Биотестирането е метод за оценка на качеството на местообитанието (токсичността на веществата) с помощта на експерименти с тестови обекти.Определен брой (обикновено 10) тестови обекти се поставят в проби от естествена вода и след изтичане. Те го сравняват с контролата за известно време (Например, дафния: отнема 4 дни, за да се определи остра токсичност, 20-24 дни за хронична токсичност.) Пробата от дънните утайки се изсушава, прави се екстракт, след което всичко е по схемата с дафния

Биотестване при оценка на токсичността на отпадъчните води

При изследване на отпадъчните води за токсичност не е позволено да се взема една проба.Броят на необходимите порции се избира въз основа на опита от провеждането на анализ (съгласно методическите инструкции и държавните стандарти), пробите обикновено се вземат на всеки час през деня , след това всичко се разбърква старателно и се взема необходимото количество вода за биотестове .пробите взети за изследване на токсичността не могат да се консервират и тук всичко е както в 1-ви въпрос: два буркана с тестова вода и контрола

Биотестване при оценка на токсичността химически вещества. Индикатори за токсичност (LC50, LD50 и др.)

Токсичността на химикалите се определя от леталната доза (за топлокръвни тестови обекти) и леталната концентрация (за водни). LC50 (year.conc.) - такава концентрация в-Ba, която причинява смъртта на 50% от тест ормите за определено време Водораслите също се използват като тестови обекти, за тях е невъзможно да се определи LC50, следователно , индикаторът IC50 (инхибиторна концентрация-забавяне на растежа на културата).За определяне на токсичността на химичните вещества се разрежда във вода в съотношение 1/10,1/100,1/1000. Вземете 2 проби (буркани) и контрола.След определеното време пробите се сравняват с контролата, избира се такава концентрация, за да се определи точно LC50

Тестови организми, използвани в биотестовете. Критерии за избор на тестови организми

Тестови обект - организъм, използван при оценката на токсичността на вещества, дънни утайки, води и почви. Той е специално отгледан в лабораторни условияорганизми, с различна систематична принадлежност (плъхове, водорасли, протозои, риби) Изисквания към тях: генетично хомогенни (чисти линии), адаптирани към лабораторни условия, в идеалния случай реакцията не трябва да зависи от сезонни и дневни цикли Наборът от тестови обекти е определени от методи

тестови функции

Тестова функция - критерий за токсичност, използван в биотестовете за характеризиране на реакцията на тестов обект към вредно (отрицателно) въздействие на околната среда. Например: смъртност/оцеляване (обикновено се използва за протозои, насекоми, ракообразни, риби), плодовитост/брой на потомството, времето на появата му, появата на необичайни отклонения.За растенията скоростта на покълване на семената, дължината на първични корени и др.

Основните критерии за оценка на токсичността въз основа на резултатите от биотестовете

Токсичният ефект е промяна във всички жизнени показатели под въздействието на токсиканти, в зависимост от характеристиките на ин-ин. При умиране в проба<10% от контроля можно говорить о том,что среда не токсична.10-50% - среда безвредна.>50% - околната среда е токсична

Пробовземане, транспортиране на пробите, подготовката им за биотест

За да получите надеждна информация за токсичните свойства на дадена проба, тя трябва да бъде правилно взета и съхранена до извършване на теста.Използвайки карта или диаграма на река, изберете места за вземане на проби (станции). За по-точна оценка на качеството на водата се вземат няколко проби на всяка станция. Пробата се изстисква и прехвърля в пластмасов контейнер.Биотестването на водните проби се извършва не по-късно от 6 часа след вземането им.При продължително транспортиране на пробата температурата й може да се понижи до +4 градуса

Характеристики на остри и хронични експерименти с биотест

тестът за остра токсичност се изразява в смъртта на организми за определен период от време (понякога няколко секунди или няколко дни).Хроничната токсичност се проявява само след няколко дни и като правило не води до бърза смърт на на организма, изразява се в нарушение на жизнените функции, възникване на токсикоза

При оценката на екологичната обстановка е необходимо да се вземе предвид токсичността както на анализираните групи замърсители, така и на продуктите от техния метаболизъм. Някои замърсители в естествената среда под въздействието на ултравиолетовото лъчение, при промяна на киселинно-алкалните условия и др. могат да образуват вещества, които са по-токсични от първоначалните. Освен това често отвъд аналитични изследванияВъпреки това, поради научните и методологични трудности на изследването, комбинираният ефект на замърсителите остава, проявяващ се в адитивност, потенциране и инхибиране на действието. В тази връзка, в допълнение към обичайните методи за химико-аналитичен контрол, използвани за решаване на проблемите с определянето на източниците на замърсяване, оценката на качеството на състоянието на околната среда или мониторинга на околната среда, е ефективно да се използват методи за биотестиране.

Биотестваненаречен метод за определяне на степента на токсични ефекти на физични, химични и биологични фактори на околната среда, които са потенциално опасни за живите организми на дадена екосистема. Биотестирането се извършва експериментално в лаборатория или в естествени условия чрез регистриране на промените в биологичните значими показателиизследвани природни или природно-техногенни обекти с последваща оценка на тяхното състояние в съответствие с избраните критерии за токсичност. По същество биотестирането е определяне на токсичността на проба (вода, почва, дънни седименти и др.) за дадена култура от организми при експериментални условия.

Тест обекти (организми) могат да бъдат бактерии, дрожди, протозои, водорасли, пиявици, мекотели, риби и др. отделни тела, тъкани или клетки. Биотестът се използва за определяне на обща токсичност, мутагенност и канцерогенност. В първия случай се регистрират показатели за смъртта на организмите, морфологични нарушения, морфологични и функционални промени и отклонения в тяхното поведение и двигателна активност. Изследването на мутагенността и канцерогенността се извършва чрез краткосрочни тестове за фиксиране на хромозомни увреждания, генни мутации и увреждане на ДНК с оценка на опасността от веществото. Методът за биотестиране понякога се разглежда като алтернатива на системата за максимално допустими концентрации на замърсители в различни компоненти на околната среда, която според редица изследователи (Опекунов, 2014) е слабо обоснована в своята научна и методологична същност.

Въздействието върху изпитвания обект може да се извърши чрез симулиране на всички възможни начининавлизане на вредни вещества в тялото. Основната среда за изпитване е вода, по-рядко атмосферен въздух. Също така е възможно да се изследва непрякото въздействие върху тестовия обект на твърди компоненти на околната среда: почви, млечни утайки, почви. В този случай се използват водите от порите на тези среди или водни екстракти от тях, получени с помощта на конвенционални техники. В допълнение, биотестовете могат да се извършват във фазата на частиците. Въпреки това, основният обект на приложение на методите за биотестиране са все още отпадъчните и природни води.

IN последните годиниметодите за биотестиране започнаха активно да се използват при оценката на качеството на морската среда. На първо място, това се дължи на широкомащабното разработване на петролни и въглеводородни ресурси на континенталния шелф и континенталния склон на Световния океан. Тестовете са насочени към оценка на качеството на морската среда, както и токсичността на промишлени и сондажни води и сондажни отпадъци. В същото време най-трудният проблем при тестването на морската среда остава изборът на тестови обекти, които във вече установената практика на биологичен контрол са представени главно от сладководни форми на организми. Ето защо понастоящем при провеждането на биотестове на морската среда се предпочитат видовете, които естествено обитават тези водни площи.

Методът на биотестирането се основава на сравнението на тестови проби с контролни проби за определен период от време. В този случай се провеждат експериментални биотестове (до няколко часа), оценка на острите токсични ефекти (в рамките на 1-3 дни след експозиция), хронични токсични ефекти (след 7-10 дни експозиция), както и прогноза за дългосрочни последствия (след 2-3 седмици експозиция) могат да бъдат извършени. ). Общо досега са разработени повече от 50 стандарта.

Най-често използваният тестов обект е ракообразното Daphnia tadpa, който се използва при мониторинг на токсичността на отпадъчните води и идентифициране на източници на замърсяване. Тестовете за поведенческите и физиологичните реакции на рибите (метод за тестване на риби), по-специално за реакцията на рибите, напускащи опасната зона, получиха широко одобрение. Промените се използват и като индикатори за токсичност за околната среда. двигателна функцияпиявици, реакции на затваряне на клапата на мекотели, нива на потребление на кислород при холотуриите и др.

За да се определи токсичността на естествени пресни води и млечни утайки, отпадни води и отпадъчни сондажни течности, Министерството на природните ресурси на Руската федерация (2002) препоръча използването на методи за биотестиране за намаляване на нивото на бактериална биолуминесценция Photobacterium phosphoreum, намалявайки увеличаването на броя на ресничките Tetrahymena pyriformis, инхибирайки растежа на сладководни водорасли scenedesmus quadricauda,смърт на ракообразни Daphnia tadpaИ Ceriodaphnia affinis,оцеляване и плодовитост на ракообразните Ceriodaphnia affinis,смърт на риба гупи Poecillia reticulata.

Оценката на токсичността на морските води и дънните седименти, отпадъчните води с различна степен на соленост и отпадъчните сондажни течности, изхвърляни в морските води, се препоръчва от Министерството на природните ресурси на Руската федерация, като се използват методи за биотестиране за инхибиране на растежа на едноклетъчни водорасли Phaeodactilum tricomutum, смърт на ракообразни Артемия салинаи риба Poecillia reticulata,намаляване на нивото на биолуминесценция на бактериите photobacterium phosphoreum.

