения, судоходства и других ц
елей.

На территории города выделяются

8

главных

водотоков
: реки Москва,
Яуза, Сетунь, Городня, Сходня, Нищенка, Десна, Пахра
.

Основным водопр
и-
емником всех ви
дов территориального стока являю
тся р.

Москва,
р. Пахра
.

Формирование расхода и качества воды в
реках на территории
г.

Москвы является сложным процессом и находится под воздействием мн
о-
гочисленных
абиотических, биотически
х и антропогенных факторов.

Основным природным процессом формирования стока является см
е-
шение вод, участвующих в питании реки, т.е.

атмосферных, почвенных,
грунтовых и подземных вод, которые выщелачивают ряд макро
-

и микроэл
е-
ментов при взаимодействии с почвами и породами. В результате создается
определенный состав речной воды, отражающий весь комплекс климатич
е-
ских, географических, ги
дрологических и гидрохимических факторов, хара
к-
терных для площади водосбора реки.

К антропогенным источникам поступления стока в речные воды отн
о-
сятся бытовые, промышленные, поверхностные (ливневые и талые) и др
е-
нажные сточные воды, дымы и газы, растворяющ
иеся в атмосферных оса
д-
ках, сельскохозяйственные стоки, результаты рекреационной деятельности и
т.д.

На качество поступающей в город воды реки Москвы и ее основных
притоков оказывает влияние комплекс хозяйственной деятельности на терр
и-
ториях Московской, Калужской, Смоленской и Тверской областей, поэтому
уже на входе в город качество воды не соответствует нормативам рыбохозя
й-
ственного водопользования по многим показателям.

6


В черте города происходит дополнительное загрязнение реки за счет

сбросов промышленных и ливневых сточных вод, недостаточно
-
очищенных
сточных вод после станций аэрации, неорганизованного поверхностного ст
о-
ка с селитебных территорий

(39)
.

Водные объекты города, частично деформированные техническими
средствами, образуют е
диную коллекторно
-
речную сеть. Все элементы ко
м-
плекса водных объектов города взаимосвязаны и участвуют в формировании
водохозяйственного баланса и качества воды основной водной артерии



р
е-
ки Москвы.

Система водных объектов г.

Москвы является частью природ
ной ср
е-
ды города, выполняет градообразующие, инженерные и экологические фун
к-
ции, формирует ландшафтный облик города, осуществляет отвод повер
х-
ностного и дренажного стока (39).

В целом качество воды поверхностных водных объектов в черте гор
о-
да Москвы соотве
тствует нормативам, установленным для водных объектов
культурно
-
бытового назначения (за исключением участка реки Москвы ниже
сбросов сточных вод Курьяновских очистных сооружений).

Условно «по качеству» реку Москву в черте города можно разбить на
три характ
ерных участка, это:



участок

верхнего

течения

реки

-

традиционно является наиболее чистым
участком в городе Москве, по большинству показателей качество воды ст
а-
бильно в течение года и очень незначительно изменяется по течению реки.
Среднегодовые
концентрации анализируемых показателей не превышают
установленных нормативов культурно
-
бытового водопользования.



участок

центральной

части

города


один и самых нестабильных по кач
е-
ству. Высокая плотность автодорожной сети, городской застройки и огро
м-
ное ко
личество водовыпусков приводят к тому, что качество воды в реке
нестабильно по металлам, взвешенным веществам и нефтепродуктам.

Кроме того, отмечаются существенные колебания концентраций ан
а-
лизируемых показателей как в течение года, так и вдоль реки, что с
видетел
ь-
ствует о влиянии наиболее загрязненных притоков и выпусков промышле
н-
ных сточных вод на данном участке (около 700
-

более половины всех вод
о-
выпусков). Основным источником загрязнения на данном участке является
поверхностный сток с территории автодор
ожной сети и городской застройки.
Однако среднегодовые концентрации анализируемых показателей не прев
ы-
шают установленных нормативов культурно
-
бытового водопользования.



участок

нижнего

течения

реки

-

на данном участке наибольшее влияние на
экологическое сос
тояние р.

Москвы оказывают Курьяновские очистные с
о-
оружения (КОС), после выпуска которых в р.

Москва резко увеличивается
концентрация прежде всего биогенных элементов


ионов аммония, нитр
и-
тов, фосфатов

(39, 40).



7


1.3
. Биологический контроль состояния вод
ной среды

Многообразные загрязняющие вещества, попада
ющие

в окружающую
среду, претерпева
ю
т в ней различные изменения, при этом токсическое де
й-
ствие

их
усилива
ется
.
Проведенные многочисленные исследования позвол
я-
ют говорить о

необходимости
использовани
я комплексных методов контроля
качества объектов окружающей природной среды (воды, почвы, воздуха),
позволяющих
более полно
оценить их качество и возможную опасность ра
з-
личных источников загрязнения (
20
).

Биологический контроль окружающей среды включает дв
е основные
группы методов: биоиндикацию и биотестирование.