Флуоресцентният анализ на водорасли и висши растения се използва в редица биологични тестови системи, използвани в екотоксикологията. Чрез интензитета на флуоресценцията, възбудена от постоянна светлина, е възможно да се определи концентрацията на хлорофил в морската вода при ниските му стойности (до 0,05 mg / m 3 хлорофил А).Промените във флуоресценцията с различна интензивност на възбуждане могат да служат като индикатор за фотосиптичната активност и физиологично състояниефотосинтезиращи организми. Методът за измерване на изобилието и показване на промяната в състоянието на фитопланктона в природните води по флуоресцентен метод (FR.1.39.2011.11246, PNDF 14.2.268-2012) е одобрен за целите на държавния екологичен контрол по раздел „Количествени химичен анализ на водите” (Котелевцев и др., 2012). Като цяло методът позволява да се даде интегрална оценка на качеството на естествената вода, тъй като промяната във фотосинтетичната активност може да бъде причинена както от нейното замърсяване, така и от неблагоприятни фактори на околната среда, като напр. топлинаи соленост, липса на елементи на минерално хранене и др. (Мелехова, 2007; Кузнецова и др., 2011). В съвременната практика стандартизираните методи за биотестиране на токсичността на проби от повърхностни пресни, смлени, питейни, отпадъчни води, водни екстракти от почвата, утайки от отпадъчни води и отпадъци върху сладководни зелени микроводорасли от рода ХлорелаИ сценедесъмкултивирани по общоприетия метод. Основните показатели за токсичния ефект са растежът и оцеляването на културата, промяната в нивото на флуоресценция на хлорофила и броя на клетките на водораслите (К). С. Григориев // PND F T 14.1:2:4.10-04, M.2004 FR. 1.39.2007.03223; Н. С. Жмур, Т. Л. Орлова // FR.1.39.2007.03223/2007 и др.). IN напоследъксе появиха работи по биотестиране на ефекта на наночастиците върху екосистемите (фиг. 26). Водораслите се считат за обещаващи обекти за тестване на наноматериали, при които инхибирането на растежа, промените в клетъчната морфология и флуоресценцията са изследвани като биосензори на токсикологични ефекти (Kotelevtsev et al., 2012). Така например беше установено влиянието на сребърните наночастици, нанотръби, нанодиаманти и нанокомпозити върху флуоресценцията на водораслите. Chlorella вулгарисИ Chlamydomonas reinhardtii(Matorin et al., 2009).

За цялостен екологичен мониторинг на промените в морската среда в районите на развитие на морските нефтени и газови находища S. A. Patin (1997) предлага да се използват тестови реакции на бактерии, протозои Stylonichia mytilis, Tintinnop-

Ориз. 26.

sis biroidea, Noctiluca seintillans, Cristigera, едноклетъчни водорасли Coscinodiscus, Ditylum, Gyrodinium, Exuviella, макрофити , зоопланктон Acartia, Eurotimora, Tigriopus, Calanipeda, Artemia salina, риба Salmo gairdner, Trachurus trachurus, Limanda limanda, Gadus morhua, Scophthalmus maximus, Sprattus sprattus, Spicara smartsи макробентос и други (Таблица 10).

За определяне на токсичността на техногенно замърсените почви широко се използва измерването на кълняемостта на семената и дължината на корените на разсад от висши растения (RD 52.18.344-93, ISO 11269 и др.). По-специално за тази цел се изследват семена от овес. Ovena sativa(Методология на Санкт Петербургския научноизследователски център по икономика и икономика на Руската академия на науките, FR. 1.39.2006.02264), репички Raphanus sativus(Нечаева и др., 2010; Воронина, 2013), кресон Lepidium sativum(Eremchenko, 2013; Seifert et al., 2013; Maistrenko et al., 2013), грах Pisum sativum(Kryatov et al., 2013), горчица Brassica juncea L. (Lisovitskaya, 2013), бял бор Pinus sylvestris(Freiberg et al., 2002; Stetsenko, 2004) и др.

Разработена е модификация на метода за изследване на корените, за да се оцени устойчивостта на растенията към повишено съдържание на HM в средата в Лабораторията по екология на растителните съобщества на Ботаническия институт на Академията на науките на СССР (Алексеева-Попова, 1985 г. , 1991). Поради своята простота и ефективност (експресивност), достатъчно висока чувствителност, той е най-широко използван във вегетативните опити. Това е експресен метод за определяне на стабилността на предмети върху разсад по време на Таблица 10Препоръчителни групи и видове морски организми и техните тестови реакции за използване при биотестове в системи за интегрирана екологична

мониторинг (Patin, 1997)

Група и вид тестови организми	Тествана среда	Тестова реакция и индикатор
Хетеротрофен микропланктон, бактерии	Вода, повърхностен микрослой с дебелина около 1 mm (PMS)	Промени в динамиката на VPK, доминиране на вида, скорост на унищожаване на субстрати, мутагенна активност
Протозои ( Stylonichia mytilis, Tintinnopsis biroidea, Noctiluca seintillans, Cristigera)	Дънни седименти, води от дупки, елуати, шлам, отпадъчни води	Намалена преживяемост, промени в темповете на възпроизводство и растеж, нарушена мобилност и морфология
Едноклетъчни водорасли, регионални доминанти ( Coscinodiscus, Ditylum, Gyrodinium, Exuviellaи т.н.)	Вода, канализация	Промени в скоростта на делене и броя на клетките, нарушения на интензивността на фотосинтезата и флуоресценцията, аномалии пигментен състави т.н.
Макрофити ( Ламинария, Macrocystis pyriferaи т.н.)	Вода, канализация	Промени в скоростта на растеж, нарушаване на утаяването на зооспорите, морфологични и електрофизиологични аномалии
Филтрати от зоопланктон ( Acartia, Eurotimora, Tigriopus, Calanipeda, Artemia salinaи т.н.)	Вода, ПМС, канализация	Намалена преживяемост и плодовитост, нарушена репродукция, поведение и трофична активност, морфологични и други аномалии
Риби (хайвер, ларви, млади) ( Salmo gairdner, Trachurus trachurus, Limanda limanda, Gadus morhua, Scophthalmus maximus, Sprattus sprattus, Spicara smartsи т.н.)	Вода, ПМС, канализация	Повишена смъртност и честота на морфологични аномалии, недохранване, растеж, дишане, поведение, физиологични и други показатели
Макробентос (възрастни ембриони, ларви) ( Mytilus edulis, Crassostrea gigans, Macoma, Echinocardium, Arenicolaи т.н.)	Вода, PMS, дънни утайки, отток, утайки	Намалена преживяемост, нарушена репродукция, забавяне на растежа, поведенчески, физиологични и други аномалии

2-3 седмици: Контролният разтвор е формулиран за отглеждане на растения от различни таксони и тестване на широк диапазон от концентрации на метали. При условията на един експеримент е възможно да се оцени спецификата на действието на отделните метали, както и да се сравни стабилността различни видовеи популациите на един вид към определен метал. Под въздействието на токсични концентрации на ХМ се наблюдава инхибиране на растежните процеси. Намаляването на растежа на корените корелира с концентрацията на метали и реакцията на корените се проявява ясно дори при леко увеличаване на дозата метал. Използвайки метода на кореновия тест, между- и вътрешновидовите разлики в устойчивостта към Cu, Ni, Mn, Zn, Pb и Cc1 на растения от различни систематични таксони (зърнени култури от сем. Roaseae- пшеница, овес, ечемик; двусемеделни - сем. варива бобови,семейство кръстоцветни Brassicaceae, семейство Сложноцветни Сложноцветни, семейство labiales Lamiaceaeи т.н.). Резултати от лабораторни изследванияпозволяват да се препоръча методът за тестване на корените за изолиране на металоустойчиви популации от видове, подходящи за отглеждане в земеделски земи в замърсени условия, както и за рекултивация на нарушени земи.

Биотестването е много по-бърз начин за оценка на качеството на водата в сравнение с традиционните подходи за наблюдение на състоянието на околната среда. Този метод е по-евтин, а неговите методи и резултати са по-достъпни за неспециалистите. Методите за биотестиране непрекъснато се усъвършенстват, предлагат се нови подходи и оборудване за провеждане на експерименти, те се сертифицират и патентоват (Григориев, Шашкова, 2006; Жмур, 2007; Жмур, Орлова, 2007; Маячкина, Чугунова, 2009; Малцева, Охапкина , 2010; Григориев, Тюткова, 2011; Бардина и др., 2013; Григориев, 2013 и др.).

В момента, както в Русия, така и в чужбина, се развиват интензивни изследвания за създаване на средства за автоматичен мониторинг на замърсяването на водата в реално време. Най-обещаващи в това отношение са методите, базирани на измерване на реакциите на физиологични и поведенчески биомаркери (Kurylenko, 2004; Karmazinov et al., 2007; Kholodkevich et al., 2006, 2011 и др.). Най-често използваните методи за регистриране на сърдечната активност на бентосни безгръбначни с твърда външна обвивка, като раци, раци и мекотели. Във всяка конкретна акватория различни представители на бентосни съобщества могат да действат като „целеви видове“. Така например, в момента във всички водоприемници на водопроводи в Санкт Петербург се използва биологично устройство за мониторинг на качеството на водата, разработено в Санкт Петербургския изследователски център по икономика и екология на Руската академия на науките, което определя токсичността вода, идваща от река Нева в реално време. Като биомаркери се използват сърдечната честота и индексът на стрес – една от най-важните характеристики на вариационната пулсометрия. Непрекъснатостта и непрекъснатите измервания на тези физиологични параметри се осигуряват чрез специални проточни аквариумни системи, съдържащи три двойки раци Pontastacus leptodactylus Esch.

Като цяло, когато се оценява нивото на токсичност на околната среда, методът за биотестиране, като допълнение към химико-аналитичния комплекс, има редица несъмнени предимства:

• 1) изпитваният обект, като правило, реагира на относително слаби антропогенни натоварвания поради ефекта на натрупване на вредна доза;
• 2) тестът обобщава ефекта на всички, без изключение, биологично вредни антропогенни фактори, включително физически и химични ефекти;
• 3) според резултатите от теста, тенденциите на промени в ситуацията в околната среда са доста надеждно разкрити.

Установени са обаче и редица трудности при прилагането на разглеждания метод. Съществен проблем при използването на най-простите организми е тяхната несъвместимост с многоклетъчни организми, чиято реакция към едни и същи промени във водната среда може да бъде различна. Така например за ресничките реакцията към HM вече се отбелязва при концентрации с няколко порядъка по-ниски от MPC във вода. По отношение на биогенните съединения е точно обратното: реакцията се проявява при концентрации, превишаващи MPC с няколко порядъка. Освен това недостатъците на метода са ниската надеждност, трудностите при интерпретиране на резултатите и прехвърлянето им от един тип в друг и липсата на разработени рейтингови скали. Всичко това значително усложнява процеса на стандартизация на метода, без който е почти невъзможно да се отстранят грешки в механизма за контрол на държавния тест.

За да се избегнат поне някои от горните трудности, през последните години експертите предложиха нови научни и методологични подходи за подбор на тестови организми въз основа на еволюционни, физиологични, психо-поведенчески и други характеристики (Зайцева, Ковалев, 1994) . Същността на тези предложения е да се вземат предвид основните характеристики на процесите на адаптация и данните за чувствителността и резистентността на тестовите организми, да се въведат елементи на отологичен анализ в практиката на биотестирането, както и да се определи правилно времето за тестване. Според горните критерии най-подходящи са безгръбначните хидробиоити (ракообразни и коремоноги), които имат доста високо ниво на организация. По отношение на изследването на млечните утайки се препоръчват бентосни безгръбначни като тестови обекти (Гудимов и Гудимова, 2002). Целесъобразността на едновременното обща оценкатестове за токсичност на водата за замърсители. В този случай може да се използва способността на някои организми да реагират на специфични замърсители. Трябва да се положат сериозни усилия за разработване на унифицирани скали за биологична оценка на токсичността на околната среда.

Освен това трябва да се вземат предвид няколко аспекта при провеждането на биотестове на твърди компоненти. Първо, резултатите от определянето на токсичността на почвите и водните екстракти от тях чрез биотестове могат да се различават значително в някои случаи (Bakina et al., 2004; Mayachkina and Chugunova, 2009). Например, токсичността на почвите, определена чрез метода на покълване на семена от висши растения директно в почвата, е по-висока от токсичността на водни екстракти от същите почви, определени с помощта на тестови обекти, традиционни за водната токсикология. Разликата в резултатите е особено голяма, когато почвите са замърсени с токсични вещества, които са слабо разтворими във вода, например пефтио или продукти от хидролиза на горчица. На второ място, когато се определя степента на токсичност на почвата чрез методи за биотестиране голямо значениеима чувствителност на експериментални организми към токсични вещества. Най-правилният резултат се постига при използване на няколко тестови обекта от различни систематични групи. Нормативните документи препоръчват използването на поне два тестови организма. В научната литература са публикувани разработки за създаването на тестова система, състояща се от три или четирима представители на животинския и растителния свят. Така, например, представители на три трофични нива: производители - Triticum vulgare L.койсумеите - Daphnia magna Straus, Paramecium caudatum; разлагащите вещества са почвени микроорганизми (Bardina et al., 2013; Kapelkia et al., 2013). Биотестовете са показателни например за гупи, мекотели и дафнии или използването на система Paramecium caudatum - Chlorella vulgaris - Escherichia coli.В този случай се използват следните критерии: в случай на смърт на 50% от индивидите от един организъм водата се оценява като слабо токсична, в случай на смърт на 50% от индивидите от всички изследвани видове , като силно токсичен.

Проверката на комплекс от методи за биоиндикация за оценка на състоянието на околната среда може да се извърши както в лабораторни условия в условията на контролиран експеримент, така и с помощта на различни статистически методи за оценка на надеждността на връзката между индикатора и обекта на индикация. Те включват регресионен, факторен и клъстерен анализ. Изборът на метод зависи от конкретните задачи и обхвата на индикаторната оценка на територията.

По този начин в момента са разработени голям брой методи и техники за биоиндикация, които се използват широко в практиката на мониторинга на околната среда. Фитоиндикационният метод дава възможност да се оцени комплексното антропогенно въздействие и неговите екологични последици в природни и техногенно нарушени ландшафти. Той е незаменим при извършване на проучвания в труднодостъпни райони и където няма постове за наблюдение. В зависимост от интензивността на антропогенното натоварване комплексът от фитоиндикационни методи се променя. Физиологичните и биохимичните характеристики на индикаторните видове позволяват да се идентифицират смущенията на ранните етапи на антропогенното въздействие върху екосистемите. Морфологичният анализ и използването на тестови обекти се препоръчват във всички видове екосистеми за получаване на оценка на комплексното антропогенно въздействие. Използването на тестови обекти в експериментални условия позволява установяване на количествени зависимости в системата "доза-ефект". За бърза оценка на екологичното състояние на промишлени райони с различна степен на смущение е перспективно да се използват различни методи за фитоиндикация. Флористични и фитоцеотични методи могат да се използват в райони с естествени геохимични аномалии и в леко нарушени естествени екосистеми. Морфологичният анализ и използването на тестови обекти се препоръчват във всички видове екосистеми за получаване на качествена оценка на комплексното антропогенно въздействие. За количествено характеризиране и идентифициране на източника на замърсяване комплексът от методи трябва да включва анализ на съдържанието на замърсители.

В слабо нарушени природни екосистемипод въздействието на местни източници на замърсяване фитоидификацията е насочена към контролиране на един или повече основни фактори на антропогенно въздействие. В зависимост от естеството на източника на замърсяване системата от препоръчани методи за индикация на фитоидите ще се променя. Тъй като при тези условия доминира естественият начин на функциониране на екосистемите, тогава, например, при контролиране на емисиите в атмосферата, индикация на лишеи, индикация на дендро, сравнителен анализ на биопродуктивността на естествени и нарушени земи и контрол върху промените в химичен съставкомпоненти на екосистемата. Изследването на покритието на епифитните лишеи може да се препоръча за прилагане в практиката на мониторинговата работа, тъй като техниката дава възможност за отчитане както на цялото видово разнообразие и изобилие от лишеи, така и на общото проективно покритие на епифитното покритие като дупка. Последният не изисква задълбочени познания по лихенология и може да се използва от широк кръг специалисти.

С разрушителни антропогенни промени в ландшафта, включително обезлесяване, мелиорация, рекреационна и пасищна дегресия и др., Флористичният подход (промени във видовия състав на фитоценозите, появата или изчезването на индикаторни видове) в комбинация с анализ на промените в биопродуктивността дава най-голям ефект. Може да се оцени състоянието на фитоцеозите традиционни начиниотчитане на биомасата чрез методи на рязане и трансекти, чрез височината на растителността или индикаторните растителни видове и чрез годишния линеен и радиален растеж на дърветата. Промените в химичния състав на растенията в този случай са по-малко специфични и не са задължителни.

IN екосистеми в зони на техногенни аномалиитрансформацията на ПТК е толкова голяма, че при тези условия е невъзможно да се използват фитоценотични и лихеноиндикативни методи. За да се оцени пространствената диференциация на района според степента на замърсяване, е необходимо да се изберат един или два (взаимно заместени) индикаторни вида, които са повсеместно разпространени в района на изследване. Антропогенното въздействие, придружено от замърсяване на компонентите на екосистемата, води, наред с промяната в химичния състав на растенията, до инхибиране на жизнените функции и всички видове нарушения в хода на физиологичните процеси и преди всичко във фотосинтетичната активност. Чувствителен показател е съотношението на хлорофилите Аи 6, но такива изследвания изискват доста добре оборудвана лаборатория и определено обучение на специалисти. При извършване на мащабни мониторингови дейности е по-удобно да се използват скалите за контрол на хлорозата и некрозата на листата, както и възрастта на иглите на изолирани дървета или храсти. Изследването на променливостта на спектралните отразяващи свойства на фотосинтезиращите органи е обещаващо за бърза оценка на антропогенните въздействия.

От особено значение е изборът на методи за биоиндикация за оценка на урбанизираните територии - градски екосистеми.Най-голямо напрежение на екологичната ситуация се наблюдава в големите индустриални градски агломерации. Растенията, като основни акумулатори на токсични съединения в градската среда, играят важна роля за нейното подобряване, като същевременно изпитват въздействието на замърсители, които потискат жизнената им дейност. Натрупването на замърсители в растенията отразява нивото на замърсяване на атмосферата и почвата на градските екосистеми. Използването на фитоидни индикатори позволява да се установи динамиката на замърсяването във времето, да се разграничат основните му източници и да се определи техният принос към общото замърсяване. При изучаване на големите градове на един от сериозни проблемие изборът на референтни стандарти. Този проблем е частично решен чрез използване на тестови обекти. Екологичните тестове се използват успешно както за оценка на замърсяването на градската среда, така и за екологично картографиране на отделни индустриални зони на града. Най-ефективно в това отношение е брио- и лишей-показателното изследване на средата. Изследването на състоянието на самото растение - инхибиране на жизнените функции, хлороза и некроза, морфологична изменчивост - е в основата на експресните методи за оценка на замърсяването на градската среда. Характерът на адаптацията на растенията към техногенни натоварвания е в много отношения подобен на адаптационната стратегия на растенията, изложени на природни геохимични аномалии. Следователно проучването и сравнителният анализ на естествени и техногенни растителни популации, устойчиви на високи концентрации на метали, са обещаващи.

По този начин, обобщавайки горното, трябва да се подчертае, че предимствата на биоиндикацията пред инструменталните методи включват неговата относително ниска цена, висока скорост на получаване на информация и възможност за характеризиране на състоянието на околната среда за дълъг период от време. Използването на методи за биоиндикация в комбинация с компютърни технологии и експертна оценка позволява да се прогнозират промените в екосистемите с увеличаване на антропогенния натиск, да се формулират препоръки за оптимален режим на управление на природата и да се оцени степента на риска за околната среда от антропогенно замърсяване.

За решаване на редица приложни проблеми на управлението на природата са необходими експресни методи за екологична оценка на състоянието на околната среда. Те включват предимно морфологични, флористични и фитоценотични методи. Предимството им се дължи на относителната простота на теренно изследване и събиране на информация, както и на възможността да се определи общото въздействие на целия комплекс от фактори при конкретни условия.