Биоиндикация


метод оценки абиотических и биотических факторов
местообитания при помощи биологических систем

(13).

Она представляет собой
обнаружение и определение экологически
значимых природных

и антропогенных нагрузок на основе реакций на них
живых организмов, непосредственно в среде их обитания. Биологические и
н-
дикаторы обладают признаками, свойственными системе или процессу, на
основании которых производится качественная или количественная оц
енка
тенденций изменений, определение или оценочная классификация состояния
экологических систем, процессов и явлений (
28
).

Биотестирование
-

процедура установления токсичности среды с п
о-
мощью тест
-
объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того
,
какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных
функций тест


объектов
, сигнализирующих об опасности независимо от т
о-
го, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения у тест

-

объе
к-
тов

(
36
).


Тест

-

объект
-

образцы
природных или техногенных сред и объектов,
которые исследуются методом биотестирования (13).

Тест
-
культура


лабораторная популяция особей, как правило,
одного
вида живых организмов (тест


организмов), искусственно поддерживаемая
(культивируемая) на питат
ельной среде в стандартных условиях и использ
у-
емая при оценке токсичности при биотестировании (13).

Биологический метод оценки состояния системы позволяет решить
задачи, разрешение которых с помощью физических и химических методов
невозможно. Оценка степен
и загрязнения по составу бионтов позволяет
быстро установить его санитарное состояние, определить степень и характер
загрязнения и пути его распространения в экосистеме, а также дать колич
е-
ственную характеристику протекания процессов естественного самоочищ
е-
ния.

С целью
совершенствования системы оценок и контроля качества в
о-
ды примен
яются

биологически
е

методик
и



биотестировани
е


Качество воды
-

характеристика состава и свойств воды, определя
ю-
щее ее пригодность для конкретных видов водопользования (
27)
.

На
иболее полно методы биотестирования разработаны для гидроби
о-
нтов и позволяет использовать их для оценки токсичности загрязнений пр
и-
8


родных вод, контроля токсичности сточных вод, экспресс
-

анализа в сан
и-
тарно
-
гигиенических целях, для проведения химических а
нализов и решения
целого ряда других задач (
28
).

По результатам проведенного обзора авторы пришли к
выбору (из
большого количества
применяемых

методов)
, что

проведени
е

биотестиров
а-
ни
я

на
тест
-

культурах, таких как
инфузориях и редисе

является актуальным
.

Простейшие инфузории
-

одноклеточные организмы размером 120
-
300 мкм. Тело сигарообразной или веретенообразной формы, покрытое пло
т-
ной оболочкой (пелликулой). Передний конец закруглен, задний заострен
(13).





Инфузория


туфелька (
Paramecium caudatum
)

1.

ре
снички

2.

пищеварительные вакуоли

3.

микронуклеус

4.

ротовое отверстие

5.

глотка

6.

содержимое анальной вакуоли

7.

резервуар сократительной вакуоли

8.

макронуклеус

9.

трихоцисты

Рис.1.
Строение
Paramecium caudatum

Paramecium caudatum
-

массовый вид, обитающий в пресной воде с
высоким содержанием органических веществ. В сточной воде является часто
основным видом, полиальфа
-
мезосапробом. Простейшие, в том числе ре
с-
ничные инфузории, играют весьма значительную роль в функционировании
экосистем и жизни человека. В водоемах они питаю
тся бактериями и гни
ю-
щими органическими остатками, очищая воду (санитарная роль), сами же я
в-
ляются пищей для многих животных (13).

Биотестирование на простейших оценивается по реакции выживаем
о-
сти инфузории
Paramecium caudatum
. Острое токсическое действие
исслед
у-
емой пробы определяют по смертности (летальности) инфузорий за опред
е-
ленный период времени. Критерием острой токсичности пробы служит г
и-
бель 50% и более парамеций за 24 часа.

В практической экологии
о

востребованност
и

биотестирования
гов
о-
рит
ся в тре
бованиях, предъявляемых к процедуре определения класса опа
с-
ности отходов
, в том числе в
Приказ
ах

Министерства природных ресурсов и
экологии РФ № 511(2001 г) и N 536 (2014 г)
, которые

являются важными
9


нормативными актами, регламентирующими применение биологических
тест
-
систем для оценки экотоксичности отходов
.

Фитотестирование широко применяется для определения токсичности
природных сред, в первую очередь почв.

Фитотоксичность обычно регистр
и-
руют по
изменениям в формировании корневой системы, морфологических
характеристик надземной части растения, биомассе (общей и отдельных о
р-
ганов растения).

В исследовании основывались на отечественном опыте
в области ф
и-
тотестирования
, а также

учитыва
лись

международ
ные стандартные метод
и-
ки: определение загрязнения по задержке роста корня (1); определение з
а-
грязнения по развитию и росту растений (2)

Фитотестирование на высших растениях


это метод
, ко
торый был
модифицирован

и апробирован на кафедре агрохимии МГУ им. М
.В.
Лом
о-
носова Е.Х. Ремпе и Л.П.
Ворониной

(35)
.

Для определения токсичности проб предпочтительны мелкие семена с
небольшим запасом питательных веществ. Так, семена редиса характериз
у-
ются высокой энергией прорастания, повышенной отзывчивостью на токс
и-
чески
е вещества (особенно органической природы), оптимальными сроками
экспозиции, поэтому они часто используются в биотестировании почв
(13).

Основные преимущества
данных методов

по сравнению с традицио
н-
ными методами состоят в следующем:



учёт результатов проводится по воздействию на живые организмы;



возможность одновременной оценки действия на тест
-
объекты всего
спектра загрязнителей,



лишь 30
-
40 компонентов входят в обязательную схему исследований, в
то время как могут присутствовать бол
ее 100 000;



использование биотестов позвол
яет производить экспресс
-
оценку
то
к-
сичности вытяжек, стоков, смесей химических веществ с целью отбора
проб для детального химического анализа, что снижает стоимость и
с-
следований;



хронические биотесты позволяют оц
енить возможные отдалённые э
ф-
фекты.

Достоинство
выбранных тест
-
культур
состоит в доступности
данных
методов
и простоте осуществления. Он
и

позволя
ю
т охватить все характер
и-
стики исследуемой воды, включая гидрохимический, физический, бактер
и-
альный и другие к
омпоненты во всей их совокупности (
28
).

2.0.
Объект
и методы
исследования

2.1. Объект исследования

Объектом исследования являются
:

o

поверхностные воды:



Москвы
-
реки



пруда в Тропарёвском заказнике

10




пруда в жилом комплексе в
районе
Тропарёво
-
Никулино



родника
в Домодедовском районе

o

снежные покровы с территорий, различающихся по уровню антр
о-
погенной нагрузки


Рис.2. Места забора
проб
воды: 1.
п
оверхностные воды

Москвы
-
реки
; 2. п
о-
верхностные воды
пруда в жилом комплексе в Тропарёво
-
Никулино; 3. п
о-
верхностные воды
пруда в Тропарёвском заказнике; 4. поверхностные воды
родника в Домодедовском районе

2.2. Методы исследования

В работе использовались следующие методы

исследования
:



Эвристические методы

исследования: наблюдения, фотографии,
хронометраж,
группировки показателей.



Аналитические
:

физические, химические, механические



Биотестирование
:
фитотестирование, биотестирование на пр
о-
стейших




Биологические
:

микроскопия с помощью
бинокулярного

микр
о-
скопа



Математическая обработка

данных проводилась с помощью
ПЭВМ и пакетов прикладных программ «Strathclyde
Electrophysiology Software, WinWCP», «Статистика»

11




Методы обработки информации
:

с помощью пакетов прикладных
программ Microsoft Word, Microsoft Excel, Microsoft Power Point
2010

2
.3.
Посуда и материалы

Посуда, материалы, реактивы, аппаратура, необходимые для постано
в-
ки эксперимента:



Стеклянные колбы (250 мл)
,



Стеклянные
стаканчики (10 мл,
75 мл)



Воронки



Чашки Петри



Мерные пипетки
,

пипетки капиллярные
,

дозаторы пипеточные или
пипетки 0,6 мл



Семена редиса



Фильтровальная бумага или бумажные фильтры



Вода (дистиллированная)



Маркер по стеклу



Линейка



Прозрачный планшет с лунками минимального объёма 1 мл



Бинокулярный (стерео
-
) микроскоп с увеличением ×40



Термо
стат



Пробы воды из природных источников



Пробы снега

3.0.
Результаты и анализ
полученных
данных

исследования

3.1.

Фитотестирование

Биотестирование разнообразных субстратов (во
ды
) с помощью раст
е-
ний
-

стандартны
й

приём в биоэкологических исследованиях

был

использ
о-
ван при оценке качества среды
. Исследование проводили

с помощью метод
а,

который был модифицирован и апробирован на кафедре агрохимии МГУ им.

М.В.
Ломоносова Е.Х. Ремпе и Л.П. Ворониной

(35)
.

В данной методике исслед
овали

реакцию
высших растений
-

корней
проростков, т.к. они очень чувствительны к составу среды.

Для однородности пробы семена калибр
овали
, т.е. отбир
али

примерно
одинаковые по размеру и массе. Для проведения опыта требовалось не менее
240 семян редиса.

Этапы выполнения работы:



семена
редиса равномерно
р
аскладывали в

чашки П
етри на
фил
ь-
тровальную

бумагу по 10 штук. Исследования проводились
в
3
-
х

кратной
п
о-
вторности.



в
каждую чашку Петри
д
о
бавляли

по 8 мл жидкости: в контрол
ь-
ный вариант


дистиллированную воду.

12




чашки
Петри с семенами
поме
щали

в термостат при температуре
25
°
С на четверо суток.



по
окончании четырёх дней для каждой
повторности

опыта с
о-
став
ля
ли расчетную таблицу.