Биоиндикацията дава възможност да се оцени комплексното антропогенно въздействие както върху природните обекти, така и върху територията на градските и селскостопанските ландшафти. В този случай могат да се използват два подхода за оценка на реакциите на организмите към влиянията на околната среда. Първият включва изследване на реакциите на видовете и техните съобщества, разпространени в района на изследване, вторият - изследване на реакциите на растителни тестови обекти, изкуствено поставени на дадена територия.

Сега нека да преминем към решаването на проблема с избора на подходящ тестов организъм. И в същото време ще си изградим представа за обща токсичност на водата в аквариума.

Оказва се, че можете да оцените общата токсичност на водата в аквариума само като наблюдавате охлювите.

Само по себе си е много проста и не лоша идея да поставите някакъв организъм, живеещ във вода, в тестова проба и да видите какво ще се случи с него. И тогава решете дали тази вода е добра или лоша? Да се ​​реализира такава идея означава да се проведе биотест. Остава само да отговорите на 2 въпроса:
1. Какъв организъм ( ще се нарича тестов организъм) избирам?

2. Какво всъщност трябва да се случи с него или въз основа на какви явления може да се съдитоксичност ?

Въпреки това, ако теоретична основане ви е грижа за биотестовете и просто искате да знаете как токсичността на водата може да се определи с помощта на ампулни охлюви, тогава можете да пропуснете част от материала по-долу и да преминете направо към.

Кой телесен тест да избера?

Към днешна дата редица тестови организми. (Тестовият организъм е нещастното създание, по чиито реакции ще съдим за токсичността на водата). Разработен строг, официално приет от Министерството на природните ресурси Руска федерациябиотестове. Дафнията и ресничките са най-популярните тестови организми. Тестовете се основават на количествена оценка на тяхната смъртност. Според броя на смъртните случаи се прави заключение за токсичност. Изглежда, че всичко това е ясно, лесно и просто, но на практика се оказа, че не е много информативно. Ако тестовите субекти умрат, тогава е ясно, че водата има токсичен ефект, но има ли разлика в степента на токсичност, когато в един случай, Например, 40% от дафниите умряха, а в останалите 60%? Е, изглежда, че когато 60% е вода е по-токсично, но дори 40% е значителна цифра. Може би просто групите тестови организми не са били твърде хомогенни по отношение на устойчивостта на индивидите към вредни въздействия, оттук и разликата в процента на смъртност, а токсичността на пробите е една и съща?
Като цяло въпросът за статистическата надеждност на резултатите от биоанализа веднага излиза на преден план. Да вярваме или да не вярваме на резултатите от биотестовете до голяма степен зависи от статистическата коректност на експеримента. Но не само. В не по-малка степен много зависи от избора на самия тестов организъм, т.к видове. Тук е невъзможно да не се вземат предвид особеностите на неговата биология и физиология. Да вземем отново същата дафния. Къде живее в природата? Е, честно казано, не в много чисти води. Акваристи-рибовъди отиват да го ловят в септичните ями на пречиствателните станции. Дискусите (и не само те) няма да живеят в такава вода, а ние няма да пием такава вода - няма да ни хареса миризмата и вкуса. Но дафниите живеят там и се размножават бързо, ресничките също. Така че възможно ли е въз основа на техните реакции да се прецени токсичността на водата по отношение на вас и мен (тоест хората) и аквариумни рибки? Силно подозирам, че все още е невъзможно, колкото и автори да доказват обратното. Няма да навлизам повече в научната и научна джунгла от спорове около биотестовете, а ще продължа с описанието на тестовия организъм, който ще използваме в биотеста.
Така че ще оценим токсичността на водата по поведение (предимно поповедение, а не по смъртност) на ампуларни охлюви. Можете да прочетете за самите тези охлюви . Какво им е хубавото на ампулите? Да, редица важни функции!

1. Ампулните охлюви са топлолюбиви и имат високо ниво на метаболизъм.

При температура на водата 25-30°C биохимичните реакции в тялото на охлювите протичат изключително бързо. Те ядат много, серат много и растат енергично. А това означава, че наличието на токсични вещества във водата бързо ще се отрази на метаболитните процеси в организма им и това ще си личи. В крайна сметка същността на действието на токсичните вещества се състои в това, че те нарушават нормалния ход на биохимичните реакции. Токсичните ефекти могат да бъдат открити бързо. Думата "бързо" означава период от няколко часа до два дни.

Снимка 1. Преди да сте млади охлюви охлюви. Като тестови организми те са добри поради интензивния си метаболизъм. Снимката ясно демонстрира тази теза. Стрелката показва израстъци на мантията, простиращи се отвъд краищата на черупката. Може би те увеличават площта на контакт на мантията с вода и улесняват дишането на кожата. И може би те по някакъв начин са свързани с бързия растеж на ръба на черупката. Във всеки случай, когато тези издатини са ясно видими при младите охлюви, последните нарастват по размер изключително бързо.

2. Висока чувствителност и в същото време устойчивост на ампуларията към токсични ефекти.

Ампулите имат две качества, които са важни за тестовия организъм. Течувствителенкъм действието на токсични вещества (защо, обясних точката по-горе), и в същото времеустойчиви(устойчиви) към тях (само медните соли ги убиват вече в ниски концентрации). Устойчиви – това означава, че не умират веднага. Между другото, затова са много добри встартиране на аквариум като „животни пионери“. С токсичен ефект върху тялото, те започват да ядат по-малко, пълзят по-бавно, нуждаят се от повече или, обратно, по-малко кислород, заключват се в черупката си с капак, ограждайки се от вредни ефекти. мръсна вода. Тоест поведението на отровените охлюви се различава от поведението на нормалните. Охлювите включват всички техни защитни механизми, отговарящи със стресова реакция на наличието на токсично вещество във водата и остават живи за дълго време или дори се адаптират към постоянното присъствие на отрова във водата (вижте същотоксичност ). Всичко това може да се регистрира и по тези поведенчески реакции да се прецени токсичността. Е, когато охлювите станат много зле (това се случва, когато максимално допустимите концентрации във водата са превишени 20-100 пъти или дори повече), те умират. По този начин нарушенията в поведението на охлювите могат да бъдат открити дори при много ниски нива на токсични вещества във водата (приблизително 0,01-0,1 от максимално допустимата концентрация) и тези охлюви умират само след многократно предозиране. Това означава, че биотестът, който ги използва, ще работи в много широк диапазон на токсичност. Важността на това обстоятелство може да се илюстрира със следния пример. Основният недостатък на теста за дафния е много тесният диапазон. Те живеят без забележими отклонения от нормата, дори при значителни концентрации на токсично вещество (няколко максимални граници на концентрация, какво е това е написано впървата статия за биотестовете ), без да го открият, но незабавно умират с много леко допълнително повишаване на концентрацията му.

3. Високо ниво на организация на ампулата.

Ампулите са доста сложни същества (за разлика например от ресничките). Те имат почти същите анатомични и физиологични системи като вас и мен: нервна, двигателна, храносмилателна, отделителна, дихателна, репродуктивна, хуморална (система хормонална регулациятелесни функции). Тялото им в отговор на различни вредни външно влияниереагира с неспецифичен отговор на стрес, включващ всички системи. Въз основа на тази реакция може да се прецени общата токсичност на водата, която може да се определи не от едно токсично вещество, а от общия ефект на много замърсители, присъстващи във водата.

4. Поведението на охлювите включва различни поведенчески реакции.

Както вече писах, поведението на охлювите е доста разнообразно. Това дава възможност да се прецени токсичността на тяхното местообитание по отклонението на тези поведенчески реакции от нормата.

Видеото не се вижда, най-вероятно вашият браузър не поддържа HTML5 видео

Ябълковите охлюви имат бели дробове и хриле. Във водата, чиято окисляемост е ниска, има много кислород и охлювите дишат главно с помощта на хрилете. Те рядко се издигат на повърхността за вентилация на белите дробове - не повече от веднъж на всеки 5-10 минути или дори по-рядко, като същевременно поддържат висока физическа активност. IN добри условияохлювите са доста мобилни и могат буквално да "летят" из аквариума, особено ако са гладни. Ако мекотело навлезе в токсична среда, тогава тялото му реагира на това с генерализирана реакция на стрес. В първите часове нуждата на охлюва от кислород се увеличава драстично. Все повече започва да се издига на повърхността за чист въздух. Понякога интервалите между отделните "проветрявания" на белите дробове започват да бъдат само няколко десетки секунди. В някои случаи мекотелото остава близо до повърхността, излагайки сифона навън. И двигателната активност на охлюва значително намалява: той пълзи по-малко и пълзи по-бавно от обикновено. Такива симптоми се наблюдават например, когато във водата попаднат повърхностно активни вещества (детергенти).
Не е вредно за аквариста периодично да се вглежда внимателно, как вървят нещата с дихателната и двигателната активност на неговите охлюви? Ако след смяна на водата в аквариума дихателната активност внезапно се увеличи рязко, тогава има причина да се тревожите и да измерите съдържанието във водатаамоняк и нитрити . Тези вещества също могат да причинят повишаване на дихателната активност. Или може би си спомняте, че сте измили пещерата със сапун и след това не сте я изплакнали много старателно под силна струя вода?
При продължителна токсична експозиция метаболизмът на охлюва започва да се забавя. Тя пълзи много малко или много бавно, тялото й е почти напълно прибрано в черупката и тя не вентилира дробовете си с часове - такива наблюдения трябва да бъдат особено тревожни за аквариста. В най-тежките случаи охлювите лежат на дъното или плуват близо до повърхността със затворени черупки. За по-добра изолация от токсичните ефекти на външната среда, охлювът може да отдели достатъчно количество слуз, което изолира празнината между черупката и капака. Когато мекотелото умре, капакът се отваря леко и тялото на мекотелото изпада. Това е объркващо за неопитни акваристи. Мислят, че охлювите са живи. Всъщност охлюв с плътно затворена черупка е по-вероятно да е жив, отколкото с много отворена.