измерения
длин
ы

главного корня у проростков в каждой из чашек
Петри

проводили с помощью линейки
. Данные зан
о
с
и
ли в таблицу.

В ходе проведения исследования были получены следующие результ
а-
ты
.

Фитотестирование: пробы воды из природных водоёмов

№1
Контроль
(дистиллированная вода)

Табл. 1. Длина главного корня у семян редиса, проросших в дистиллирова
н-
ной воде.

Номер
образца

Длина главного корня редиса (см)

повторность

№1

повторность

№2

повторность

№3

1

9.5

12.7

7.2

2

8.1

10.6

6.4

3

7
.0

8.5

8.4

4

8
.0

4.5

9.5

5

3.2

8.9

3.2

6

4.1

12
.0

4.5

7

9.5

6.2

10.1

8

3
.0

3
.0

2.6

9

8.5

6.7

6
.0

10

4.5

3.6

Не проросло

1.

Средняя длина главного корня проростка (см):

1 повторность: 6.54

2 повторность: 8.56

3 повторность: 5.79

2.

Общая средняя длина главного корня проростка (см): 6.96

3.

Разность процентной величины, в сравнении с контролем: 100% (т.к. ко
н-
троль)

У всех проростков
хорошо не развиты боковые корни, сужающийся гла
в-
ный корень, средней длины стебли.


13


№2
Вода из ключа в Домодедовском районе


Табл.

2. Длина главного корня у семян редиса, проросших в воде из ключа в
Домодедовском районе

Номер образца

Длина главного
корня ре
диса

(см)

повторность
№1

повторность

№2

повторность

№3

1

4.5

2.4

6.2

2

7.5

2.7

2.9

3

6.5

7
.0

7.6

4

5.4

8.8

3.3

5

3.9

4.7

2.5

6

7.2

2.6

5.8

7

2.3

4.1

3.2

8

1.2

2.4

*0.1+0.5

9

2.3

4.7

3.4

10

2.7

3.9

5.3

*
из одного семечка проросло два ростка

1.

Средняя длина главного корня проростка (см):

1 повторность: 4.35

2 повторность: 4.33

3 повторность: 4.08

2.

Общая средняя длина главного корня проростка (см): 4.25

3.

Разность процентной величины, в сравнении с контролем: 61.05%

У всех проростков сужающийся гла
вный корень, не развиты боковые
корни.

№3
Вода из Москвы
-
реки


Табл
.

3. Длина главного корня у семян редиса, проросших в воде из

Москвы
-
реки.

Номер образца

Длина главного
корня редиса

(см)

повторность

№1

повторность

№2

повторность

№3

1

6
.00

5.7
0

**0
.00

2

4.1
0

6.4
0

4.5
0

3

4.1
0

3.8
0

5.7
0

4

5.35

6.6
0

7.5
0

14


5

3
.00

4.8
0

6.6
0

6

6.7
0

5.6
0

5.6
0

7

3.7
0

5.9
0

3.8
0

8

4.6
0

5.1
0

7.9
0

9

6.6
0

1.3
0

5
.00

10

Не проросло

**0
.0
0

Не проросло

**корня нет
, только стебель

1.

Средняя длина главного
корня проростка

(см):

1
повторность: 4.42

2 повторность: 4.52

3 повторность: 4.66

2.

Общая средняя длина главного корня проростка (см): 4.5

3.

Разность процентной величины, в сравнении с контролем: 64,66%

У всех проростков боковые корни не развиты, тонкий главный корень,
ломкий корешо
к короткий толстый стебель.

№4
Вода из пруда в Тропарёвском заказнике


Табл
.

4. Длина главного корня у семян редиса, проросших в воде из пруда в
Тропарёвском заказнике

Номер образца

Длина главного корня редиса (см)

повторность

№1

повторность

№2

повторность

№3

1

5.8

6.5

6.5

2

7.4

9.5

7.6

3

3.5

5.5

4
.0

4

3.8

4.4

3.8

5

6.5

5.4

5.5

6

3.1

6
.0

6.7

7

4.9

5
.0

3
.0

8

5
.0

6.4

3.9

9

4
.0

3.6

3.4

10

**0
.0

5
.0

Не проросло

**корня нет
, только стебель

1.

Средняя длина главного корня проростка (см):

15


1
повторность: 4.4

2 повторность: 5.73

3 повторность: 4.44

2.

Общая средняя длина главного корня проростка (см): 4.86

3.

Разность процентной величины, в сравнении с контролем: 69.83%

У всех проростков короткий сужающийся главный корень, не развиты бок
о-
вые корни.


5
Вода из пруда в жилом комплексе в Тропарёво
-
Никулино


Табл. 5. Длинна главного корня у семян редиса, проросших в воде из пруда в
жилом комплексе Тропарёво
-
Никулино

1.

Средняя длина главного корня проростка (см):

1 повторность: 6.75

2
повторность: 3.84

3 повторность: 5.02

2.

Общая средняя длина главного корня проростков (см): 5.2

3.

Разность процентной величины, в сравнении с контролем: 74.71%

У всех проростков сужающийся главный корень, не развиты боковые
корни, длинный стебель.

Фитотестиров
ание
:

пробы
снега,

взяты
е

с территорий, различа
ю-
щихся по уровню антропогенной нагрузки


Номер образца

Длина главного корня редиса (см)

повторность

№1

повторность

№2

повторность

№3

1

5.4

4.5

4.8

2

7.5

7.6

7.8

3

7.8

4.2

3.6

4

8.2

4.4

4.9

5

11.1

2.4

3.9

6

9.8

7.8

5.5

7

9.5

4.7

4.2

8

0.1

2.8

6.5

9


2
.0

Не проросло

9
.0

10

6.1

Не проросло

Не проросло

16


№1
Контроль
(дистиллированная вода)


Табл
.

6. Длина главного корня у семян редиса, проросших в дистиллирова
н-
ной воде

Номер образца

Длина главного корня редиса (см)

повторность

№1

повторность
№2

повторность

№3

1

8.7

12.1

12.3

2

7.6

10.7

8.3

3

10.1

9.7

10.1

4

8
.0

5.4

5
.0

5

3.4

10.2

9.7

6

11.9

11.8

6.5

7

8.3

11.9

10.4

8

11.6

10.7

3.4

9

5.1

**
0
.0

4.1

10

Не проросло

Не проросло

9.1

**корня нет
, только стебель

1.

Средняя длина главного корня проростка (см):

1 повторность: 7.47

2 повторность: 8.25

3 повторность: 7.89

2.

Общая средняя длина главного корня проростков (см): 7.87

3.

Разность процентной величины, в сравнении с контролем: 100% (т.к.
контроль)

У всех проростков
хорошо развиты боковые корни, сужающийся главный
корень, средней длины стебли.

№2
Снег из двора в жилом комплексе Тропарёво
-
Никулино


Табл
.

7. Длина главного корня у семян редиса, проросших в растаявшем сн
е-
гу, взятом с зелёной зоны в жилом комплексе Тропар
ёво
-
Никулино

Номер образца

Длина
главного корня

редиса (см)

повторность

№1

повторность

№2

повторность

№3

1

12.8

7.6

13.1

2

12.1

8.9

11.6

17


3

14.2

6.4

10.3

4

5.1

5.1

9.4

5

8.9

10.1

10.2

6

11.1

14.1

13.4

7

10.3

13.3

8.7

8

9.5

13.5

6.7

9

4.4

10.5

13.4

10

Не проросло

8.1

6.3

1.

Средняя длина проростка (см):

1 повторность: 8.84

2 повторность: 9.76

3

повторность: 10.31

2.

Общая средняя длина главного корня проростков (см): 9.64

3.

Разность процентной величины, в сравнении с контролем: 122.49%

У всех
проростков боковые корни плохо развиты, толстый главный к
о-
рень, длинный толстый

стебель.

№3
Снег, взятый у автомобильной трассы


Табл
.

8. Длина главного корня у семян редиса, проросших в растаявшем сн
е-
гу, взятом у автомобильной трассы в районе Тропарёво
-
Ни
кулино

г. Москвы

Номер образца

Длина главного корня редиса (см)

повторность

№1

повторность

№2

повторность

№3

1

3.5

3.6

9.3

2

13.1

2.2

13.4

3

6.9

9.6

6.4

4

10.5

3.5

10.4

5

1.5

6.6

7.6

6

9.1

3.4

5
.0

7

10

10.5

8.1

8

11.5

Не проросло

2.4

9

4.6

Не
проросло

1
.0

18


10

**
0
.0

Не проросло

1
.0

**корня нет
, только стебель

1.

Средняя длина проростка (см):

1 повторность: 7.07

2 повторность: 3.94

3 повторность: 6.46

2.

Общая средняя длина главного корня проростков (см): 5.823

3.

Разность процентной величины, в
сравнении с контролем: 73.99%

У всех проростков боковые корни не развиты, тонкий главный корень,
ломкий ко
решок, длинный толстый стебель.

3.2.
Биотестирование
на инфузориях
.


При проведении эксперимента
использовали
методику определения
токсичности отходов
, почв, осадков сточных, поверхностных и грунтовых
вод
модифицированным
методом биотестирования с использованием разн
о-
ресничных инфузорий
Paramecium

caudatum

Ehrenberg
, разработанную в
МГУ имени М.В. Ломоносова (ЛЭТАП). Авторы: А.А. Рахлеева, В.А. Тер
е-
хова.


Для биотестирования

на простейших

использовали
культивирование
тест
-

культур.

Тест
-
культура представляет собой суспензию одноклеточных
инфузорий
-

туфелек
Paramecium caudatum
. Культуру парамеций выращив
а-
ют в термостате при температуре +22±2°С.