Ако храните рибата с плаваща храна, тогава охлювите, ако, разбира се, се чувстват добре, са склонни да участват в общия празник. Те събират плаваща храна с помощта на фуниите, показани по-горе. Но ако охлювите упорито се издигат на повърхността и образуват фунии, въпреки че не е имало хранене, тогава това трябва да предупреди. По правило това показва твърде високо съдържание на разтворени органични вещества във водата, което охлювите усещат по мирис и вкус (съответните рецептори са разположени на мустаците и лабиалните пипала). Подушвайки миризмата на съдове, чието местоположение е невъзможно да се локализира (миризмата е навсякъде), охлювите с право смятат, че са разпръснати по повърхността на водата и пълзят, за да направят фунии, за да ги съберат.
Тази особеност на поведението на охлювите трябва да се обърне внимание при тестване на вода от селски кладенци. Високото съдържание на органични вещества в тях не е необичайно. Веднъж попаднали в такава вода, охлювите се събират близо до повърхността и сгъват краката си във фуния. Веднага става ясно, че водата, която се тества, не е много добра. В аквариум охлювите събират бактериален филм и хранителни остатъци от повърхността на водата, използвайки тази поведенческа реакция. Това е много полезно занимание. Но се чудите защо този филм упорито се появява отново? Може би сте твърде многонахрани рибата , или недостатъчнофилтрация с аерация?

Описах две поведенчески реакции на охлюви, които ни позволяват да направим някои заключения относно качеството на водата. Но това все още не е биотест като такъв. Биотестът е предварително планиран експеримент, проведен в съответствие с разпоредбите, разработени за този метод за биотест, който ви позволява да получите статистически надеждни резултати. Този метод ще бъде обсъден в продължението. Но не напразно споменах тези поведенчески реакции. В практически план самите те са доста информативни. Освен това охлювите често ги демонстрират и в хода на биотеста е полезно за експериментатора да разбере какво се случва.
И в края на този материал, нека се спрем на още една особеност на ампуларията. Както казах, младите охлюви изграждат черупката си много бързо. Този процес се нарушава от силното токсично действие на водата. Нека да разгледаме снимката в самото начало на статията. Черупката на този беден охлюв е нарязана с дълбок надлъжен процеп. Това е много характерно нарушение на образуването на черупката. Ако вашите охлюви имат същото - знайте, че е много, много трудно да живеете във вашия аквариум. Отрицателното въздействие на околната среда върху организма е такова, че вече не може да се компенсира от защитните реакции на организма и води до морфологични нарушения. Поради високата устойчивост на ампулата, тя живее, но не й е лесно. В аквариуми, където живеят охлюви с такива черупки, често се наблюдава „неразумна“ смърт на риба. Освен това рибите често боледуват.

Ако своевременно (когато надлъжната празнина не е твърде голяма), за да подобрите условията на съществуване в аквариума: не използвайте лекарства, съдържащи мед и формалин, по никаква причина или дори без причина, установете биофилтрация и сменете водата повече често, тогава ампулата успешно възстановява целостта на черупката. Но белегът ще остане завинаги като спомен от преживените някога трудни времена.

Можете да прочетете повече за специфичната методология на биоанализа в статията. Биотестване у дома, част II (методология на биотест).

Владимир Ковальов

Обновен на 11 04 2017 г

Текстът на творбата е поместен без изображения и формули.
Пълна версияработата е налична в раздела „Работни файлове“ в PDF формат

„Аз твърдя, че всичко, което се ражда от земята, живее от земната влага,

и в какво състояние е тази влага, в такова

заводът също е в състояние на

Хипократ

Правене

Тези думи, изречени от Хипократ в древността, не са загубили своята актуалност дори и сега. В наше време обществото осъзна опасността от токсично замърсяване на повърхностните води и стигна до необходимостта от въвеждане на напълно нови нетрадиционни подходи в практиката на мониторинг, по-специално биологични тестове. Биотестване - изследване на въздействието различни веществавърху живите организми. Широкото въвеждане на методи за биотестиране в практиката за оценка на качеството на водата е спешна необходимост на времето, тъй като дори най-модерната аналитична химия няма да предостави пълна информация за токсичността на околната среда. Освен това анализът съществуващи методиоценката на качеството на природните води показа, че биотестирането е най-точният, най-бързият и най-евтиният начин за защита на природните води.

В нашето изследване, използвайки този метод, решихме да разберем в какво състояние е водата в нашия град, която пием и поливаме растенията, които използваме за храна.

Хипотеза:като се използват методи за биоанализ, е възможно да се оцени степента на замърсяване

естествени води.

Обект на изследване:степента на замърсяване на природните води в Пятигорск.

Предмет на изследване:едногодишни растения от семейство Житни (Gramíneae): овес, ечемик, пшеница, едногодишни растения от семейство Brassicaceae - кресон и репичка.

Целта на тази работа - оценка на замърсяването на природните води в Пятигорск от разсад на различни индикаторни растения.

Задачи:

да се анализират теоретичните подходи при изучаването на тази тема;

да овладеят методиката на биотестирането;

установяване на сезонната динамика на токсичността на природните води в Пятигорск;

да се определи зависимостта на развитието на опитните растения от токсичността на природните води.

1. Литературен преглед.

1. Методи за биотестиране.

Една от основните причини негативни последициантропогенното замърсяване на природните среди е токсичността на замърсителите за биотата. Именно наличието на токсични вещества в околната среда води до смъртта на всички живи същества, загубата на съобщества от организми на обитателите на чисти зони и замяната им с еврибионтни видове. Съществуват различни физични и химични методи за определяне на токсичността на околната среда, но напоследък биологичните методи също се използват широко за оценка на състоянието на живите организми (Приложение 1).

В края на краищата, говорейки за замърсяване на водата, почвата, атмосферата, тяхната токсичност, имаме предвид колко са благоприятни за живеенето на живи организми в тях, за човешкото здраве.Методите на токсикологичното биотестиране са сред най-радикалните методи. Биотестът е тест при строго определени условия на действие на вещество или комплекс от вещества върху водни организмичрез регистриране на промени в един или друг биологичен показател на изследвания обект в сравнение с контрола. Изследваните организми се наричат ​​тестови обекти, а опитът се нарича биотестиране (Лисенко, 1996). Този евтин и универсален метод се използва широко в целия свят през последните години за оценка на качеството на обекти от околната среда. В Русия от 1996 г. започва експеримент за въвеждане на методи за биотестиране на отпадъчни води, зауствани в естествени водоеми и доставяни в съоръжения за биологично третиране. Биотестването може да предостави данни за токсичността на конкретна проба, замърсена с химикали от антропогенен или естествен произход. Този метод позволява да се даде реална оценка на токсичността на свойствата на всяка среда поради наличието на комплекс от замърсители и техните метаболити. Живите организми винаги реагират в различна степен на промените в околната среда, но в някои случаи това не може да бъде открито чрез физични или химични методи, тъй като разделителните способности на инструментите или химическите анализи са ограничени. Чувствителните организми - индикатори реагират не само на малки дози фактори на околната среда, но и дават адекватен отговор на въздействието на комплекс от фактори (Груздева, 2002). .

Биотестирането ви позволява да идентифицирате области и източници на замърсяване. Като тестови обекти се използват бактерии, водорасли, висши растения, пиявици, дафнии, мекотели, риби и други организми. В зависимост от нарастващата устойчивост на замърсяване, организмите са подредени в следния ред: гъби, лишеи, иглолистни растения, тревисти растения, широколистни растения. Всеки от тях има предимства, но никой не е универсален, най-чувствителен към всички вещества. За гарантирано откриване на наличието на токсичен агент с неизвестен химичен състав в природните води е необходимо да се използва набор от тестови обекти, представляващи различни групиорганизми. При избора на тестови организми те изхождат от специфичната токсичност на възможните замърсители, характеристиките на резервоара и изискванията на потребителите на вода. За тестовите организми могат да бъдат присвоени специфични интегрирани тестови функции. Интегралните параметри характеризират най-общо състоянието на системата. За организмите интегралните характеристики включват оцеляване, растеж и характеристики на плодовитостта. Частни за организма, например, могат да бъдат физиологични, биохимични и хистологични параметри.

1. Биотестване на природни води.

Биотестването на естествени води се използва широко в изследванияработи от началото на 80-те години (Приложение 2). Това се дължи на значително повишаване на нивото на замърсяване на водните обекти и надеждите на специалистите, че биотестирането може поне частично да замени химическия анализ на водата, тъй като около 55 km 3 отпадъчни води се изхвърлят годишно във водни обекти, от които 20 км 3 е замърсен. (Степановских, 2001). Само около 10% от водите, изискващи пречистване, се пречистват до стандартното качество (Яблоков, 2005).

През 1991г Биотестирането е въведено като задължителен елемент от контрола на качеството на повърхностните води, което е предвидено в “Правилник за опазване на повърхностните води” (1991 г.). Индикаторите за биотестиране на природните води са включени в списъка с индикатори за идентифициране на зони на екологично бедствие и зони на екологично бедствие (Туманов, Постнов, 1983). Методите за биотестиране са характеристика на степента на въздействие върху водните биоценози. И така, A.M. Гродзински Д.М. Grodzinsky (1973) описват редица биологични проби за тестване на токсичността на природните води. Съгласно приетата дефиниция биотестирането на водата е оценка на качеството на водата въз основа на реакциите на организмите, които са тестови обекти. Тестът за кълняемост на семената се използва за определяне на ефекта на различни физиологично активни вещества. Като индикатори за токсичност се използват семена от селскостопански растения. Сред селскостопанските култури най-чувствителни са марулята, люцерната, зърнените култури, кръстоцветните растения, а царевицата, гроздето, розоцветните и живовлякът се считат за нечувствителни видове (Ramad, 1981). Методите за биотестиране трябва да отговарят на следните изисквания: относителна бързина на изпълнение, получаване на достатъчно точни и възпроизводими резултати, наличие на голям брой обекти, подходящи за индикация. Понастоящем са добре известни методи за биотестиране, които са насочени към определяне на токсичността на водната среда поради наличието на определени групи химични съединения, по-специално органофосфор. Най-тестваният върху естествени води е ензимният метод на V.I. Козловская.