Инфуз
ории культивир
овались

в десятикратном разведении среды Л
о-
зина
-
Лозинского, приготовленной растворением следующих навесок солей в
дистиллированной воде: 1,0 г
NaCl
; 0,1 г
KCl
; 0,1 г
MgSO
4
; 0,1 г
CaCl
2
×
H
2
O
;
0,2 г
NaHCO
3
. В качестве корма использовали 3 см
3
д
рожжевой водной су
с-
пензии хлебопекарных дрожжей. В качестве культиваторов использ
овали

чашки Петри (диаметр 9 см). Пересева
ли

культуру инфузорий один раз в 10
дней. Для этого в чистые чашки Петри наливают на половину чашки культ
и-
вационной воды и добавляют
по 1 мл суспензии дрожжей. Для приготовл
е-
ния дрожжевой суспензии 1 г свежих или 0,5 г сухих хлебопекарных
дрожжей заливают 50 см
3

культивационной воды. После набухания суспе
н-
зию тщательно перемешива
ли
. Перед кормлением дрожжевую суспензию
тщательно
перемешива
ли
, отстаива
ли

в течение одной минуты и надосадо
ч-
ную жидкость использ
овали

для кормления. Таким образом, содержимое ч
а-
шек Петри
являлось
питательной средой для выращивания парамеций. В
свежую питательную среду перенос
или

часть суспензии с инфузор
иями
(около одной трети содержимого) из старой чашки Петри и помеща
ли

в те
р-
мостат. Чашки держа
ли

прикрытыми крышками только на
2
/
3
.

Для биотестирования

на простейших

использовали
планшет с лунк
а-
ми. Расположив чашку Петри с культурой инфузорий на предметном

столике
стереомикроско
па, глядя в микроскоп, отлавливали

несколько особей капи
л-
лярной пипеткой и перен
если

в лунки планшет
а
. Поме
стили

по 10 ― 12 ос
о-
19


бей в каждую лунку. В сумме выборка инфузорий для каждого варианта
насчитыва
ла

не менее 30 особей.

При пом
ещении тест

-

организмов количество культуральной жидк
о-
сти в лунке не
превышало

0,02 см
3
. После помещения инфузорий в планшет в
контрольные лунки нали
ва
ли

по 0,6 см
3

культивационной воды, в опытные


по 0,6 см
3

тестируемой пробы. Отме
ча
ли

время начала биот
естирования и
подсчит
ыва
ли

под микроскопом количество особей в каждой лунке. В пр
о-
цессе экспозиции ни в контрольных, ни в опытных лунках кормление тест
-
организмов не осуществля
ли
.

Подсчет выживших и погиб
ших особей осуществляли через 1
0 мин,
2
0 мин

и
30 ми
н

под микроскопом. Выжившими счита
лись

инфузории, кот
о-
рые свободно перемеща
лись

в толще воды. Обездвиженных особей относ
или

к погибшим.

Токсическое
действие исследуемой пробы определя
лось

по смертн
о-
сти (летальности) инфузорий за определенный период экспозиции.

В ходе исследования были получены результаты приведенные ниже.

Биотестирование: проба снега у автомобильной трассы

Табл
.

9. Выживаемость особей
Paramecium caudatum

при добавлении раст
а-
явшего с
нега, взятого у автомобильной трассы в районе Тропарёво
-
Никулино

Продолжительность

Количество особей

(
шт.
)

Повторность


1

Повторность



2

Повторность



3

На
чало

Эксперимента (0мин)

12

11

12


Через

10 мин

10

8

9


Через

20 мин

8

6

7


Через

30 мин

4

4

5

Для оценки острой токсичности пробы рассчитывали процент поги
б-
ших парамеций (А,

%)


=

��
÷
��
×
100%
, где Xi ― среднее арифметич
е-
ское количество исходных особей; Xt ― среднее арифметическое количество
погибших особей в тестируемой воде через
пол
часа.

A
=
62,8
%



20


Выводы

1.

Анализ
научных источников

литературы
показал, что
для решения
актуальной проблемы загрязнения окружающей среды токсинами
необходим
комплексный подход и
поиск экспресс методов для
оценки степени загрязнения среды
, дающих быструю и объекти
в-
ную информацию
,

позволяющи
х

оценить и предотвратить вредное
влияние на человека, сни
зить

техногенные риски
.

2.

Сравнительная оценка исследованн
ых водных образцов методом
фито
тестирования показала,

что

во

всех вариантах наблюдается
снижение процентного содержа
ния длины корней относительно
контроля, что может свидетельствовать о неблагоприятной эколог
и-
ческой ситуации природных водоемов. Снижение длины корней р
е-
диса варьировало от 35 до 25% относительно контроля и располаг
а-
лось в следующем порядке: вода из ключа
в Домодедовском районе


вода

из Москвы
-
реки < вода из пруда в Тропарёвском заказнике <
вода из пруда в жилом комплексе в Тропарёво

-

Никулино.

3.