1. Предимства на методите за биоанализ.

Основните предимства на биотестирането са простотата и достъпността на методите за неговото определяне, високата чувствителност на тестовите организми към минимални концентрации на токсични агенти, скоростта и липсата на необходимост от скъпи реактиви и оборудване. Според редица автори нито един от отделните организми не може да служи като универсален тестов обект за вещества с различно химично естество, следователно трябва да се използва набор от биотестове, за да се гарантира откриването на токсичен агент в околната среда (Braginsky et al. 1979; Лесников, 1983; Филенко, 1989).

Методите за биотестиране разкриват токсичност, която е неразделен показател за замърсяване на околната среда. Като всички интегрални индикатори, те имат недостатъка, че не разкриват отделните замърсители, присъстващи в пробата. Публикувани са много работи по биотестове на водната среда, но те са направени главно за оценка на токсичността на новосинтезирани химикали, лекарства, закупени от внос, както и при разработването на разпоредби за химични съединения. Има много по-малко публикации за биотестиране на отпадъчни води и още по-малко за биотестиране на природни води (Никаноров и Хоружая, 2001).

Най-достъпни са методите за биоиндикация, които позволяват да се изследва въздействието на техногенни замърсители върху растителни и животински организми върху неживата природа. Биоиндикацията се основава на тясната връзка на живите организми с условията на средата, в която живеят. Промените в тези условия, като повишаване на солеността или pH на водата, могат да доведат до изчезването на определени видове организми, които са най-чувствителни към тези показатели, и появата на други, за които такава среда би била оптимална.

Има различни биологични индикатори. За наличието на някои замърсители може да се съди по външните признаци на растенията и животните. Благодарение на "паметта" на тези организми може да се научи и за ролята на тези фактори, които вече не са активни в момента. Например, появата на черни петна по листата на липата показва, че през зимата портиерите са прекалено обичали да поръсват снега със сол, за да ускорят топенето му; петна по листата на живовляка говорят за емисиите на серен диоксид. По широчината на растежните пръстени на боровете в близост до химически завод може да се определи през кои години растението е замърсявало околната среда особено силно. В години на силно атмосферно замърсяване се образуват по-тънки пръстени. По височината на някои растения може да се прецени концентрацията на соли във водата. Така например тръстика може да достигне височина от 4 м, но ако съдържанието на сол във водата е високо, това растение няма да расте повече от 0,5 м. Някои мъхове и лишеи са индикатори за атмосферно замърсяване. Например, при анализ на лишеите в Швеция беше установено появата на радиоактивен прах от атомната електроцентрала в Чернобил. Има специални живи устройства - бриометри - малки кутии с мъхове от определени видове, които определят режима на атмосферния дим.

Практическа част.

Проведено е изследване на методологиипредложен от А.И. Федорова и А.Н. Николская в "Работилна среща по екология и опазване на околната среда", 2003 г., както и в учебно ръководствоза университети "Мониторинг на околната среда" под редакцията на Т.Я. Ашихмина, 2005 г.

През 2015 г. беше извършена работа по изследване на метода за биотестиране на токсичността на природните води върху разсад от индикаторни растения.

Всички изследвания по темата са проведени в лабораторията на кабинетите по химия и биология на средно училище № 5 на MBOU в Пятигорск в през деня, с комбинация от изкуствено и естествено осветление в стандартни, оптимални условия за опитни инсталации. Нивото на замърсяване във водните обекти може да се оцени с помощта на тест за покълване на семена. Такова изпитване се извършва като предварително за идентифициране на особено замърсени водни тела с цел последващ химичен анализ. Като тестови растения са използвани разсад от висши растения: пшеница, ечемик, овес, кресон и репички. Предложеният метод за биологична оценка на токсичността на природните води чрез разсад от индикаторни растения е извършен в два варианта:

1. Поливане на разсад на тестови растения с тестова вода.

2. Капване на тестовия разтвор между котиледоните на двусемеделните растения.

Като тестови растения в първия вариант са използвани семена от пшеница, овес и ечемик. Във втория вариант са използвани само разсад от двусемеделни растения: кресон, репички.

От всички растения, използвани в изследванията, кресонът има свръхчувствителностдо замърсяване на водата с тежки метали. Този биоиндикатор се характеризира с бързо поникване на семената и почти 100% кълняемост, която значително намалява при наличие на замърсители. В допълнение, издънките и корените на кресон претърпяват забележими морфологични промени под въздействието на замърсители (забавяне на растежа и изкривяване на издънките, намаляване на дължината и масата на корените) (Голубкина, 2008). . За целите на профилактиката семената са третирани преди покълването. Сухите семена се потапят в 1% разтвор на калиев перманганат за 0,5 часа и след това се промиват с дестилирана вода, като се използват два слоя марля, изсушават се върху филтърна хартия на въздух.

(1 опция).

2-3 дни преди експериментите (времето за покълване на семената се определя предварително), семената на тестовите обекти, пшеница, овес, ечемик, се накисват за един ден във вода. След това се поставят с пинсети с ембриона нагоре (в една посока) в кювета, на дъното на която е положен слой абсорбиращ памук, а отгоре - два слоя филтърна хартия. Системата беше навлажнена с чешмяна вода до пълен капацитет на влага. За да направите това, водата се излива под памучната вата и след като се абсорбира, излишъкът се отстранява. Кюветата беше покрита с филм, краищата на филма бяха огънати под кюветата. Покълването се извършва при температура от +25 0 C - +26 0 C до размера на по-голямата част от разсада 10-15 mm и появата на корени, след което кълновете се разделят на фракции по дължина.

Същото количество измит и нажежен пясък се поставя в чаши, във всяка чаша се засаждат 10 еднакви разсада от опитни растения. Пясъкът се излива отгоре със същото количество тестова вода от различни резервоари. Повторение - три пъти. Контрол - поливане с утаена и пречистена чешмяна вода. След като кълновете достигнат височина 8-10 cm, те се изкопават, подсушават се с филтърна хартия, разделят се с бръснач на части (стъбло, корени), измерват се и се претеглят. Данните се обработват статистически, изразени като процент от контролата.

1. Метод за поливане на разсад на тестови растения с тестова вода

(Вариант 2).

Водата, взета от различни източници, се концентрира чрез изпаряване 10 пъти, съхранява се в хладилник. Чашите се пълнят със същото количество измит и калциниран пясък, на дъното се поставя стъклена тръба, през която се полива с утаена чешмяна вода. На плитка дълбочина се засяват 18-20 броя жизнеспособни семена (кресон, репички). След поникването на кълновете и отварянето на котиледоните в чашките се оставят по 10 еднакви растения, останалите се изскубват с пинсети. Поливането на субстрата за отглеждане се извършва със същото количество вода през тръба с помощта на фуния от фолио. След 2-3 седмици разсадът се изкопава внимателно, измива се, изсушава се с филтърна хартия, надземната част и корените се измерват и претеглят отделно. Данните се обработват статистически, изразени като процент от контролата.

1. Развитие на разсад от тестови растения при поливане с тестова вода (пролетен период).

Номер на пробата, местоположение на пробата	Тестово растение	Наземна част, %
1. Река Подкумок
2. Новопятигорско езеро
4. Контрол - вода от чешмата

Токсичният ефект на пробата се счита за доказан, ако експериментът регистрира токсичен ефект на инхибиране на растежа на разсада, а именно на корените им с 50% (Груздева, 2002).

От данните в таблица 1 се вижда, че проба № 2 - езерото Новопятигорск е най-благоприятна за растежа и развитието на разсад от опитни растения. Орловка. Според степента на растеж и вегетативния капацитет на разсада може да се заключи, че в проба № 1 (река Подкумок) се наблюдава инхибиране на растежа на корените на разсада с повече от 50% в сравнение с контролата, следователно токсичността на проба № 1 е висока. В проба № 3 (река Юца) се наблюдава инхибиране на растежа както на надземната част, така и на корените на разсада в по-голяма степен, отколкото в проба № 1, следователно токсичността на проба № 3 е много висока.

2.4. Развитие на разсад от тестови растения при поливане с тестова вода

(есенен период).

Номер на пробата, местоположение на пробата	Тестово растение	Наземна част, %
1. Река Подкумок
2. Новопятигорско езеро
3. Река Юца
4. Контрол - вода от чешмата

От данните, представени в таблица 2, се вижда, че през есенния период инхибирането на развитието на разсад се наблюдава в по-голяма степен в проба № 3 - река Юца, инхибирането на растежа на корените на разсад в този проба с повече от 60% в сравнение с контролата. В проби № 1 - река Подкумок и № 2 - Новопятигорско езеро, също се наблюдава намаляване на развитието на вегетативните органи на разсада.

При последващата обработка на материалите, според резултатите, получени в първия вариант на изследването, са изградени диаграми на биотест тестове.

Ориз. 1 Съотношението на дължината на разсада на тестовите растения при поливане с тестова вода (пролет, есен 2015 г.)

Ориз. 2 Съотношението на масата на разсада на тестовите растения при поливане с тестова вода (пролет, есен 2015 г.)

Така от резултатите, получени във вариант 1, можем да направим следните изводи:

токсичността на естествените води през пролетта е най-висока в реките Подкумок и Юца;

Разсадът на овеса е най-чувствителен към водна токсичност.

2.5. Развитие на разсад от опитни растения (пролетен период).

Номер на пробата, местоположение на пробата	Тестово растение	Наземна част, %
1. Река Подкумок	кресон
2. Новопятигорско езеро	кресон
3. Река Юца	кресон
4. Контрол - вода от чешмата	кресон

По промяната на надземната маса в опитните проби в сравнение с контролата може да се съди за токсичността на тази водна проба. Силно инхибиране на надземната част на тестовите растения, повече от 20% в сравнение с контролата, показва висока степен на токсичност на водната проба (Голубкина, 2008). Висока токсичност се наблюдава при проба № 3 - р. Юца. При разсад се наблюдава инхибиране на развитието на надземната част с 53-55% повече, отколкото в контролната проба. Проби № 1 - река Подкумок и № 2 - Новопятигорско езеро също са токсични, но в по-малка степен.