Анализ исследованных проб снега методом фитотестирования пок
а-
зал, что снижение длины корней в образцах,
отобранных около а
в-
тотрассы, составило 25% относительно контроля. В образцах снега,
отобранных во дворе жилого комплекса Тропарёво
-

Никулино, з
а-
фиксировано стимулирующее действие на рост корней редиса (на
23% относительно контроля).

4.

Сравнительная оценка о
бразцов снега с использованием
Paramecium
caudatum

свидетельствует, что имеет место различная реакция и
н-
фузорий в исследованных образцах. Токсичность снежных вод, от
о-
бранных у трассы, по отношению к

тест

-

объекту в 2,4
-
3 раза выше
относительно контрол
ьных

образцов
.



21


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.

ИСО 11269
-
1
-
2012 «Качество почвы. Определение воздействие загря
з-
няющих веществ на флору почвы. Часть.1 Метод измерения замедления р
о-
ста корней

2.

ИСО 11269
-
2
-
2012 Качество почвы. Определение воздействие загря
з-
няющих веществ на флору почвы.Часть 2.Воздействие химикатов на

всх
о-
жесть и рост высших растений

3.

ФР.1.39.2006.02506. ПНД.Ф Т

14.1:2:3.13
-
06 (ПНД Ф Т 16.1:2.3:3.10
-
06)
Методика определения токсичности отходов, почв, осадков сточных, повер
х-
ностных и грунтовых

вод методом биотестирования с использованием разн
о-
ресничных инфузорий
Paramecium

caudatum

Ehrenberg
. Организации
-
разработчики: МГУ имени М.В. Ломоносова (ЛЭТАП). Авторы: А.А. Рахле
е-
ва, В.А. Терехова.

4.

ФР.1.31.2012.11560 Методика измерений биологической акт
ивности
гуминовых веществ методом фитотестирования
. Организации
-
разработчики:
МГУ имени М.В. Ломоносова (ЛЭТАП), ИПЭЭ РАН, ООО «ЭкоБио Тест»,
АНО «Экотерра». Авторы: В.А. Терехова, О.С. Якименко, Л.П. Воронина,
К.А. Кыдралиева

5.

ГОСТ 2761
-
84. Источники центр
ализованного хозяйственно питьевого
водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора.
Постановление Госстандарта СССР от 27.11.1984 №4013. М
.
: Стандарти
н-
форм. 2006

6.

Приказ

Министерства природных ресурсо
в и экологии РФ № 511
(2001г)
"Об

утверждении Критериев отнесения отходов к I
-
V классам опа
с-
ности по степени негативного воздействия на окружающую среду"

7.

Приказ

Министерства природных ресурсов и экологии РФ



536
(2014г)

"Об утверждении Критериев отнесения отходов к I
-
V классам опа
с-
ности

по степени негативного воздействия на окружающую среду"

8.

СанПиН 2.1.4.1110
-
02.
Зоны санитарной охраны источников водосна
б-
жения и водопроводов питьевого назначения

9.

Ашихмина Т.Я. и др. Биоиндикация и биотестирование


методы п
о-
знания экологического состояния

окружающей среды.


Киров, 2005

10.

Баранов Б.А., Акимова Н.А., Соколов А.Ю. Основы научных исслед
о-
ваний: учебное пособие.
-

М.,
Изд
-
во Рос. Экон. Акад, 2007

11.

Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биот
е-
стирование: учеб. пособие для студ. высш.

учеб.заведений / О.П. Мелеховой ,
Е.А Егоровой, Т.И Евстегнеева и др.; под ред. О.П. Мелеховой, Е.А Егор
о-
вой.
-
М.: Изд
-
во

«Академия», 2007

12.

Биомониторинг мета
ллов в пресноводных экосистемах, монография,
А.М.

Никаноров, А.В. Жулидов.
-

Л.: Гидрометеоиздат, 1
991

13.

Биотест
-
системы для задач экологического контроля: методические р
е-
комендации по практическому использованию стандартизированных тест
-
культур, В.А. Терехова и др.
-

М.,
Изд
-
во «Доброе слово», 2014

22


14.

Биологические методы оценки природной среды / П
од редакци
ей Н.Н.
Смирнова
-

М.,

Изд
-
во

«Наука»,1978

15.

Брагинский Л.П. Методологические аспекты токсикологического би
о-
тестирования на Daphnia magna Str. и др. ветвистоусых ракообразных (крит
и-
ческий отбор) /Л.П.Брагинский // Гидробиологический журнал.
-
2000.
-
№5

16.

Водоот
ведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов.
Гигиенические требования к охране поверхностных вод (утв. Главным гос
у-
дарственным санитарным врачом РФ 22.06.2000). СанПиН 2.1.5.980
-
00. 2000

17.

Водосбор. Управление водными ресурсами на водосборе: М
онография /
Под науч. ред. А.М.Черняева.
-

Екатеринбург. Изд
-
во

“Виктор”, 1994

18.

Мануйлова Е.Ф. Ветвистоусые рачки (
Cladocera
) фауны СССР.
-

М.,
1964

19.