2.6 Развитие на разсад от опитни растения (есенен период).

Номер на пробата, местоположение на пробата	Тестово растение	Наземна част, %
1. Река Подкумок	кресон
2. Новопятигорско езеро	кресон
3. Река Юца	кресон
4. Контрол - вода от чешмата	кресон

Таблица 4 показва, че проба № 3 е най-токсична - река Юца. Токсична водна проба № 1 - река Подкумок. Проба № 2 - езерото Новопятигорск има много ниска токсичност.

Според резултатите, получени във 2-ри вариант на изследването, бяха построени диаграми на биотест тестове.

Ориз. 3 Съотношението на дължината на тестовите разсад (пролет, есен 2015 г.)

Фиг.4 Съотношението на масата на разсад към тестваната вода (пролет, есен 2015 г.)

Въз основа на резултатите от изследването могат да се направят следните изводи:

съотношението на дължината и теглото на разсада на тестовите растения зависи от токсичността на естествените води, колкото повече токсични вещества има във водната проба, толкова по-малка е дължината и теглото на разсада на тестовите растения;

Най-голяма чувствителност към токсини проявява растението кресон.

токсичността на естествените води е по-висока през пролетта във водни проби, взети от реките Подкумок и Юца;

по-малко токсична е водната проба от Новопятигорското езеро.

В резултат на изследването е усвоена методиката за биотестиране на токсичността на природните води, извършен е анализ на теоретичните подходи за изследване на тази тема и са направени следните. изводи:

Установено е, че токсичността на природните води от резервоарите на Пятигорск варира според сезона: през пролетта е по-голяма, през есента токсичността намалява;

Установено е, че развитието и растежът на разсад от тестови растения зависи пряко от степента на токсичност на природните води, растенията от кресон и овес показват най-голяма чувствителност към токсини;

Установено е, че когато разсадът на тестовите растения се напоява с тестова вода, развитието на кореновата система се инхибира в по-голяма степен;

Експериментално е установено, че водните проби от реките Юца и Подкумок се характеризират с най-голяма токсичност, водата от Новопятигорското езеро е по-малко токсична.

По този начин се потвърждава хипотезата за възможността за оценка на степента на замърсяване на природните води с помощта на методи за биотестиране. На този етап от работата, в резултат на експеримента, без специално скъпоструващо оборудване, прибори и реактиви са установени нивата на замърсяване на водата в град Пятигорск.

Работата ни може да продължи и през следващата учебна година. За да се отстранят грешките в резултата, е възможно да се извърши химичен анализ на водата на базата на лабораторията и да се анализира отново ситуацията.

Този метод за анализ на естествени води може да се препоръча на любители градинари и всички жители на нашия град, които се интересуват от този проблем.

Библиография.

Вишнякова В.Ф. Екология на Ставрополския край. - Ставропол, 2000.

Голубкина Н.А. Лабораторен семинар по екология.-М., 2008.

Grodzinsky A.M., Grodzinsky D.M. Кратък справочник по физиология на растенията. - Киев; Наукова думка, 1973.

Груздева Л.П. биоиндикация на качеството на природните води. // Биология в училище. 2002, № 6 стр. 10

Денисова С.И. Теренна практика по екология. - Минск, 1999.

Кулеш В.Ф., В.В. Маврищев Семинар по екология. Минск, 2007 г.

Лисенко Н.Л. Биоиндикация и биотестиране на водни екосистеми.// Биология в училище. 1996, № 5 стр.12

Никаноров А.М.,. Хоружая Т.А. Екология. - М., Приор, 2001.

Рамад Ф. Основи на приложната екология. - Л .: Гидрометеоиздат, 1981.

Трифонова Т.А., Селиванова Н.В., Мищенко Н.В. Приложна екология. М., Академичен проект., 2007.

Савелиева В.В. География на Ставрополския край. - Ставропол, 2003 г.

Степановских А.С. Опазване на околната среда.- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.

Теоретични въпросибиотестване. - Волгоград, 1983.

Федорова А.И., Николская А.Н. Семинар по екология и опазване на околната среда. - М., Владос, 2001.

Филенко О.Ф. Методи за биотестиране на качеството на водната среда. - М.: МГУ, 1989

Яблоков А.В. Екология на Русия: състояние на перспективата. 2005 г.

Приложение 1

маса 1

Основни характеристики на методите за оценка на токсичността на водата

	Химични методи	биологични методи
		Биоиндикация	Биотестване
Тип индикация	Индикация за удар	Индикация за отговор	Индикация за удар
Обект на анализ		Водни съобщества
Цел на анализа	Измерване на концентрацията на химикали	Оценка на състоянието на природните съобщества	Интегрална оценка на токсичността върху тестовите организми
Индикатори за токсичност	Превишаване на установените разпоредби	Негативни промени в общностите	Развитие на патологични (до смърт) промени в тестовите организми
Регламенти	Максимално допустими концентрации	Не е инсталирано	Липса на остри и хронични токсични ефекти
Метрологични характеристики	Точност, конвергенция, възпроизводимост	Не е инсталирано	Конвергенция, възпроизводимост

таблица 2

Обхват на методите за биотестиране за токсичност на водната среда

Биотест обект		Цел на биотестирането	тестов организъм
Химически вещества		Регулиране на рибарството; контрол на токсичността в международната търговия	Хидробионтите са представители на основните трофични нива на водните екосистеми. Стандартен набор от тестови организми
Промишлени, технологични и отпадъчни води (точкови източници на замърсяване)		Оценка на ефективността на почистване, идентифициране на опасни компоненти, регулиране на изхвърлянето, екологично сертифициране на предприятията	Комплекти за биотест
Естествени води (неточково замърсяване)		Проверка на съответствието на качеството на водата с установените разпоредби. Оценка на токсикологичното състояние на водните тела. Идентифициране на зони на екологично бедствие и спешни случаи	Комплекти за биотест

Приложение 2

Снимка №1. Кълнове от кресон Снимка №2. Кълнове от кресон

(контрола) (експеримент)

Дълго време контролът върху замърсяването на околната среда се извършваше само чрез физични и химични методи, чрез определяне на концентрациите на замърсители и наблюдение на съответствието на стойностите на измерените концентрации на нормализираните показатели с максимално допустимите концентрации (ПДК). С развитието на химическата промишленост, синтеза на нови съединения и използването им в производството, списъкът на контролираните замърсители в отпадъчните води се увеличава всеки ден. Днес много замърсители различни причинине се контролират: за някои ПДК не са разработени, за други няма утвърдени методи за определяне, а околната среда изпитва тяхното въздействие. В резултат на това се научава, че широк обхватсъединения, токсични вещества във вода, въздух и почвена среда не се контролира. Но дори и в случай на мониторинг на пълния набор от съединения в околната среда на ниво MPC, не може да се твърди, че няма вредно въздействие върху заобикаляща среда. Тъй като информацията за физичните и химичните показатели по принцип не позволява да се направи заключение за кумулативното въздействие на замърсители от различно естество върху живите организми и степента на тяхната опасност.

За запълване на информационния аналитичен вакуум за комбинираните ефекти на замърсителите са признати методи за биотестиране. Характеристика на информацията, получена с помощта на методите за биотестиране, е интегралният характер на отразяването на целия набор от свойства на тестовата среда от гледна точка на нейното възприемане от жив обект. И за разлика от физико-химичните методи, чрез които се определя брутното съдържание на даден замърсител, методите за биотест за анализ на качеството на водата позволяват да се открият физиологично активни форми на съединения, които въздействат на организма. Така например не е възможно да се разработят MPC на вещества за различни стойности на pH на околната среда, а именно промяната в pH на околната среда води до образуването на други форми на съединения, вероятно по-токсични. Или токсичният ефект на токсичните вещества се засилва в мека вода, отколкото в твърда вода. А комплексното въздействие на замърсителите е напълно непредвидимо.

Проучени и идентифицирани са няколко варианта на излагане на токсични вещества.

1. Антагонистичен ефект на токсиканти - възможно е такава комбинация от йони, в комбинация от които ефектът на токсичност ще бъде по-малък.

2. Адитивен ефект - ефектът от токсичността на сумата от токсиканти е равно на суматаефекти на токсичност.

3. Синергичен ефект - непълно сумиране на ефектите от токсичността.

4. Сеизибилизиращ ефект - комбинация от токсиканти усилва ефекта на токсичността.

Днес методите за биотест, като необходимо допълнение към химичния анализ, са включени в стандарта за контрол на качеството на водите за различни цели.

Принципът на биотестирането се свежда до регистриране на промените в биомасата, оцеляването, плодовитостта, както и физиологичните или биохимичните параметри на тестовия обект в тестовата среда.

В момента в света се използва голямо разнообразие от тестови обекти: от едноклетъчни водорасли, мъхове и лишеи, бактерии и протозои до висши растения, риби и топлокръвни животни.

В Русия, в органите за държавен аналитичен контрол върху качеството на водата, тестът за дафния се препоръчва като основен за наблюдение на токсичността на отпадъчните води и обещаващ за оценка на нивото на токсично замърсяване на природните води. Тестът за дафния е задължителен при установяване на ПДК на отделни вещества във водата на рибарските водоеми.

Изборът на тестовия обект се определя от следното: 1) този род кладоцери е повсеместно разпространен в сладките водоеми, важен е компонент на зоопланктона, служи като източник на храна за млади риби; 2) лесен за култивиране в лабораторни условия - тестове за замърсители могат да се извършват през цялата година; 3) определящата характеристика е, че по естеството на тяхното хранене те са филтратори и изпомпват големи обеми вода, филтрирайки бактериите и микроводораслите като храна, следователно, ако във водата има токсикант дори при ниска концентрация поради обемът на филтрираната вода, чувствителността на тестовия обект е висока.

Методът за биотестиране на дафнията се основава на определяне на промените в оцеляването и плодовитостта на дафнията, когато са изложени на токсични вещества, съдържащи се в тестовата вода, в сравнение с контролата.

Разпределете краткосрочни биотестове - до 96 часа. Позволява ви да дефинирате остър токсичен ефекта на изпитваната вода върху дафниите по отношение на тяхното оцеляване. Индикаторът за оцеляване е средният брой индивиди, оцелели в тестовата вода или в контролната вода за определено време. Критерият за токсичност е смъртта на 50% или повече от Daphnia за период от време до 96 часа. в тестовата вода в сравнение с контролата.

Дългосрочното биотестване - 20 или повече дни - ви позволява да определите хроничен токсичен въздействието на изпитваната вода върху дафниите за намаляване на тяхното оцеляване и плодовитост. Индикаторът за оцеляване е средният брой първоначални женски дафнии, които са оцелели по време на биотест, индикаторът за плодовитост е средният брой млади екземпляри, изметени по време на биотест, по отношение на една оцеляла оригинална женска. Критерият за токсичност е значителна разлика от контрола на степента на оцеляване или плодовитостта на Daphnia.

По-горе беше споменато за голям брой тестови обекти, използвани в биотестирането, и това не е случайно. Факт е, че различните организми реагират различно на замърсителите. И задачата на екологичните органи е да оценят правилно ситуацията и да изберат по-чувствителен тестов обект.

Пример. Резултатите от bioteetirovaniya завод за отпадъчни води,
синтезиране на биологично активни хербицидни съединения
указанията може да са различни в зависимост от избрания тест
обект. Тестът за дафния може да покаже липсата на токсичност
излагане и културата на водорасли може да усети токсичното вещество.
Защо? Факт е, че предполагаемият токсикант, синтезиран
хербицидите са инхибитори на процесите на фотосинтеза в растенията и
водорасли. Следователно, Daphnia може да се фиксира в краткосрочен експеримент
липса на остри токсични ефекти, и водорасли в случай на
неизправностите на фотосинтетичната верига ще реагират незабавно
замърсяване.

Затова в системата за контрол на качеството на отпадъчните води се препоръчват и водорасли: хлорела и сцепедемус. Критерият за токсичност при биотестване с използване на водорасли е значително намаляване на броя на клетките в тестовата вода в сравнение с контролата.

За бързо получаване на информация за качеството на водата се използват експресни методи за биотестиране.

В Москва устройството Biotoke е разработено и се произвежда в малки партиди. Устройството Biotoke е преносим биолуминометър,

позволява използването на биосензор "Ecolum", светещи бактерии, за бързо и обективно определяне на индекса на обща токсичност на водни проби, включително метали, битови химикали и др. Резултатите за токсичност на водната проба се получават след 10 минути.

В Санкт Петербург се произвежда устройството Biotester. Като тестов обект се използват едноклетъчни микроорганизми - инфузория. Този метод се основава на хемотаксичния отговор на организмите в отговор на замърсител, т.е. движение на културата в благоприятна зона. Тази тестова реакция - хемотаксис, е много чувствителна към токсиканти от определена група.

В Русия биотестовете се извършват от аналитични лаборатории на органите за опазване на околната среда, за да се определи токсичност на отпадъчните води(прави патологични промениили смърт на организми поради наличието на токсични вещества в него) при заустване във воден обект, вода в контролни и други обекти за водоползване, за да се провери съответствието на качеството на водата с нормативните изисквания:

Отпадъчните води, зауствани във воден обект, не трябва да имат остър токсичен ефект, а водата в контролните и други обекти за водоползване не трябва да има хроничен токсичен ефект върху тестовите обекти.

В съответствие с "Методологичното ръководство за биотестиране на вода RD 118-02-90", биотестирането е допълнителна експериментална техника за проверка на необходимостта от коригиране на стойностите на MPD за интегралния индикатор "токсичност на водата", което ви позволява да вземете предвид отчитат редица значими фактори: наличието на токсични вещества в отпадъчните води, неотчетени при установяване на MPD, новообразувани съединения, метаболити, различни видовехимични взаимодействия. Необходимостта от коригиране на стойностите на MPD възниква, ако по време на биотестирането на водата от контролния участък на водното тяло се установи несъответствие между нейното качество и изисквания стандарт: водата в контролния участък на водното тяло не трябва имат хроничен токсичен ефект върху тестови обекти (daphnia и ceroidafnia).

За оценка на бактериалното замърсяване се използват санитарно-бактериологични и хидробиологични показатели.

Микропопулацията на природните води е изключително разнообразна. Неговият качествен и количествен състав се определя преди всичко от състава на водата. За дълбоки, много чисти артезиански води е характерно почти пълното отсъствие на бактерии поради защитата на водоносния хоризонт от контакт с хоризонтите, разположени отгоре.

Характеристика на състава на водата на откритите резервоари е нейната промяна в сезоните на годината: придружена от промени в броя и видовото разнообразие на микропопулацията. Бактериалното замърсяване на повърхностните източници се дължи главно на навлизането във водоемите на повърхностен отток, съдържащ органични, минерални вещества и микроорганизми, измити от водосборната зона, и отпадъчни води.

От гледна точка на санитарната микробиология се извършва оценка на качеството на водата
за да се определи неговата санитарна и епидемиологична опасност или
безопасност за човешкото здраве. Водата играе важна роля в предаването
причинители на много инфекции; главно чревни. защото през водата
коремен тиф, дизентерия, холера,
инфекциозен хепатит и др.

Директното количествено определяне на причинителите на всички инфекции за контрол на качеството на водата не е възможно поради разнообразието на техните видове и сложността на анализа. Следователно в практическата санитарна микробиология се използват индиректни методи за определяне на потенциала за замърсяване на водата от патогенни микроорганизми.

Санитарно-бактериологичната оценка на качеството на водата се основава на определянето на два основни показателя; микробното число и броя на бактериите от CoH групата.

Първият индикатор ще даде представа за общото замърсяване на водата с аеробни сапрофити, поради което често се нарича общ брой аеробни сапрофити или (накратко) общ брой. Микробното число се определя по метода на инокулация върху стандартна среда - месопептонен агар (MPL).

Аеробните сапрофити съставляват само част от общия брой микроби във водата, но те са важен санитарен показател за качеството на водата, тъй като има пряка връзка между степента на замърсяване с органични вещества и микробния брой. Освен това се смята, че колкото по-високо е микробното число, толкова по-вероятно е наличието на патогенни микроорганизми във водата. Микробното число на чешмяната вода не трябва да надвишава 100. В естествените води този показател варира в много широк диапазон за различните водоеми и за сезоните на един и същи водоем. В чистите водоеми броят на аеробните сапрофити може да бъде десетки или стотици, докато в замърсените и мръсни водоеми може да бъде десетки хиляди и милиони.

По втория показател - броя на бактериите от групата на CoH (E. coli) се преценява евентуалното наличие на патогенни микроорганизми във водата.

Бактериите от групата CoH принадлежат към семейство Enterobacteriaceae. Това са пръчици без спори, факултативни анаероби, които ферментират лактоза и глюкоза при температура 37 ° C с образуване на киселина и газ и нямат оксидазна активност. Те са постоянни съжители на червата на хората и животните: постоянно и в големи числаизпуснати в околната среда; по-дълго от патогенните микроорганизми остават жизнеспособни в тази среда; са по-устойчиви на хлор от причинителите на повечето инфекции. Именно тези свойства на бактериите от групата на CoI определят възможността за тяхното използване като санитарни показателни микроорганизми. Наличието на колиформи във водата показва нейното фекално замърсяване, а техният брой позволява да се прецени степента на това замърсяване. За количествено определяне на колиформи се използва фуксин-сулфитен агар (среда Ендо).

Анализът на чешмяна и чиста натурална вода се извършва след предварително концентриране на водата върху мембранни филтри.

Резултатите се изразяват като коли индекс - броят на бактериите в 1 литър вода.

Понякога се прави преизчисление чрез определяне на коли-титър - най-малкият обем вода (в ml), съдържащ една ешерихия коли. If-титър = 1000/if-индекс.

Ако индексът на чешмяната вода трябва да бъде не повече от 3. Допустимият индекс на вода от източници на водоснабдяване зависи от предложения метод за пречистване. Ако се планира само хлориране на водата, тогава индексът на водата в източника не трябва да надвишава 1000 с пълно пречистване на водата - 10000.

При специални условия, според санитарните и епидемиологичните показатели, те прибягват до определяне на ентерококи, ентеровируси на салмонела във водата и провеждат водни тестове за патогенна микрофлора.

Повърхностните източници на водоснабдяване, в допълнение към санитарните и бактериологичните изследвания, се характеризират и с данни от хидробиологични наблюдения. Микроскопията на водна проба определя броя на фито- и зоопланктонните клетки. Тези показатели се изменят значително със сезоните – както по отношение на броя на организмите, така и по отношение на видовото им разнообразие.

През пролетно-летния период на интензивно развитие на водораслите (цъфтеж на резервоара), съдържанието на фитопланктон в повърхностните води може да достигне 50 хиляди клетки на 1 ml. През лятото зоопланктонът е много разнообразен и е представен от нисши ракообразни, ротифери и ларви на мекотели. Във водата могат да се появят и бентосни организми: червеи, ларви на насекоми. През зимата във водата се срещат предимно нисши ракообразни. Броят на зоопланктонните организми обикновено се изразява като брой екземпляри на 1 m3 вода. Във водата на изворите има и видими с просто око организми. Техният брой се определя от броя на копията в 1 m3. За реките от средния пояс на европейската част на страната ни концентрацията на зоопланктон е 100-10 000 екз. в 1 м вода. Обикновено те са няколко пъти по-малки от зоопланктонните организми.

IN пия водаПланктонните организми, както и организмите, видими с просто око, трябва да отсъстват.