Дятлова Е.С. Методы гидробиологических исследований. Сравнител
ь-
ная чувствительность ветвистоусых ракообразных
к бихромату калия / Е.С.
Дятлова // Экология
моря.
-

2001.
-

вып. 58

20.

Евгеньев М.И. Тест
-

методы и экология /

М.И.Евгеньев // Соросовский
образовательный журнал.
-
1999.
-
№11

21.

Иванов Д.В., Зиганшин И.И., Осмелкин Е.В. Региональные фоновые
концентрации металлов

в донных отложениях РТ // Ученые записки Каза
н-
ского ун
-
та. Сер. Естеств. науки.
-
2010
-

Т.
-

152. кн. 1

22.

Иванов Д.В., Никитина Е.В. Геохимический мониторинг тяжелых м
е-
таллов в водах Нижнекамского водохранилища и его притоков. Экологич
е-
ские проблемы промышленн
ых регионов // Материалы Седьмой всеросс.
научно
-
практ. Конф. Екатеринбург: Изд
-
во

АМБ. 2006

23.

Копысов В.А.
,

Биоиндикация токсичности природных вод с помощью
дафний.// Экология родного края, Киров, 1996

24.

Латыпова В.З., Шагидуллин P.P., Поздняков Ш.Р.
Геоэкологический
мониторинг излучины р. Казанки как фактора химического загрязнения Ку
й-
бышевского водохранилища // Георесурсы, 2011.
-

№ 2(38).

25.

Лесников Л.А. Методика оценки влияния воды из природных водоемов
на Daphnia magna Straus: Методики биологических

исследований по водной
токсикологии. / Л.А. Лесников. М.: Наука, 1971

26.

Линник П.Н. О содержании и фор
мах миграции тяжелых металлов в
донных отложениях пресных и солоноватых водоемах / П.Н. Линник // Вза
и-
модействие между водой и седиментами в озерах и водох
ранилищах: мат.
школы
-
сем. Борок, 1984

27.

Методическое руководство по биотестир
ованию воды: РД 118
-

02
-
90.

М., Госкомпророды, 1999


28.

Мел
е
хова

О.П., Егорова Е.А., Евстенгеева Т.И. Биологический ко
н-
троль окружающей среды: биоиндикация

и биотестирование: уч. пособие для
студ. высш. учеб. заведений. М.: Наука, 2007

29.

Мичукова М.В. Влияние загрязняющих веществ на плодовитость
Daphnia magna Str./ М.В. Мичукова, А.В. Канарский // Сборник тезисов Ме
ж-
регион. Конф. молодых ученых «Пищевые технол
огии».


Казань: КГТУ,
2003

23


30.

Мичукова М.В. Оценка токсичности сточных вод предприятий


о
с-
новных источников загрязнения р. Волги в районе г. Волжска методом би
о-
тестирования на Daphnia magna Str. / М.В. Мичукова, А. С. Джафаров, В. В.
Кондратьева // Материал
ы «Круглого стола» Водные ресурсы. Проблемы и
пути их решения.
-

Йошкар
-
Ола, 2003

31.

Мичукова М.В. Культивирование Daphnia magna Str. в биологически
очищенных городских сточных водах / М.В. Мичукова, А.В. Канарский и др.
// Сборник материалов 1
-
ой Всероссийс
кой научной конференции.


Казань:
ТГПУ, 2006

32.

Мичукова М.В.,

Эффективность различных способов оценки токсичн
о-
сти воды / М.В. Мичукова, А.В. Канарский, З.А. Канарская // Экологические
проблемы отраслей народного хозяйства: Сборник научных трудов по мат
е-
риал
ам Межд. научно
-
практической конференции.
-

Пенза: Изд
-
во

Пенз. Гос.
Технол. Акад.

2006

33.

Михайлов В.Н., Добровольский А.Д., Добролюбов С.А.Гидрология.
Учебник для
ВУЗов.
-
2е изд. Исп.
-
М: Высшая школа, 2007

34.

Оксинюк О.П., Жукинский В.Н. и др. Комплексная экол
огическая
классификация качества поверхностных вод суши/Гидробиологический жу
р-
нал,
1993.
-
т29, вып.4
-

с 62

35.

Практикум по агрохимии. Под редакцией академика PACXH Минеева
В.Г.Издательство: M.: Изд
-
во МГУ, 2001

36.

Рамад Ф. Основы прикладной экологии.


Л.: Гидро
метеоиздат, 1981

37.

Федосеева Е.В. др. Практическая экотоксикология: оценка чувств
и-
тельности биотест
-
культур: учебное
пособие.
-

М.,
Изд
-
во ГЕОС, 2016

38.

https
://
ru
.
m
.
wikipedia
.
org
.

39.

http://www.dpioos.ru/eco/ru/water

40.

http://www.dpioos.ru/eco/ru/water/o_15084



Приложенные файлы

  • pdf 1237239
    Размер файла: 905 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий