ביו-בדיקה היא שיטה להערכת איכות סביבת המגורים (רעילות חומרים) באמצעות ניסויים בחפצי בדיקה. מספר מסוים (בדרך כלל 10) של חפצי בדיקה מונחים בדגימות מים טבעיות ולאחר הפקיעה. במשך זמן מה הם משווים עם הביקורת.(באמצעות דוגמה של דפניה: כדי לקבוע רעילות חריפה זה לוקח 4 ימים, לרעילות כרונית - 20-24 ימים.) מייבשים את הדגימה של משקעי תחתית, מייצרים תמצית, ואז הכל עוקב אחר התוכנית עם דפניה

בדיקה ביולוגית בהערכת רעילות שפכים

בעת בדיקת רעילות שפכים, אסור לקחת דגימה בודדת. מספר המנות הנדרשות נבחר על פי ניסיון ביצוע הניתוח (על פי הנחיות מתודולוגיות ו-GOSTs) דגימות נלקחות בדרך כלל כל שעה במהלך היום, לאחר מכן. הכל מעורבב היטב ונלקחת כמות המים הנדרשת לבדיקה ביולוגית .לא ניתן לשמר דגימות שנלקחו למחקרי רעילות וכאן הכל כמו בשאלה 1: שתי צנצנות עם מי בדיקה ובקרה

בדיקות ביולוגיות בהערכת רעילות חומרים כימיים. מדדי רעילות (LC50, LD50 וכו')

הרעילות של כימיקלים נקבעת על ידי המינון הקטלני (עבור חפצי בדיקה בעלי דם חם) והריכוז הקטלני (עבור מימיים). LC50 (קונצרן קיץ) הוא ריכוז ב-Ba הגורם למוות של 50% מהאורגניזמים הנבדקים בזמן קצוב. אצות משמשות גם כחפצי בדיקה, עבורן אי אפשר לקבוע LC50, ולכן מחוון IC50 (מעכב ריכוז הוא האטה בצמיחת היבול). כדי לקבוע את הרעילות של חומר כימי, הוא מדולל במים ביחס של 1/10.1/100.1/1000. קח 2 דגימות (צנצנות) ובקרה. לאחר הזמן שצוין, השוו את הדגימות עם הבקרה, בחר את ריכוז החומר כדי לקבוע במדויק את LC50

בדיקת אורגניזמים המשמשים בבדיקות ביו. קריטריונים לבחירת אורגניזמים נבדקים

אובייקט בדיקה - אורגניזם המשמש להערכת רעילותם של חומרים, משקעי תחתית, מים וקרקעות. הוא גדל במיוחד ב תנאי מעבדהאורגניזם, השתייכות שיטתית שונה (חולדות, אצות, פרוטוזואה, דגים) דרישות עבורם: הומוגניות גנטית (קווים טהורים), מותאמים לתנאי מעבדה, באופן אידיאלי, התגובה לא צריכה להיות תלויה במחזורים עונתיים ויומיים. מערכת אובייקטי הבדיקה נקבעת לפי שיטות

בדיקת פונקציות

פונקציית הבדיקה היא קריטריון רעילות המשמש בבדיקות ביולוגיות כדי לאפיין את התגובה של אובייקט בדיקה להשפעה המזיקה (השלילית) של הסביבה. לדוגמא: תמותה/הישרדות (בדרך כלל משמש לפרוטוזואה, חרקים, סרטנים, דגים), פוריות/מספר צאצאים, זמן הופעתם, הופעת סטיות חריגות. לצמחים - קצב נביטת הזרעים, אורך השורשים הראשוניים וכו'.

קריטריונים עיקריים להערכת רעילות בהתבסס על תוצאות ביו-בדיקה

השפעה רעילה - שינוי בכל סימן חיוני בהשפעת חומרים רעילים, תלוי במאפייני החומר. עם מוות בדגימה<10% от контроля можно говорить о том,что среда не токсична.10-50% - среда безвредна.>50% - הסביבה רעילה

בחירה, הובלת דגימות, הכנה לביו-בדיקה

כדי לקבל מידע מהימן לגבי תכונות רעילות של דגימה יש לאסוף אותה בצורה נכונה ולאחסנה עד לביצוע הבדיקה.באמצעות מפה או דיאגרמה של הנהר נבחרים אתרי דגימה (תחנות). כדי להעריך בצורה מדויקת יותר את איכות המים, נלקחות מספר דגימות בכל תחנה. הדגימה סוחטת ומועברת למיכל פלסטיק. בדיקת ביולוגית של דגימות מים מתבצעת לא יאוחר מ-6 שעות לאחר איסוףן. במהלך שינוע ארוך טווח של הדגימה ניתן להוריד את הטמפרטורה ל-+4 מעלות

תכונות של ניסויי ביו-בדיקה חריפים וכרוניים

בדיקה לרעילות חריפה מתבטאת במוות של אורגניזמים במשך פרק זמן מסוים (כמה שניות או מספר ימים). רעילות כרונית מתבטאת רק לאחר מספר ימים, וככלל, אינה מובילה למוות מהיר של האורגניזם; הוא מתבטא בשיבוש של פונקציות חיוניות, התרחשות של רעילות

בעת הערכת המצב הסביבתי, יש צורך לקחת בחשבון את הרעילות הן של קבוצות המזהמים המנותחות והן בתוצרי חילוף החומרים שלהם. חלק מהמזהמים בסביבה הטבעית בהשפעת קרינה אולטרה סגולה, בעת שינוי תנאי חומצה-בסיס וכדומה, עלולים ליצור חומרים רעילים יותר מהמקוריים. יתר על כן, לעתים קרובות זה מעבר מחקרים אנליטיים, בשל הקשיים המדעיים והמתודולוגיים של הלימוד, נותרה השפעה משולבת של מזהמים, המתבטאת בתוספת, חיזוק ועיכוב פעולה. בהקשר זה, בנוסף לשיטות הרגילות של בקרה אנליטית כימית המשמשות לפתרון בעיות של זיהוי מקורות זיהום, הערכת איכות הסביבה או ניטור סביבתי, השימוש בשיטות ביו-בדיקה יעיל.

בדיקות ביולוגיותהיא שיטה לקביעת מידת ההשפעות הרעילות של גורמים סביבתיים פיזיים, כימיים וביולוגיים שעלולים להיות מסוכנים לאורגניזמים חיים במערכת אקולוגית נתונה. בדיקה ביולוגית מתבצעת בניסוי במעבדה או בתנאים טבעיים על ידי רישום שינויים ביולוגית אינדיקטורים משמעותייםחקר אובייקטים טבעיים או טבעיים-טכנוגניים עם הערכה שלאחר מכן של מצבם בהתאם לקריטריוני הרעילות שנבחרו. בעיקרו של דבר, בדיקה ביולוגית היא קביעת הרעילות של דגימה (מים, אדמה, משקעי תחתית וכו') עבור תרבית נתונה של אורגניזמים בתנאי ניסוי.

חפצי בדיקה (אורגניזמים) יכולים להיות חיידקים, שמרים, פרוטוזואה, אצות, עלוקות, רכיכות, דגים ועוד. בנוסף, יחד עם אורגניזמים שלמים, איברים בודדים, רקמות או תאים. הביוטסט משמש לקביעת רעילות כללית, מוטגניות וקרצינוגניות. במקרה הראשון, נרשמים אינדיקטורים למוות של אורגניזמים, הפרעות מורפולוגיות, שינויים מורפופונקציונליים וסטיות בהתנהגותם ובפעילותם המוטורית. חקר המוטגניות והקיצרוגניות מתבצע באמצעות בדיקות קצרות טווח לתיקון נזקים כרומוזומליים, מוטציות גנים ונזקי DNA תוך הערכה של סכנת החומר. שיטת הביוטסטינג נחשבת לעתים כאלטרנטיבה למערכת של ריכוזים מקסימליים של מזהמים במרכיבים שונים של הסביבה, שלפי מספר חוקרים (Opekunov, 2014), אינה מוצדקת במהותה המדעית והמתודולוגית.

ההשפעה על אובייקט הבדיקה יכולה להתבצע על ידי הדמיית הכל דרכים אפשריותכניסה של חומרים מזיקים לגוף. החומרים העיקריים שנבדקו הם מים, ואוויר אטמוספרי פחות נפוץ. אפשר גם ללמוד את ההשפעה העקיפה של רכיבים סביבתיים מוצקים על אובייקט הבדיקה: קרקעות, משקעי חלב, קרקע. במקרה זה, נעשה שימוש במי נקבוביות של אמצעים אלה או בתמציות מימיות מהם, המתקבלות בשיטות מקובלות. בנוסף, ניתן לבצע בדיקות ביו בשלב החלקיקים המרחפים. עם זאת, המטרה העיקרית של היישום של שיטות ביו-בדיקה הוא עדיין שפכים ומים טבעיים.

IN השנים האחרונותשיטות בדיקה ביולוגיות הפכו בשימוש פעיל בהערכת איכות הסביבה הימית. זה נובע בעיקר מהפיתוח בקנה מידה גדול של משאבי נפט ופחמימנים על המדף היבשתי ובמדרון היבשתי של האוקיינוס ​​העולמי. הבדיקות מכוונות להעריך את איכות הסביבה הימית, כמו גם את הרעילות של מי התעשייה והקידוח וגזרי הקידוח. יחד עם זאת, הבעיה הקשה ביותר של בדיקת הסביבה הימית נותרה הבחירה של חפצי בדיקה, אשר בפרקטיקה של בקרה ביולוגית שכבר הוקמה מיוצגים בעיקר על ידי צורות מים מתוקים של אורגניזמים. לכן, כיום, בעת ביצוע בדיקות ביולוגיות של הסביבה הימית, ניתנת עדיפות למינים המאכלסים את המים הללו באופן טבעי.

טכניקת הביוטסטינג מבוססת על השוואת דגימות בדיקה עם דגימות בקרה על פני פרק זמן מסוים. במקרה זה, בדיקות ביולוגיות ניסיוניות (עד מספר שעות), הערכת השפעות רעילות חריפות (בתוך 1-3 ימים מהחשיפה), השפעות רעילות כרוניות (לאחר 7-10 ימי חשיפה), וכן תחזית לטווח ארוך. ניתן לבצע השלכות (לאחר 2-3 שבועות של חשיפה). בסך הכל פותחו עד היום למעלה מ-50 תקנים.

חפץ הבדיקה הנפוץ ביותר הוא סרטן דפניה טדפה, המשמש לבקרת רעילות מי שפכים ולזיהוי מקורות זיהום. בדיקות לתגובות התנהגותיות ופיזיולוגיות של דגים (שיטת בדיקת דגים), בפרט לתגובה של דגים היוצאים מאזור סכנה, נבדקו בהרחבה. שינויים ברעילות סביבתית משמשים גם כאינדיקטורים לרעילות סביבתית. תפקוד מוטוריעלוקות, תגובת הסגירה של שסתומי רכיכות, קצב צריכת החמצן על ידי הולוטוריאנים וכו'.

כדי לקבוע את הרעילות של מים מתוקים טבעיים ומשקעי חלב, מי שפכים ופסולת נוזלי קידוח, משרד המשאבים הטבעיים של הפדרציה הרוסית (2002) ממליץ על שימוש בשיטות ביולוגיות להפחתת רמת הביו-אור של חיידקים Photobacterium phosphoreum, צמצום הגידול במספר הריצות Tetrahymena pyriformis, עיכוב צמיחת אצות מים מתוקים Scenedesmus quadricauda,מוות של סרטנים דפניה טדפהו Ceriodaphnia affinis,הישרדות ופוריות של סרטנים Ceriodaphnia affinis,מוות של דגי גפי Poecillia reticulata.

הערכת הרעילות של מי ים ומשקעי תחתית, שפכים בדרגות מליחות שונות ונוזלי קידוח מושקעים המוזרמים למי הים מומלצת על ידי משרד המשאבים הטבעיים של הפדרציה הרוסית תוך שימוש בטכניקות ביולוגיות לעיכוב הצמיחה של אצות חד-תאיות Phaeodactilum tricomutum, מוות של סרטנים ארטמיה סלינהודגים Poecillia reticulata,הפחתת רמת ביולוגיות של חיידקים Photobacterium phosphoreum.

ניתוח פלואורסצנטי של אצות וצמחים גבוהים יותר משמש במספר מערכות בדיקה ביולוגיות המשמשות באקוטוקסיקולוגיה. לפי עוצמת הקרינה הנרגשת באור קבוע, ניתן לקבוע את ריכוז הכלורופיל במי ים בערכים נמוכים (עד 0.05 מ"ג/מ"ק כלורופיל א).שינויים בקרינה עם עוצמת עירור משתנה יכולים לשמש אינדיקטור לפעילות פוטוסיפטית מצב פיזיולוגיאורגניזמים פוטוסינתטיים. הטכניקה למדידת השפע והצבעה על שינויים במצב הפיטופלנקטון במים טבעיים בשיטת הפלורסנט (FR.1.39.2011.11246, PNDF 14.2.268-2012) מאושרת למטרות בקרה סביבתית ממלכתית לפי סעיף "כימיקל כמותי". ניתוח מים" (Kotelevtsev et al., 2012). ככלל, השיטה מאפשרת לנו לתת הערכה אינטגרלית של איכות המים הטבעיים, שכן שינויים בפעילות הפוטוסינתטית יכולים להיגרם הן מזיהוםם והן מגורמים סביבתיים לא חיוביים, כגון חוֹםומליחות, חוסר מרכיבי תזונה מינרלים וכו' (Melekhova, 2007; Kuznetsova et al., 2011). בפרקטיקה המודרנית, נעשה שימוש נרחב בשיטות סטנדרטיות לבדיקת רעילות של דגימות של מים מתוקים, מי תהום, שתייה, מי שפכים, תמציות מים מאדמה, בוצת ביוב ופסולת על מיקרו-אצות ירוקות במים מתוקים מהסוג. כלורלהו Scenedesmus, מעובד לפי שיטות מקובלות. האינדיקטורים העיקריים להשפעות הרעילות הם הצמיחה וההישרדות של התרבית, שינויים ברמת הקרינה של הכלורופיל ומספר תאי האצות (K). S. Grigoriev // PND F T 14,1:2:4,10-04, M.2004 FR. 1.39.2007.03223; נ"ש זמור, ט"ל אורלובה // FR.1.39.2007.03223/2007 וכו'). IN לָאַחֲרוֹנָההופיעה עבודה על בדיקה ביולוגית של השפעת ננו-חלקיקים על מערכות אקולוגיות (איור 26). אצות נחשבות לאובייקטים מבטיחים לבדיקת ננו-חומרים, בהם עיכוב גדילה, שינויים במורפולוגיה של התא וקרינה נחקרו כחיישנים ביולוגיים של השפעות טוקסיקולוגיות (Kotelevtsev et al., 2012). לדוגמה, התגלתה השפעתם של ננו-חלקיקי כסף, ננו-צינורות, ננו-יהלומים וננו-מרוכבים על הקרינה של אצות. כלורלה וולגריסו Chlamydomonas reinhardtii(Matorin et al., 2009).

לניטור סביבתי מקיף של שינויים בסביבה הימית בתחומי הפיתוח הימי שדות נפט וגז S. A. Patin (1997) מציע להשתמש בתגובות בדיקה של חיידקים, פרוטוזואה Stylonichia mytilis, Tintinnop-

אורז. 26.

sis biroidea, Noctiluca seintillans, Cristigera, אצות חד תאיות Coscinodiscus, Ditylum, Gyrodinium, Exuviella, מאקרופיטים , זואופלנקטון Acartia, Eurotimora, Tigriopus, Calanipeda, Artemia salina, דג Salmo gairdner, Trachurus trachurus, Limanda limanda, Gadus morhua, Scophthalmus maximus, Sprattus sprattus, Spicara smartsומקרובנתוס ואחרים (טבלה 10).

כדי לקבוע את הרעילות של קרקעות מזוהמות מבחינה טכנוגני, נעשה שימוש נרחב במדידות של נביטת זרעים ואורך השורשים של שתילים של צמחים גבוהים יותר (RD 52.18.344-93, ISO 11269 וכו'). במיוחד, זרעי שיבולת שועל נחקרים למטרה זו. תנור סאטיבה(מתודולוגיה של מרכז המחקר של סנט פטרבורג לביולוגיה חשמלית RAS, FR. 1.39.2006.02264), צנון Raphanus sativus(Nechaeva et al., 2010; Voronina, 2013), גרגיר הנחלים Lepidium sativum(Eremchenko, 2013; Seifert et al., 2013; Maistrenko et al., 2013), אפונה Pisum sativum(קריאטוב ואח', 2013), חרדל Brassica juncea L. (Lisovitskaya, 2013), אורן כולי פינוס סילבסטריס(Freiberg et al., 2002; Stetsenko, 2004) וכו'.

כדי להעריך את עמידותם של צמחים לרמות גבוהות של מתכות כבדות בסביבה, פותח שינוי בשיטת בדיקת השורשים במעבדת האקולוגיה של קהילות צמחים של המכון הבוטני של האקדמיה למדעים של ברית המועצות (Alekseeva-Popova, 1985) , 1991). בשל פשטותו ויעילותו (ההבעה), ורגישותו הגבוהה למדי, הוא הנפוץ ביותר בניסויים בצמחייה. זוהי שיטה מפורשת לקביעת יציבות חפצים על שתילים במהלך טבלה 10.קבוצות ומינים מומלצים של אורגניזמים ימיים ותגובות הבדיקה שלהם לשימוש בבדיקות ביולוגיות במערכות סביבתיות משולבות

ניטור (פטין, 1997)

קבוצה וסוג של אורגניזמים נבדקים	סביבה בבדיקה	בדיקת תגובה ומחוון
מיקרופלנקטון הטרוטרופי, חיידקים	מים, שכבת מיקרו משטח בעובי של כ-1 מ"מ (SML)	שינויים בדינמיקה של MIC, דומיננטיות מינים, קצב ההרס של מצעים, פעילות מוטגנית
פרוטוזואה ( Stylonichia mytilis, Tintinnopsis biroidea, Noctiluca seintillans, Cristigera)	משקעי תחתית, מי מחילות, eluates, בוצות, שפכים	ירידה בהישרדות, שינויים בקצבי רבייה וגדילה, תנועתיות ומורפולוגיה לא תקינה
אצות חד-תאיות, דומיננטיות אזוריות ( Coscinodiscus, Ditylum, Gyrodinium, Exuviellaוכו.)	בזבוז מים	שינויים בקצב החלוקה ומספר התאים, הפרעות בעוצמת הפוטוסינתזה והקרינה, אנומליות הרכב פיגמנטוכו.
מאקרופיטים ( Laminaria, Macrocystis pyriferaוכו.)	בזבוז מים	שינויים בקצב הגדילה, הפרעות בשקיעת זואפור, הפרעות מורפולוגיות ואלקטרופיזיולוגיות
תסניני זואפלנקטון ( Acartia, Eurotimora, Tigriopus, Calanipeda, Artemia salinaוכו.)	מים, PMS, שפכים	ירידה בהישרדות ובפוריות, פגיעה ברבייה, התנהגות ופעילות טרופית, חריגות מורפולוגיות ואחרות
דגים (שרצים, זחלים, צעירים) ( Salmo gairdner, Trachurus trachurus, Limanda limanda, Gadus morhua, Scophthalmus maximus, Sprattus sprattus, Spicara smartsוכו.)	מים, PMS, שפכים	תמותה ותדירות מוגברת של הפרעות מורפולוגיות, הפרעות תזונתיות, גדילה, נשימה, התנהגות, אינדיקטורים פיזיולוגיים ואחרים
Macrobenthos (עוברים בוגרים, זחלים) ( Mytilus edulis, Crassostrea gigans, Macoma, Echinocardium, Arnicolaוכו.)	מים, PMS, משקעי תחתית, שפכים, בוצה	ירידה בהישרדות, פגיעה ברבייה, האטה בגדילה, חריגות התנהגותיות, פיזיולוגיות ואחרות מהנורמה

2-3 שבועות: הרכב תמיסת הבקרה מאפשר לגדל צמחים מטקסים שונים ולבדוק מגוון רחב של ריכוזי מתכות. בתנאים של ניסוי אחד, ניתן להעריך את הספציפיות של הפעולה של מתכות בודדות, כמו גם להשוות את היציבות סוגים שוניםואוכלוסיות מאותו מין למתכת ספציפית. בהשפעת ריכוזים רעילים של מתכות כבדות, נצפה עיכוב של תהליכי גדילה. הירידה בצמיחת השורשים מתואמת עם ריכוז המתכות, ותגובת השורשים באה לידי ביטוי בבירור גם עם עלייה קלה במינון המתכת. באמצעות שיטת בדיקת השורש, הבדלים בין ותוך-ספציפיים בעמידות ל- Cu, Ni, Mn, Zn, Pb ו- CC1 של צמחים מטקסים שיטתיים שונים (דגני המשפחה. Roaseae- חיטה, שיבולת שועל, שעורה; דו-פסיגיים - fam. קטניות Fabaceaeמִשׁפָּחָה מצליבים Brassicaceae, sem. Asteraceae Asteraceae, sem. Lamiaceae Lamiaceaeוכו.). תוצאות של מחקר מעבדהלאפשר לנו להמליץ ​​על שיטת בדיקת השורשים לבידוד אוכלוסיות עמידות למתכות של מינים המתאימות לגידול בקרקע חקלאית בתנאים מזוהמים, וכן להשבת אדמות מופרעות.

בדיקה ביולוגית היא דרך מהירה הרבה יותר להעריך את איכות המים בהשוואה לגישות מסורתיות לניטור סביבתי. שיטה זו פחות יקרה, והשיטות והתוצאות שלה מובנות יותר למי שאינו מומחה. שיטות הבדיקה הביולוגית משתפרות ללא הרף, מוצעים גישות וציוד חדשים לביצוע ניסויים, הסמכה והפטנט שלהן מתבצעים (Grigoriev, Shashkova, 2006; Zhmur, 2007; Zhmur, Orlova, 2007; Mayachkina, Chugunova, 2009; Maltseva, Okhapkina, Okhapkina, Okhapkina, 2006; Zhmur, 2007 , 2010; Grigoriev, Tyutkova, 2011; Bardina et al., 2013; Grigoriev, 2013, וכו').

נכון לעכשיו, הן ברוסיה והן בחו"ל, מחקר מתפתח באופן אינטנסיבי ליצירת אמצעי בקרה אוטומטית של זיהום מים בזמן אמת. השיטות המבטיחות ביותר בהקשר זה הן אלו המבוססות על מדידות של תגובות של סמנים ביולוגיים פיזיולוגיים והתנהגותיים (Kurilenko, 2004; Karmazinov et al., 2007; Kholodkevich et al., 2006, 2011, וכו'). השיטות הנפוצות ביותר לרישום פעילות הלב של חסרי חוליות בנטיים עם כיסוי חיצוני קשה, כגון סרטנים, סרטנים ורכיכות. בכל אזור מים ספציפי, נציגים שונים של קהילות בנטיות יכולים לפעול כ"זן מטרה". לדוגמה, כיום, בכל צריכת המים של תחנות המים בסנט פטרסבורג, נעשה שימוש במתקן ניטור ביולוגי לאיכות המים שפותח בסנט פטרסבורג על ידי מרכז המחקר לכלכלה אקולוגית של האקדמיה הרוסית למדעים, אשר מבצע ב- בזמן אמת קביעת הרעילות של מים המגיעים מנהר הנווה. קצב הלב ואינדקס המתח משמשים כסמנים ביולוגיים - אחד המאפיינים החשובים ביותר של דופק וריאציה. המשכיות ומדידה בלתי פוסקת של פרמטרים פיזיולוגיים אלה מובטחת באמצעות מערכות אקווריום מיוחדות זרימה המכילות שלושה זוגות סרטנים Pontastacus leptodactylus Esch.

באופן כללי, כאשר מעריכים את רמת הרעילות הסביבתית, לשיטת הביוטסטינג, כמכלול כימי-אנליטי משלים, יש מספר יתרונות ללא ספק:

• 1) אובייקט הבדיקה, ככלל, מגיב לעומסים אנתרופוגניים חלשים יחסית עקב השפעת הצטברות מינון ההשפעות המזיקות;
• 2) הבדיקה מסכמת את ההשפעה של כל הגורמים האנתרופוגניים המזיקים מבחינה ביולוגית ללא יוצא מן הכלל, לרבות השפעות פיזיקליות וכימיות;
• 3) על פי תוצאות הבדיקה, מגמות בשינויים במצב בסביבה נחשפות בצורה מהימנה למדי.

עם זאת, זוהו גם מספר קשיים ביישום השיטה הנדונה. בעיה משמעותית בשימוש באורגניזמים פשוטים היא אי-השוואתם לאורגניזמים רב-תאיים, שתגובתם לאותם שינויים בסביבה המימית יכולה להיות שונה. לדוגמה, עבור ריסים, תגובה למתכות כבדות נצפית כבר בריכוזים הנמוכים במספר סדרי גודל מהריכוז המרבי המותר במים. לגבי תרכובות ביוגניות, ההפך הוא הנכון: התגובה מתבטאת בריכוזים הגבוהים בכמה סדרי גודל מהריכוז המרבי המותר. בנוסף, חסרונות השיטה הם מהימנות נמוכה, קושי בפענוח התוצאות והעברתן מסוג אחד לסוג אחר והיעדר סולמות דירוג מפותחים. כל זה מסבך מאוד את תהליך הסטנדרטיזציה של השיטה, שבלעדיו כמעט בלתי אפשרי לנפות את המנגנון של בקרת בדיקות המדינה עצמו.

על מנת להימנע לפחות מחלק מהקשיים המפורטים, בשנים האחרונות הציעו מומחים גישות מדעיות ומתודולוגיות חדשות לבחירת אורגניזמים נבדקים המבוססים על מאפיינים אבולוציוניים, פיזיולוגיים, פסיכו-התנהגותיים ואחרים (Zaitseva, Kovalev, 1994). המהות של הצעות אלה היא לקחת בחשבון את המאפיינים העיקריים של תהליכי הסתגלות ונתונים על רגישות ועמידות של אורגניזמים נבדקים, להכניס אלמנטים של ניתוח otological לתוך הפרקטיקה של biotesting, כמו גם לקבוע נכון את עיתוי הבדיקה. על פי הקריטריונים המפורטים, המתאימים ביותר הם הידרוביויטים חסרי חוליות (סרטנים וגסטרופודים), בעלי רמת ארגון גבוהה למדי. ביחס לבדיקת משקעי חלב, חסרי חוליות תחתית מומלצים כאובייקטי בדיקה (Gudimov, Gudimova, 2002). כדאיות סימולטנית הערכה כלליתבדיקת רעילות מים למזהמים. במקרה זה, ניתן להשתמש ביכולת של חלק מהאורגניזמים להגיב למזהמים ספציפיים. יש לעשות מאמצים רציניים לפתח סולמות מאוחדים להערכה ביולוגית של הרעילות של מדיה.

בנוסף, יש לקחת בחשבון מספר היבטים בעת ביצוע בדיקות ביולוגיות על רכיבים מוצקים. ראשית, התוצאות של קביעת הרעילות של קרקעות ותמציות מימיות מהן באמצעות בדיקות ביולוגיות במקרים מסוימים עשויות להיות שונות באופן משמעותי (Bakina et al., 2004; Mayachkina, Chugunova, 2009). לדוגמה, רעילותן של קרקעות, שנקבעת בשיטת הנבטת זרעים של צמחים גבוהים ישירות באדמה, גבוהה מהרעילות של תמציות מימיות מאותן קרקעות, שנקבעה באמצעות חפצי בדיקה מסורתיים לרעילות מים. ההבדל בתוצאות גדול במיוחד כאשר קרקעות מזוהמות בחומרים רעילים שאינם מסיסים במים, למשל פפטיו או תוצרים של הידרוליזה של חרדל. שנית, בעת קביעת מידת רעילות הקרקע באמצעות שיטות ביו-בדיקה חשיבות רבהיש רגישות של אורגניזמים ניסיוניים לחומרים רעילים. התוצאה הנכונה ביותר מושגת כאשר משתמשים במספר אובייקטי בדיקה מקבוצות שיטתיות שונות. מסמכים רגולטוריים ממליצים על שימוש בשני אורגניזמים שנבדקו לפחות. התפתחויות בנושא יצירת מערכת בדיקה המורכבת משלושה עד ארבעה נציגים של עולם החי והצומח פורסמו בספרות המדעית. אז, למשל, נציגים של שלושה רמות טרופיות: מפיקים - Triticum vulgare Lקויסומייטוב - Daphnia magna Straus, Paramecium caudatum; מפרקים הם מיקרואורגניזמים בקרקע (Bardina et al., 2013; Kapelkiia et al., 2013). מעיד לבצע בדיקות ביולוגיות, למשל, עם דגי אקווריום, גפי, רכיכות וסרטני דפניה, או להשתמש במערכת Paramecium caudatum - Chlorella vulgaris - Escherichia coli.נעשה שימוש בקריטריונים הבאים: במקרה של מוות של 50% מהפרטים של אורגניזם אחד, המים מוערכים כרעילים מעט, במקרה של מוות של 50% מהפרטים מכל המינים שנבדקו - כרעילים ביותר .

אימות של מערך שיטות ביואינדיקציה להערכת מצב הסביבה יכול להתבצע הן במעבדה בתנאי ניסוי מבוקרים והן באמצעות טכניקות סטטיסטיות שונות להערכת מהימנות הקשר בין המדד למושא האינדיקציה. אלה כוללים ניתוחי רגרסיה, גורמים ואשכולות. בחירת השיטה תלויה במשימות הספציפיות ובקנה המידה של הערכת האינדיקטור של הטריטוריה.

לפיכך, מספר רב של שיטות וטכניקות ביולוגיות פותחו כעת ונמצאים בשימוש נרחב בפרקטיקה של ניטור סביבתי. שיטת הפיטואינדיקציה מאפשרת להעריך את ההשפעה האנתרופוגנית המורכבת והשלכותיה הסביבתיות בנופים טבעיים ומופרעים טכנולוגית. זה הכרחי בעת ביצוע סקרים באזורים שקשה להגיע אליהם ובהם אין עמדות ניטור. בהתאם לעוצמת העומס האנתרופוגני, מערך שיטות הפיטואינדיקציה משתנה. מאפיינים פיזיולוגיים וביוכימיים של מיני אינדיקטור מאפשרים לזהות הפרעות בשלבים הראשונים של השפעה אנתרופוגנית על מערכות אקולוגיות. ניתוח מורפולוגי ושימוש בחפצי בדיקה מומלצים בכל סוגי המערכות האקולוגיות כדי לקבל הערכה של השפעות אנתרופוגניות מורכבות. השימוש בחפצי בדיקה בתנאי ניסוי מאפשר לבסס קשרים כמותיים במערכת ה"מינון-אפקט". להערכה מהירה של המצב האקולוגי של אזורי תעשייה עם דרגות שונות של תנאים מופרעים, השימוש בשיטות פיטואינדיקציה שונות מבטיח. ניתן להשתמש בשיטות פרחוניות ופיטוציוטיות באזורים של חריגות גיאוכימיות טבעיות ובמערכות אקולוגיות טבעיות מופרעות בצורה חלשה. ניתוח מורפולוגי ושימוש בחפצי בדיקה מומלצים בכל סוגי המערכות האקולוגיות כדי לקבל הערכה איכותית של ההשפעה האנתרופוגנית המורכבת. כדי לאפיין ולזהות באופן כמותי את מקור הזיהום, על מערכת השיטות לכלול ניתוח של תכולת המזהמים.

במערכות אקולוגיות טבעיות מעט מופרעותבהשפעת מקורות זיהום מקומיים, השקיית phytoirrigation מכוונת לשלוט בגורם עיקרי אחד או יותר של השפעה אנתרופוגנית. בהתאם לאופי מקור הזיהום תשתנה מערכת שיטות ההשקיה המומלצות. מכיוון שבתנאים אלה שולט אופן התפקוד הטבעי של מערכות אקולוגיות, אזי, למשל, בעת ניטור פליטות פליטות לאטמוספירה, אינדיקציה של חזזיות, דנדרואנדיקציה, ניתוח השוואתי של התפוקה הביולוגית של קרקעות טבעיות ומופרעות, וניטור שינויים תרכובת כימיתמרכיבים של מערכות אקולוגיות. ניתן להמליץ ​​על חקר כיסוי החזזיות האפיפיטי ליישום בפרקטיקה של עבודת הניטור, שכן המתודולוגיה נותנת אפשרות לקחת בחשבון הן את מגוון המינים ושפע החזזיות, והן את הכיסוי השלכתי הכולל של הכיסוי האפיפיטי. שלם. זה האחרון אינו דורש ידע מעמיק בלכנולוגיה ויכול לשמש מגוון רחב של מומחים.

במקרה של שינויים אנתרופוגניים הרסניים בנופים, לרבות כריתת יערות, השבחת קרקעות, חופשת פנאי ומרעה וכו', ההשפעה הגדולה ביותר מושגת על ידי הגישה הפרחונית (שינויים בהרכב המינים של פיטוקנוזים, הופעת או היעלמותם של מיני אינדיקטורים) ב. שילוב עם ניתוח של שינויים בתפוקה הביולוגית. ניתן להעריך את המצב של phytoceioses דרכים מסורתיותהתחשבות בביומסה בשיטות של ייחורים וחתכים, לפי גובה דוכן הדשא או מיני צמחים אינדיקטורים ולפי הצמיחה הלינארית והרדיאלית השנתית של עצים. שינוי ההרכב הכימי של הצמחים במקרה זה הוא פחות ספציפי ואינו חובה.

IN מערכות אקולוגיות באזורים של חריגות טכנוגניותהטרנספורמציה של PTC כל כך גדולה, עד שבתנאים אלה אי אפשר להשתמש בשיטות פיטוקנוטיות וחזזיות. כדי להעריך את הבידול המרחבי של אזור בהתאם לדרגת הזיהום, יש צורך לבחור במין אינדיקטור אחד או שניים (הניתנים להחלפה הדדית) הנמצאים בכל מקום באזור המחקר. השפעה אנתרופוגנית, המלווה בזיהום מרכיבי המערכת האקולוגית, מובילה, לצד שינויים בהרכב הכימי של הצמחים, לעיכוב תפקודים חיוניים ולכל מיני הפרעות במהלך תהליכים פיזיולוגיים, ובעיקר בפעילות פוטוסינתטית. אינדיקטור רגיש הוא היחס בין תכולת הכלורופיל או-6, עם זאת, מחקרים כאלה דורשים מעבדה מאובזרת למדי והכשרה מסוימת של מומחים. בעת ביצוע עבודות ניטור בקנה מידה גדול, נוח יותר להשתמש בקנה מידה של כלורוזה ונמק של עלים, כמו גם בגיל המחטים של עצים או שיחים בודדים. חקר השונות בתכונות הרפלקטיביות הספקטרליות של איברים פוטוסינתטיים מבטיח הערכה מהירה של השפעות אנתרופוגניות.

חשיבות מיוחדת היא הבחירה בשיטות ביואינדיקציה להערכת אזורים עירוניים - מערכות אקולוגיות עירוניות.המתח הגדול ביותר במצב הסביבתי נצפה בצבירות עירוניות תעשייתיות גדולות. לצמחים, כמצברים עיקריים של תרכובות רעילות, בסביבה העירונית תפקיד חשוב בהשבחתה, תוך התנסות בהשפעות של מזהמים המעכבים את תפקידיהם החיוניים. הצטברות המזהמים בצמחים משקפת את רמת הזיהום האטמוספרי והקרקע של מערכות אקולוגיות עירוניות. השימוש בפיטואינדיקטורים מאפשר לקבוע את דינמיקת הזמן של הזיהום, להבדיל את מקורותיו העיקריים ולקבוע את תרומתם לזיהום הכולל. כאשר לומדים ערים גדולות באחד ה בעיות רציניותהוא הבחירה של תקני השוואה. בעיה זו נפתרת באופן חלקי באמצעות שימוש באובייקטי בדיקה. בדיקות סביבתיות משמשות בהצלחה הן להערכת זיהום עירוני והן למיפוי סביבתי של אזורי תעשייה בודדים של העיר. היעיל ביותר בהקשר זה הוא בדיקה המעידה על בריו וחזזיות של הסביבה. חקר מצב הצמח עצמו - עיכוב תפקודים חיוניים, כלורוזיס ונמק, שונות מורפולוגית - עומד בבסיס שיטות מפורשות להערכת זיהום עירוני. אופי ההסתגלות של הצמח ללחץ אנתרופוגני דומה במובנים רבים לאסטרטגיית ההסתגלות של צמחים החשופים לחריגות גיאוכימיות טבעיות. לכן, המחקר והניתוח ההשוואתי של אוכלוסיות צמחים טבעיות וטכנוגניות העמידות בפני ריכוזים גבוהים של מתכות מבטיחים.

לפיכך, לסיכום האמור לעיל, יש להדגיש כי יתרונות הביואינדיקציה על פני שיטות אינסטרומנטליות כוללים את העלות הנמוכה יחסית, מהירות השגת המידע הגבוהה והיכולת לאפיין את מצב הסביבה לאורך תקופה ארוכה. השימוש בשיטות ביואינדיקציה בשילוב טכנולוגיות מחשוב והערכת מומחים מאפשר לערוך תחזית לשינויים במערכות אקולוגיות בעומס אנתרופוגני הולך וגובר, לגבש המלצות למשטר אופטימלי של ניהול סביבתי ולהעריך את מידת הסיכון הסביבתי של זיהום אנתרופוגני.

כדי לפתור מספר בעיות יישומיות של ניהול סביבתי, יש צורך בשיטות מפורשות של הערכת סביבה של מצב הסביבה. אלה כוללים בעיקר שיטות מורפולוגיות, פלוריסטיות ופיטוקנוטיות. היתרון שלהם נובע מהפשטות היחסית של מחקרי שטח ואיסוף מידע, כמו גם האפשרות לקבוע את ההשפעה הכוללת של כל מכלול הגורמים בתנאים ספציפיים.

Bioremediation מאפשר להעריך את ההשפעה האנתרופוגנית המורכבת הן על עצמים טבעיים והן על השטח של נופים עירוניים וחקלאיים. במקרה זה, ניתן להשתמש בשתי גישות בהערכת התגובות של אורגניזמים להשפעות סביבתיות. הראשון כרוך בחקר התגובות של מינים וקהילותיהם המופצות באזור המחקר, השני כולל חקר התגובות של חפצי ניסוי צמחים המוצבים באופן מלאכותי על הטריטוריה הנתונה.

כעת נעבור לפתרון הבעיה של בחירת אורגניזם בדיקה מתאים. ובמקביל נקבל מושג על רעילות כללית של מים באקווריום.

מסתבר שניתן להעריך את הרעילות הכוללת של מים באקווריום פשוט על ידי התבוננות בחלזונות.

כשלעצמו, זה רעיון פשוט מאוד ולא רע - הכניסו איזה אורגניזם שחי במים לדגימת בדיקה ותראו מה קורה לו. ואז להחליט אם המים האלה טובים או רעים? ליישם רעיון כזה פירושו לערוך ביו-טסט. נותרו רק 2 שאלות לענות עליהן:
1. איזה סוג של אורגניזם ( זה ייקרא אורגניזם מבחן) בחר?

2. מה בעצם צריך לקרות לו, או על סמך אילו תופעות ניתן לשפוט?רַעֲלָנוּת ?

לעומת זאת, אם בסיס תיאורטילא אכפת לך מבדיקות ביולוגיות, ואתה רק רוצה לדעת איך אתה יכול להשתמש בחלזונות אמפולריה כדי לקבוע את הרעילות של מים, אז אתה יכול לדלג על חלק מהחומרים למטה ולעבור ישר אל.

באיזו בדיקת גוף לבחור?

עד כה, מספר בדיקת אורגניזמים. (האורגניזם הנבדק הוא היצור האומלל שלפי תגובותיו נשפוט את רעילות המים). תקנים מחמירים פותחו ואומצו באופן רשמי על ידי משרד משאבי הטבע הפדרציה הרוסיתבדיקות ביו. אורגניזמי הבדיקה הפופולריים ביותר היו דפניות וציליאטים. הבדיקות מבוססות על הערכה כמותית של התמותה שלהם. בהתבסס על מספר מקרי המוות, מסיקים מסקנה לגבי רעילות. נראה שכל זה ברור, קל ופשוט, אבל בפועל התברר שזה לא מאוד אינפורמטיבי. אם הנבדקים מתים אז ברור שלמים יש השפעה רעילה, אבל האם יש הבדל במידת הרעילות כאשר במקרה אחד, לדוגמה, 40% מהדפניות מתו, ובעוד 60%? ובכן, נראה שבמקום שבו זה 60%, המים רעילים יותר, אבל 40% זה נתון לא מבוטל. אולי קבוצות האורגניזמים הנבדקים פשוט לא היו הומוגניות במיוחד מבחינת העמידות של פרטים בודדים להשפעות מזיקות, ומכאן ההבדל באחוז התמותה, אבל הרעילות של הדגימות הייתה זהה?
באופן כללי, נושא המהימנות הסטטיסטית של תוצאות הביוטסטינג עולה מיד על הפרק. להאמין או לא להאמין לתוצאות של בדיקות ביו תלוי במידה רבה בנכונות הסטטיסטית של הניסוי. אבל לא רק. הרבה תלוי לא פחות בבחירת האורגניזם הנבדק עצמו, כמו מינים ביולוגיים. כאן אי אפשר שלא לקחת בחשבון את המוזרויות של הביולוגיה והפיזיולוגיה שלה. בואו ניקח שוב את אותה דפניה. איפה היא חיה בטבע? ובכן, בכנות, לא במים נקיים במיוחד. מגדלי דגי אקווריום הולכים לתפוס אותו במיכלי שיקוע של מכוני טיהור מים. דגי דיסקוס (ולא רק הם) לא יחיו במים כאלה, ולא נשתה מים כאלה - לא יאהב את הריח והטעם. אבל דפניות חיות שם ומתרבות במהירות, וכך גם ריצות. אז, על סמך התגובות שלהם, האם ניתן לשפוט את הרעילות של מים ביחס אלייך ולי (אנשים, כלומר) ו דגי אקווריום? אני חושד מאוד שזה עדיין בלתי אפשרי, לא משנה כמה מחברים ינסו להוכיח את ההיפך. אני לא אתעמק יותר בג'ונגל המדעי והמדעי של מחלוקות סביב בדיקות ביו, אלא אתחיל לתאר את האורגניזם הנבדק שבו נשתמש בבדיקת הביוטסט.
אז, נעריך את הרעילות של מים לפי התנהגות (בעיקר לפיהתנהגות, לא על ידי תמותה) של חלזונות אמפולריה. אתה יכול לקרוא על החלזונות האלה עצמם . מה כל כך מיוחד באמפולריה? כן, סדרה שלמה של תכונות חשובות!

1. חלזונות אמפולריה הם חובבי חום ובעלי קצב חילוף חומרים גבוה.

בטמפרטורת מים של 25-30 מעלות צלזיוס, תגובות ביוכימיות בגוף האמפולה מתרחשות במהירות להפליא. הם אוכלים הרבה, עושים קקי הרבה וגדלים במרץ. המשמעות היא שנוכחות של חומרים רעילים במים תשפיע במהירות על התהליכים המטבוליים בגופם וזה יהיה גלוי. אחרי הכל, המהות של הפעולה של חומרים רעילים היא שהם משבשים את המהלך הרגיל של תגובות ביוכימיות. ניתן לזהות תופעות רעילות במהירות. המילה "מהר" פירושה תקופה שבין מספר שעות ליומיים.

תמונה 1. הנה חלזונות אמפולריה צעירים. הם טובים כאורגניזמים נבדקים בשל חילוף החומרים האינטנסיבי שלהם. התצלום מדגים בבירור את התזה הזו. החץ מציג את יציאות המעטפת המשתרעות מעבר לקצוות הקונכייה. אולי הם מגדילים את אזור המגע של המעטפת עם מים ומקלים על נשימת העור. או אולי הם קשורים איכשהו לצמיחה המהירה של קצה הקליפה. בכל מקרה, כאשר הבליטות הללו נראות בבירור אצל חלזונות צעירים, האחרונים גדלים במהירות רבה.

2. רגישות גבוהה ובמקביל עמידות של אמפולריה להשפעות רעילות.

לאמפולות שתי תכונות חשובות לאורגניזם הנבדק. הֵםרָגִישׁלפעולה של חומרים רעילים (הסברתי מדוע בפסקה למעלה), ובמקבילעָמִיד בִּפְנֵי(עמידים) בפניהם (רק מלחי נחושת הורגים אותם גם בריכוזים נמוכים). עמיד - זה אומר שהם לא מתים מיד. אגב, זו הסיבה שהם מאוד טובים בזהמתחילים את האקווריום בתור "חיות חלוצות". כאשר יש השפעה רעילה על הגוף, הם מתחילים לאכול פחות, לזחול לאט יותר, זקוקים ליותר או, להיפך, פחות חמצן, וננעלים במעטפת שלהם במכסה, ומונעים את ההשפעות המזיקות. מים מלוכלכים. כלומר, התנהגותם של חלזונות מורעלים שונה מהתנהגותם של חלזונות רגילים. חלזונות מדליקים את כל שלהם מנגנוני הגנה, להגיב בתגובת לחץ להימצאות חומר רעיל במים ולהישאר בחיים לאורך זמן, או אפילו להסתגל לנוכחות מתמדת של רעל במים (ראה גםרַעֲלָנוּת ). כל זה יכול להירשם ובהתבסס על תגובות התנהגותיות אלו ניתן לשפוט רעילות. ובכן, כשהחלזונות ממש חולים (זה קורה כשהריכוזים המרביים המותרים במים הם פי 20-100 או אפילו יותר), הם מתים. כך, ניתן לזהות הפרעות בהתנהגות האמפולריה גם ברמות נמוכות מאוד של חומרים רעילים במים (כ-0.01-0.1 מהריכוז המרבי המותר), וחלזונות אלו מתים רק לאחר מנות יתר חוזרות. משמעות הדבר היא שבדיקה ביולוגית באמצעותם תעבוד על מגוון רחב מאוד של רעילות. ניתן להמחיש את חשיבותה של נסיבות אלו באמצעות הדוגמה הבאה. החיסרון העיקרי של בדיקת הדפניה הוא שיש לה טווח צר מאוד. הם חיים ללא חריגות ניכרות מהנורמה אפילו בריכוזים משמעותיים של חומר רעיל (מספר ריכוזים מקסימליים מותרים, מה זה כתוב בומאמר ראשון על בדיקות ביו ), מבלי לזהות אותו, אך מתים מיד עם עלייה קלה נוספת בריכוזו.

3. ארגון ברמה גבוהה של אמפולריות.

Ampularia הם יצורים מורכבים למדי (בניגוד, למשל, ריסים). יש להם כמעט אותן מערכות אנטומיות ופיזיולוגיות כמו לך ואני: עצבים, מוטוריים, עיכול, הפרשות, נשימה, רבייה, הומורלי (מערכת ויסות הורמונליתפקודי הגוף). הגוף שלהם בתגובה מזיקים שונים השפעות חיצוניותמגיב בתגובת מתח לא ספציפית המערבת את כל המערכות. על סמך תגובה זו, ניתן לשפוט את הרעילות הכללית של מים, אותה ניתן לקבוע לא על פי חומר רעיל אחד, אלא על פי ההשפעה הכוללת של מזהמים רבים המצויים במים.

4. התנהגות האמפולריה כוללת מגוון תגובות התנהגותיות.

כפי שכבר כתבתי, ההתנהגות של אמפולריה די מגוונת. זה מאפשר לשפוט את הרעילות של בית הגידול שלהם לפי הסטייה של תגובות התנהגותיות אלו מהנורמה.

הסרטון אינו גלוי, ככל הנראה הדפדפן שלך אינו תומך בוידאו HTML5

לאמפולריה יש גם ריאות וגם זימים. במים שכושר החמצון שלהם נמוך יש הרבה חמצן וחלזונות נושמים בעיקר באמצעות זימים. הם עולים אל פני השטח לצורך אוורור הריאות לעתים רחוקות - לא יותר מפעם אחת כל 5-10 דקות, או אפילו לעתים רחוקות יותר, תוך שמירה על פעילות מוטורית גבוהה. IN תנאים טובים Ampullaria הם די ניידים ויכולים ממש "לעוף" סביב האקווריום, במיוחד אם הם רעבים. אם רכיכה מוצאת את עצמה בסביבה רעילה, גופה מגיב לכך בתגובת מתח כללית. בשעות הראשונות, הצורך של החילזון בחמצן עולה בחדות. יותר ויותר היא מתחילה לעלות אל פני השטח לאוויר צח. לפעמים המרווחים בין "אוורור" אינדיבידואלי של הריאות מתחילים להיות רק כמה עשרות שניות. במקרים מסוימים, הרכיכה נשארת על פני השטח כשהסיפון חשוף. והפעילות המוטורית של החילזון יורדת בצורה ניכרת: הוא זוחל פחות וזוחל לאט מהרגיל. תסמינים כאלה נצפים, למשל, כאשר חומרים פעילי שטח (דטרגנטים) נכנסים למים.
זה לא מזיק לאקווריסט מעת לעת לבחון מקרוב איך הדברים הולכים עם הפעילות הנשימתית והמוטורית של האמפולריות שלו? אם לאחר החלפת המים באקווריום, פעילות הנשימה עולה פתאום בחדות, אז יש סיבה להיבהל ולמדוד את התכולה במים.אמוניה וניטריטים . חומרים אלו יכולים גם לגרום לפעילות נשימתית מוגברת. או אולי אתה זוכר ששטפת את המערה בסבון, ואז לא שטפת אותה ביסודיות תחת זרם חזק של מים?
עם המשך חשיפה רעילה, חילוף החומרים של החילזון מתחיל להאט. היא זוחלת מעט מאוד או לאט מאוד, גופה נסוג כמעט לגמרי לתוך הקונכייה והיא לא מאווררת את ריאותיה במשך שעות - תצפיות כאלה צריכות לגרום לדאגה מיוחדת לאקווריסט. במקרים החמורים ביותר, החלזונות שוכבים על הקרקעית או שוחים ליד פני השטח כשהקונכייה סגורה. לבידוד טוב יותר מההשפעות הרעילות של הסביבה החיצונית, החילזון יכול להפריש כמות נכבדת של ריר, המבודד את הפער בין הקונכייה למכסה. כאשר הצדפה מתה, המכסה נפתח מעט וגוף הצדפה נושר החוצה. זה מטעה עבור אקווריסטים חסרי ניסיון. הם חושבים שחלזונות חיים. למעשה, סביר יותר שחילזון עם קונכייה סגורה היטב עדיין בחיים מאשר חילזון עם קונכייה מעט מאוד פתוחה.

אם אתה מאכיל את הדגים במזון צף, אז החלזונות, אם, כמובן, הם מרגישים טוב, רוצים לקחת חלק בחגיגה הכללית. הם אוספים מזון צף באמצעות המשפכים המוצגים למעלה. אבל אם האמפולריה עולה בעקשנות אל פני השטח ויוצרות משפכים, למרות שלא הייתה האכלה, אז זה אמור להזהיר אותך. ככלל, זה מצביע על כך שתכולת החומרים האורגניים המומסים במים גבוהה מדי, מה שהחלזונות חשים בריח ובטעם (הקולטנים המתאימים ממוקמים על האנטנות והמחושים השפתיים). מריחים את ריח המזון, שאי אפשר לאתר את מיקומו (הריח נמצא בכל מקום), אמפולריה מאמינה בצדק שהם מפוזרים על פני המים וזוחלים ליצור משפכים על מנת לאסוף אותם.
כדאי לשים לב לתכונה זו של התנהגות חלזונות בעת בדיקת מים מבארות מדינה. תכולה אורגנית גבוהה בהם אינה נדירה. ברגע שהם נמצאים במים כאלה, החלזונות מתאספים ליד פני השטח ומקפלים את רגליהם למשפך. ברור מיד שהמים שנבדקו אינם טובים במיוחד. באקווריום, בעזרת תגובה התנהגותית זו, חלזונות אוספים סרט חיידקים ושאריות מזון מעל פני המים. זוהי פעילות שימושית מאוד. אבל שאל את עצמך, למה הסרט הזה ממשיך להופיע שוב? אולי אתה יותר מדילהאכיל את הדגים , או לא מספיקסינון עם אוורור?

דיברתי על שתי תגובות התנהגותיות של אמפולריה שמאפשרות לנו להסיק כמה מסקנות לגבי איכות המים. אבל זה לא ביו-testing ככזה. ביו-טסט הוא ניסוי מתוכנן מראש המתבצע בהתאם לתקנות שפותחו עבור שיטת ביו-בדיקה נתונה, המאפשר לקבל תוצאות אמינות סטטיסטית. שיטה זו תידון בהמשך. אבל הזכרתי את התגובות ההתנהגותיות האלה מסיבה כלשהי. מבחינה מעשית, הם עצמם די אינפורמטיביים. בנוסף, חלזונות מדגימים אותם לעתים קרובות, וככל שהביוטסט מתקדם, כדאי שהנסיין יבין מה קורה.
ובסוף החומר הזה, בואו נתעכב על עוד תכונה אחת של האמפולה. כפי שכבר אמרתי, חלזונות צעירים בונים את הקונכייה שלהם מהר מאוד. תהליך זה מופרע על ידי השפעות רעילות חזקות של מים. בואו נסתכל על התמונה ממש בתחילת המאמר. השריון של החילזון המסכן הזה נחתך על ידי חריץ אורכי עמוק. זוהי הפרעה אופיינית מאוד של היווצרות קונכיות. אם לחלזונות שלכם יש את אותו הדבר, דעו שהחיים באקווריום שלכם מאוד מאוד קשה. ההשפעה השלילית של הסביבה על הגוף היא כזו שלא ניתן עוד לפצות אותה על ידי תגובות ההגנה של הגוף ומובילה להפרעות מורפולוגיות. הודות להתנגדות הגבוהה שלה, האמפולריה חיה, אבל זה לא קל עבורה. באקווריומים שבהם חיים חלזונות עם קונכיות כאלה, נצפה לעתים קרובות מוות "בלתי סביר" של דגים. בנוסף, דגים חולים לעתים קרובות.

אם אתה משפר את תנאי החיים באקווריום בזמן (כאשר הפער האורכי אינו גדול מדי): אין להשתמש בתרופות המכילות נחושת ופורמלדהיד מכל סיבה שהיא, או אפילו ללא סיבה, ליצור סינון ביולוגי ולהחליף את המים לעתים קרובות יותר. , אז האמפולריה משחזרת בהצלחה את שלמות הקליפה. אבל הצלקת תישאר לנצח כזיכרון של הזמנים הקשים שהיו פעם.

אתה יכול לקרוא עוד על טכניקת הבדיקה הביולוגית הספציפית במאמר בדיקות ביו בבית, חלק ב' (שיטת ביוטסט).

ולדימיר קובלב

עודכן 04/11/2017

טקסט העבודה מתפרסם ללא תמונות ונוסחאות.
גרסה מלאההעבודה זמינה בלשונית "קבצי עבודה" בפורמט PDF

"אני מאשר שכל מה שנולד מהאדמה חי מלחות האדמה,

ובאיזה מצב היא הלחות הזו, בכזו

גם הצמח במצב טוב"

היפוקרטס

שמירה

המילים הללו, שנאמרו על ידי היפוקרטס בימי קדם, לא איבדו את הרלוונטיות שלהן כיום. כיום, החברה הבינה את הסכנה של זיהום רעיל של מים עיליים והגיעה לצורך להכניס גישות לא מסורתיות חדשות לחלוטין לפרקטיקה של ניטור, בפרט בדיקות ביולוגיות. בדיקות ביולוגיות - מחקר השפעה חומרים שוניםעל אורגניזמים חיים. ההחדרה הנרחבת של שיטות ביו-בדיקה לפרקטיקה של הערכת איכות המים היא צורך דחוף של הזמן, שכן אפילו הכימיה האנליטית המודרנית ביותר לא תספק מידע מלא על רעילות הסביבה. יתר על כן, הניתוח שיטות קיימותהערכת איכות המים הטבעיים הראתה שבדיקת ביו היא הדרך המדויקת, המהירה והזולה ביותר להגן על מים טבעיים.

במחקר שלנו, בשיטה זו, החלטנו לברר באיזה מצב המים בעירנו, מהם אנו שותים ואיתם אנו משקים את הצמחים שאנו משתמשים בהם למאכל.

הַשׁעָרָה:באמצעות שיטות ביולוגיות, אתה יכול להעריך את מידת הזיהום

מים טבעיים

מושא לימוד:מידת הזיהום של המים הטבעיים בפיאטגורסק.

נושא לימוד:צמחים שנתיים ממשפחת הגרמינים: שיבולת שועל, שעורה, חיטה, צמחים שנתיים ממשפחת ה-Brassicaceae - גרגיר הנחלים וצנוניות.

מטרת העבודה הזו - להעריך את זיהום המים הטבעיים בפיאטגורסק באמצעות שתילים של צמחי אינדיקטור שונים.

משימות:

לנתח גישות תיאורטיות לחקר נושא זה;

לשלוט בטכניקות ביו-בדיקה;

לבסס את הדינמיקה העונתית של הרעילות של מים טבעיים בפיאטגורסק;

לקבוע את התלות של הפיתוח של צמחי בדיקה על הרעילות של מים טבעיים.

1. סקירת ספרות.

1. שיטות ביולוגיות.

אחת הסיבות העיקריות השלכות שליליותזיהום אנתרופוגני של סביבות טבעיות הוא הרעילות של מזהמים לביוטה. נוכחותם של חומרים רעילים בסביבה היא שמובילה למוות של כל היצורים החיים, אובדן תושבי האזורים הנקיים מקהילת האורגניזמים והחלפתם במיני eurybiont. קיימות שיטות פיזיקליות וכימיות שונות לקביעת רעילות הסביבה, אך לאחרונה נעשה שימוש נרחב בשיטות ביולוגיות להערכת מצבם של אורגניזמים חיים (נספח 1).

הרי כשמדברים על זיהום המים, הקרקע והאטמוספירה, על הרעילות שלהם, מתכוונים עד כמה הם נוחים לאורגניזמים חיים החיים בהם ולבריאות האדם, בין השיטות הרדיקליות ביותר נמצאות שיטות של בדיקה ביו-טוקסיקולוגית. ביו-בדיקה מובנת כבדיקה בתנאים מוגדרים בהחלט את ההשפעה של חומר או קומפלקס של חומרים על אורגניזמים מימייםעל ידי רישום שינויים באינדיקטור ביולוגי כזה או אחר של האובייקט הנחקר בהשוואה לביקורת. האורגניזמים הנחקרים נקראים אובייקטי בדיקה, והניסוי נקרא ביו-בדיקה (Lysenko, 1996). שיטה זולה ואוניברסלית זו נמצאת בשימוש נרחב ברחבי העולם בשנים האחרונות כדי להעריך את איכותם של חפצים סביבתיים. ברוסיה, מאז 1996, הושק ניסוי להכנסת שיטות של בדיקה ביולוגית של שפכים המוזרמים למאגרים טבעיים ומסופקים למתקני טיפול ביולוגי. מבחני ביו יכולים לספק נתונים על הרעילות של דגימה ספציפית המזוהמת בכימיקלים ממקור אנתרופוגני או טבעי. שיטה זו מאפשרת לנו לתת הערכה ריאלית של רעילות המאפיינים של כל סביבה בשל נוכחותם של קומפלקס מזהמים ומטבוליטים שלהם. אורגניזמים חיים תמיד מגיבים בדרגות שונות לשינויים בסביבה, אך במקרים מסוימים לא ניתן לזהות זאת בשיטות פיזיקליות או כימיות, שכן יכולות הרזולוציה של מכשירים או ניתוחים כימיים מוגבלות. אורגניזמים אינדיקטורים רגישים מגיבים לא רק למינונים קטנים של גורמים סביבתיים, אלא גם נותנים תגובה נאותה להשפעה של מכלול גורמים (Gruzdeva, 2002). .

בדיקות ביו מאפשרות לנו לזהות אזורים ומקורות זיהום. חיידקים, אצות, צמחים גבוהים, עלוקות, דפניות, רכיכות, דגים ואורגניזמים אחרים משמשים כאובייקטי בדיקה. על מנת להגביר את הסבילות לזיהום, אורגניזמים מסודרים בשורה הבאה: פטריות, חזזיות, עצי מחט, צמחים עשבוניים, צמחים נשירים. לכל אחד מהם יש יתרונות, אבל אף אחד מהם אינו אוניברסלי, רגיש ביותר לכל החומרים. כדי להבטיח נוכחות של חומר רעיל בעל הרכב כימי לא ידוע במים טבעיים, יש צורך להשתמש בסט של חפצי בדיקה המייצגים קבוצות שונותאורגניזמים. בעת בחירת אורגניזמים בדיקה, הם מבוססים על רעילות המין של מזהמים אפשריים, מאפייני המאגר ודרישות צרכני המים. עבור אורגניזמים בדיקה, ניתן להקצות פונקציות בדיקה אינטגרליות פרטיות. פרמטרים אינטגרליים מאפיינים את מצב המערכת בצורה הכללית ביותר. עבור אורגניזמים, המאפיינים האינטגרליים כוללים את המאפיינים של הישרדות, צמיחה ופוריות. לדוגמה, פרמטרים פיזיולוגיים, ביוכימיים והיסטולוגיים יכולים להיות פרטיים עבור אורגניזם.

1. בדיקה ביולוגית של מים טבעיים.

בדיקה ביולוגית של מים טבעיים הפכה בשימוש נרחב ב מחקרעובד מאז שנות ה-80 המוקדמות (נספח 2). זה מוסבר על ידי עלייה משמעותית ברמת הזיהום של גופי מים ותקוות של מומחים שבדיקות ביו יכולות להחליף לפחות חלקית ניתוח כימי של מים, שכן כ-55 ק"מ 3 של שפכים מוזרמים לגופי מים מדי שנה, מתוכם 20 ק"מ. 3 מזוהם. (סטפנובסקיך, 2001). רק כ-10% מהמים הדורשים טיפול מטוהרים לאיכות סטנדרטית (יעבלוקוב, 2005).

בשנת 1991 בדיקות ביולוגיות הוכנסו כמרכיב חובה של בקרת איכות מים עיליים, אשר נקבע ב"כללים להגנה על מים עיליים" (1991). אינדיקטורים של בדיקה ביולוגית של מים טבעיים כלולים ברשימת האינדיקטורים לזיהוי אזורי חירום סביבתיים ואזורי אסון סביבתי (Tumanov, Postnov, 1983). שיטות בדיקה ביולוגיות מייצגות מאפיין של מידת ההשפעה על ביוקנוזות מימיות. אז, א.מ. גרודזינסקי ד.מ. Grodzinsky (1973) מתאר סדרה של מבחנים ביולוגיים לבדיקת הרעילות של מים טבעיים. על פי ההגדרה המקובלת, בדיקת ביולוגית מים היא הערכה של איכות המים המבוססת על תגובות של אורגניזמים שהם חפצי בדיקה. בדיקת נביטת הזרעים משמשת לקביעת ההשפעות של חומרים פעילים פיזיולוגית שונים. זרעים של צמחים חקלאיים משמשים כאינדיקטורים לרעילות. מבין הגידולים החקלאיים, הרגישים ביותר הם חסה, אספסת, דגנים וירקות ממשפחת המצליבים, בעוד שמינים חסרי רגישות כוללים תירס, ענבים, רוזציאה ופלנטיין (Ramad, 1981). שיטות הבדיקה הביולוגית חייבות לעמוד בדרישות הבאות: מהירות יישום יחסית, קבלת תוצאות מדויקות וניתנות לשחזור מספיק, זמינות של אובייקטים המתאימים לאינדיקציה בכמויות גדולות. נכון לעכשיו, שיטות ביו-בדיקה ידועות היטב, שמטרתן לקבוע את הרעילות של הסביבה המימית עקב נוכחותן של קבוצות מסוימות של תרכובות כימיות, בפרט תרכובות אורגנו-זרחן. השיטה האנזימטית של V.I. נבדקת ביותר על מים טבעיים. קוזלובסקיה.

1. היתרונות של שיטות ביו-בדיקה.

היתרונות העיקריים של הבדיקה הביולוגית הם הפשטות והנגישות של שיטותיה, הרגישות הגבוהה של אורגניזמים נבדקים לריכוזים מינימליים של חומרים רעילים, מהירות והיעדר צורך בריאגנטים וציוד יקרים. לדברי מספר מחברים, אף אחד מהאורגניזמים הבודדים אינו יכול לשמש אובייקט בדיקה אוניברסלי לחומרים בעלי אופי כימי שונים; לכן, כדי להבטיח זיהוי של חומר רעיל בסביבה, יש להשתמש בסט של בדיקות ביו (Braginsky et al. al. 1979; Lesnikov, 1983; Filenko, 1989).

שיטות בדיקה ביולוגיות חושפות רעילות, שהיא אינדיקטור אינטגרלי לזיהום סביבתי. כמו כל האינדיקטורים האינטגרליים, יש להם חסרון שהם אינם חושפים את המזהמים הבודדים הקיימים במדגם. פורסמו עבודות רבות בנושא בדיקות ביולוגיות של הסביבה המימית, אך הן נעשו בעיקר לצורך הערכת רעילותם של כימיקלים שסונתזו לאחרונה, תרופות שנרכשו ביבוא וכן בפיתוח תקנות לתרכובות כימיות. יש הרבה פחות פרסומים על בדיקות ביולוגיות של שפכים ועוד פחות על בדיקות ביולוגיות של מים טבעיים (ניקנורוב, חורוז'איה, 2001).

שיטות ביואינדיקציה המאפשרות לחקור את השפעתם של מזהמים טכנוגניים על אורגניזמים צמחיים ובעלי חיים ועל הטבע הדומם הן הנגישות ביותר. אינדיקציה ביולוגית מבוססת על הקשר ההדוק של אורגניזמים חיים עם התנאים הסביבתיים שבהם הם חיים. שינויים בתנאים אלו, למשל, עלייה במליחות או ב-pH של מים, יכולים להוביל להיעלמותם של מינים מסוימים של אורגניזמים הרגישים ביותר לאינדיקטורים אלו ולהופעתם של אחרים שסביבה כזו תהיה אופטימלית עבורם.

ישנם אינדיקטורים ביולוגיים שונים. ניתן לשפוט את נוכחותם של כמה מזהמים לפי הסימנים החיצוניים של צמחים ובעלי חיים. הודות ל"זיכרון" של אורגניזמים אלה, ניתן ללמוד על תפקידם של אותם גורמים שאינם פעילים יותר כיום. לדוגמה, הופעת כתמים שחורים על עלי עץ טיליה מעידה שבחורף המגבים היו להוטים יתר על המידה לפזר את השלג במלח כדי לזרז את הפשרתו; כתמים על העלים של לחך גדול יספרו על הפליטות של דו תחמוצת גופרית. על סמך רוחב טבעות הצמיחה של עצי אורן בסביבת מפעל כימי ניתן לקבוע באילו שנים הצמח זיהם את הסביבה בצורה קשה במיוחד. במהלך שנים של זיהום אטמוספרי חמור, נוצרות טבעות דקות יותר. ניתן להשתמש בגובה של כמה צמחים כדי לשפוט את ריכוז המלחים במים. לדוגמה, קנה יכול להגיע לגובה של 4 מ', אבל אם תכולת המלח במים גבוהה, צמח זה לא יגדל יותר מ-0.5 מ'. כמה טחבים וחזזיות הם אינדיקטורים לזיהום אוויר. לדוגמה, בעת ניתוח חזזיות בשוודיה, נקבעה הופעת אבק רדיואקטיבי מתחנת הכוח הגרעינית בצ'רנוביל. ישנם מכשירי חיים מיוחדים - bryometers - קופסאות קטנות עם סוגים מסוימים של טחבים, המשמשים לקביעת משטר העשן של האטמוספרה.

חלק מעשי.

בוצע מחקר על שיטות, שהוצע על ידי א.י. פדורובה וא.נ. ניקולסקיה ב"סדנה לאקולוגיה והגנת הסביבה", 2003, כמו גם ב ספר לימודלאוניברסיטאות "ניטור סביבתי" בעריכת T.Ya. אשחמינה, 2005.

העבודה על לימוד שיטת הבדיקה הביולוגית של רעילות מים טבעיים באמצעות שתילי צמחי אינדיקטור בוצעה במהלך 2015.

כל המחקר בנושא בוצע במעבדה של כיתות הכימיה והביולוגיה של בית הספר התיכון MBOU מס' 5 בפיאטיגורסק ב. שְׁעוֹת הַיוֹם, עם שילוב של תאורה מלאכותית וטבעית בתנאים סטנדרטיים ואופטימליים לצמחי בדיקה. ניתן להעריך את רמת הזיהום במקווי מים באמצעות בדיקת נביטת זרעים. בדיקה כזו מתבצעת כבדיקה מקדימה לזיהוי גופי מים מזוהמים במיוחד לצורך ניתוח כימי לאחר מכן. שתילים של צמחים גבוהים שימשו כצמחי בדיקה: חיטה, שעורה, שיבולת שועל, גרגיר נחלים וצנונית. השיטה המוצעת להערכה ביולוגית של הרעילות של מים טבעיים באמצעות שתילי צמחי אינדיקטור בוצעה בשתי גרסאות:

1. השקה את שתילי צמח הבדיקה עם מי הבדיקה.

2. הפלת תמיסת הבדיקה בין קוטלידונים של צמחים דו-פסיגיים.

בגרסה הראשונה, זרעים של חיטה, שיבולת שועל ושעורה שימשו כצמחי ניסוי. באופציה השנייה השתמשו רק בשתילים של צמחים דו-פסיגיים: גרגיר הנחלים וצנון.

מכל הצמחים המשמשים במחקר, יש לגרגר הנחלים רגישות יתרלזיהום מים במתכות כבדות. ביואינדיקטור זה מאופיין בנביטת זרעים מהירה וכמעט 100% קצב נביטה, אשר יורד באופן ניכר בנוכחות מזהמים. כמו כן, נצרים ושורשים של גרגיר הנחלים בהשפעת מזהמים עוברים שינויים מורפולוגיים ניכרים (פיגור בגדילה וקימור של נבטים, הפחתה באורך ומשקל השורשים) (גולובקינה, 2008). . למטרות מניעה, טופלו הזרעים לפני הנביטה. זרעים יבשים הוטבלו בתמיסת 1% של אשלגן פרמנגנט למשך 0.5 שעות, ולאחר מכן נשטפו במים מזוקקים, תוך שימוש בשתי שכבות של גזה, ויובשו על נייר סינון באוויר.

(אפשרות אחת).

2-3 ימים לפני הניסויים (עיתוי נביטת הזרעים נקבע מראש), זרעי חפצי הבדיקה, חיטה, שיבולת שועל, שעורה, הושרו למשך יממה במים. לאחר מכן הם הונחו בפינצטה, כשהעובר פונה כלפי מעלה (בכיוון אחד), לתוך קובטה, שבתחתיתה הונחה שכבה של צמר גפן סופג, ומעליה - שתי שכבות של נייר סינון. המערכת הולחמה במי ברז עד קיבולת לחות מלאה. לשם כך שפכו מים מתחת לצמר גפן, ולאחר שנספג הוסרו העודפים. הקובטה כוסתה בניילון, קצוות הסרט היו מקופלים מתחת לקובטה. ההנבטה בוצעה בטמפרטורה של +25 0 C - +26 0 C עד שגודל עיקר השתילים היה 10-15 מ"מ והופעת שורשים, ולאחר מכן חולקו הנבטים לשברים לפי אורך.

כמות שווה של חול שטוף ומסולסל מונחת בכוסות; בכל כוס שותלים 10 שתילים זהים של צמחי בדיקה. החול מושקה למעלה באותה כמות של מי בדיקה ממאגרים שונים. חזרה - שלוש פעמים. בקרה - השקיה במי ברז מושקעים ומטוהרים. לאחר שהנבטים מגיעים לגובה של 8-10 ס"מ חופרים אותם, מייבשים אותם בנייר סינון, מחלקים אותם לחלקים (גבעול, שורשים) עם סכין גילוח, מודדים ושוקלים. הנתונים מעובדים באופן סטטיסטי ומבוטאים כאחוז מהבקרה.

1. שיטת השקיית שתילים של צמחי בדיקה עם מי בדיקה

(אפשרות 2).

מים הנלקחים ממקורות שונים מרוכזים באידוי 10 פעמים ומאוחסנים במקרר. את הכוסות ממלאים באותה כמות של חול שטוף ומסולסל, לתחתית מכניסים צינור זכוכית שדרכו מתבצעת השקיה במי ברז מושבעים. 18-20 חתיכות של זרעים ברי קיימא (גרגר, צנון) נזרעים בעומק רדוד. לאחר נבטו הנבטים והפתיגים נפתחים, נשארים 10 צמחים זהים בכוסות, את השאר תולשים בפינצטה. השקיית מצע הגידול נעשית עם אותה כמות מים דרך צינור באמצעות משפך נייר כסף. לאחר 2-3 שבועות, חפרו בזהירות את השתילים, שטפו אותם, יבשו אותם בנייר סינון, מדדו ושקלו את חלקי האוויר והשורשים בנפרד. הנתונים מעובדים באופן סטטיסטי ומבוטאים כאחוז מהבקרה.

1. פיתוח שתילים של צמחי בדיקה בעת השקייתם במי בדיקה (מעיין).

מספר מדגם, מיקום מדגם	מבחן - צמח	חלק קרקע, %
1. נהר פודוקמוק
2. אגם נובופיאטיגורסק
4. שליטה - מי ברז

ההשפעה הרעילה של דגימה נחשבת מוכחת אם הניסוי תועד השפעה רעילה של עיכוב צמיחת שתילים, כלומר שורשיהם ב-50% (Gruzdeva, 2002).

מהנתונים בטבלה 1 ניתן לראות שהטובה ביותר לצמיחה והתפתחות של שתילי צמחי בדיקה היא דגימה מס' 2 - אגם נובופיאטיג'ורסק. אורלובקה. בהתבסס על מידת הגדילה והכוח הווגטטיבי של שתילים, ניתן להסיק שבדגימה מס' 1 (נחל פודוקמוק) יש עיכוב של צמיחת שורשי שתילים ביותר מ-50% בהשוואה לבקרה, לכן, רעילות המדגם. מס' 1 גבוה. בדגימה מס' 3 (נחל יוצה) נצפה עיכוב גדילה הן בחלקים האוויריים והן של שורשי השתילים יותר מאשר בדגימה מס' 1, לכן הרעילות של דגימה מס' 3 גבוהה מאוד.

2.4. פיתוח שתילי צמחי בדיקה כאשר השקיה במי בדיקה

(תקופת הסתיו).

מספר מדגם, מיקום מדגם	מבחן - צמח	חלק קרקע, %
1. נהר פודוקמוק
2. אגם נובופיאטיגורסק
3. נהר יוצה
4. שליטה - מי ברז

מהנתונים המובאים בטבלה 2, ברור שבתקופת הסתיו יש עיכוב גדול יותר של התפתחות השתילים בדגימה מס' 3 - נחל יוצה, עיכוב צמיחת שורשי השתילים בדגימה זו ביותר מ-60 % בהשוואה לבקרה. בדגימות מס' 1 - נהר Podkumok ומס' 2 - אגם נובופיאטיגורסק, מצוינת גם ירידה בהתפתחות איברים וגטטיביים של שתילים.

במהלך העיבוד שלאחר מכן של החומרים, בהתבסס על התוצאות שהתקבלו בגרסה הראשונה של המחקר, נבנו דיאגרמות של בדיקות ביו-טסט.

אורז. 1 היחס בין אורך השתילים של צמחי בדיקה בעת השקייתם במי בדיקה (אביב, סתיו 2015)

אורז. 2 היחס בין מסת השתילים של צמחי בדיקה בעת השקייתם במי בדיקה (אביב, סתיו 2015)

לפיכך, מהתוצאות שהתקבלו באפשרות 1, אנו יכולים להסיק את המסקנות הבאות:

הרעילות של המים הטבעיים במעיין היא הגבוהה ביותר בנהרות Podkumok ו-Yutsa;

שתילי שיבולת שועל הם הרגישים ביותר לרעילות מים.

2.5. פיתוח שתילי צמחי בדיקה (אביב).

מספר מדגם, מיקום מדגם	מבחן - צמח	חלק קרקע, %
1. נהר פודוקמוק	גרגיר הנחלים
2. אגם נובופיאטיגורסק	גרגיר הנחלים
3. נהר יוצה	גרגיר הנחלים
4. שליטה - מי ברז	גרגיר הנחלים

לפי השינוי במסה מעל הקרקע בדגימות הניסוי בהשוואה לבקרה, ניתן לשפוט את הרעילות של דגימת מים נתונה. עיכוב חזק של החלקים האוויריים של צמחי בדיקה, יותר מ-20% בהשוואה לבקרה, מראה על דרגת רעילות גבוהה של דגימת המים (Golubkina, 2008). רעילות גבוהה נצפית בדגימה מס' 3 - נהר יוצה. בשתילים, עיכוב התפתחות החלק האווירי נצפה ב-53-55% יותר מאשר בדגימת הביקורת. דגימות מס' 1 - נהר פודקומוק ומס' 2 - אגם נובופיאטיגורסק הן גם רעילות, אך במידה פחותה.

2.6 פיתוח שתילים של צמחי בדיקה (תקופת הסתיו).

מספר מדגם, מיקום מדגם	מבחן - צמח	חלק קרקע, %
1. נהר פודוקמוק	גרגיר הנחלים
2. אגם נובופיאטיגורסק	גרגיר הנחלים
3. נהר יוצה	גרגיר הנחלים
4. שליטה - מי ברז	גרגיר הנחלים

מהנתונים בטבלה 4 ניתן לראות שדגימה מס' 3 היא הרעילה ביותר - נהר יוצה. דגימת מים מס' 1 רעילה - נהר הפודוקמוק. דגימה מס' 2 - אגם נובופיאטיג'ורסק בעל רעילות נמוכה מאוד.

בהתבסס על התוצאות שהתקבלו בגרסה 2 של המחקר, נבנו דיאגרמות של בדיקות ביו-טסט.

אורז. 3 יחס אורך שתילי הבדיקה (אביב, סתיו 2015)

איור 4 היחס בין מסת השתילים לבין המים שנבדקו (אביב, סתיו 2015)

על סמך תוצאות המחקר, ניתן להסיק את המסקנות הבאות:

היחס בין אורך ומשקל של נבטי צמחי בדיקה תלוי ברעילותם של מים טבעיים, ככל שיש יותר חומרים רעילים בדגימת המים, כך אורך ומשקלם של נבטי הצמח הנבדקים קטנים יותר;

צמח גרגיר הנחלים מפגין את הרגישות הגדולה ביותר לרעלים.

הרעילות של מים טבעיים גבוהה יותר באביב בדגימות מים שנלקחו מנהר פודקומוק ויוצה;

דגימת מים מאגם נובופיאטיגורסק פחות רעילה.

כתוצאה מהמחקר, בוצעה שליטה במתודולוגיה לבדיקת הרעילות של מים טבעיים, בוצע ניתוח של גישות תיאורטיות בחקר נושא זה, ונעשה את הדברים הבאים: מסקנות:

נמצא כי הרעילות של מים טבעיים במאגרים בפיאטגורסק משתנה לפי עונה: באביב היא גדולה יותר, בסתיו הרעילות פוחתת;

נמצא כי התפתחות וצמיחה של שתילים של צמחי בדיקה תלויים ישירות במידת הרעילות של מים טבעיים, צמחי הנחלים ושיבולת השועל מראים את הרגישות הגדולה ביותר לרעלים;

נקבע כי בעת השקיית שתילי ניסוי במי ניסוי, התפתחות מערכת השורשים מעוכבת במידה רבה יותר;

הוכח בניסוי שדגימות מים מהנהרות יוצה ופודקומוק מאופיינות ברעילות הגדולה ביותר; מים מאגם נובופיאטיגורסק רעילים פחות.

לפיכך אושרה ההשערה בדבר האפשרות להעריך את מידת הזיהום של מים טבעיים באמצעות שיטות ביו-בדיקה. בשלב זה של העבודה, כתוצאה מניסוי ללא ציוד מיוחד, מכשירים וריאגנטים יקרים, נקבעו רמות זיהום המים בפיאטגורסק.

עבודתנו עשויה להימשך בשנה האקדמית הבאה. כדי למנוע טעויות בתוצאות, ניתן לבצע ניתוח כימי של המים במעבדה ולנתח שוב את המצב.

שיטה זו של ניתוח מים טבעיים יכולה להיות מומלצת לגננים חובבים ולכל תושבי עירנו המעוניינים בבעיה זו.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה.

וישניאקובה V.F. האקולוגיה של טריטוריית סטברופול. - סטברופול, 2000.

גולובקינה נ.א. סדנת מעבדה לאקולוגיה.-מ', 2008.

גרודזינסקי א.מ., גרודזינסקי ד.מ. מדריך קצר לפיזיולוגיה של הצמח. - קייב; נאוקובה דומא, 1973.

Gruzdeva L.P. אינדיקציה ביולוגית לאיכות המים הטבעית. // ביולוגיה בבית הספר. 2002, מס' 6 עמ'. 10

דניסובה S.I. תרגול שטח באקולוגיה. - מינסק, 1999.

קולש V.F., V.V. סדנת מאברישב בנושא אקולוגיה. מינסק, 2007.

ליסנקו נ.ל. אינדיקציה ביולוגית ובדיקה ביולוגית של מערכות אקולוגיות מימיות.// ביולוגיה בבית הספר. 1996, מס' 5 עמ' 12

ניקאנורוב א.מ. Khoruzhaya T.A. אֵקוֹלוֹגִיָה. - מ', פריור, 2001.

Ramad F. יסודות האקולוגיה השימושית. - L.: Gidrometeoizdat, 1981.

Trifonova T.A., Selivanova N.V., Mishchenko N.V. אקולוגיה יישומית. מ., פרויקט אקדמי., 2007.

Savelyeva V.V. גיאוגרפיה של טריטוריית סטברופול. - סטברופול, 2003.

סטפנובסקיך א.ס. הגנת הסביבה. - מ.: UNITY-DANA, 2001.

סוגיות תיאורטיותבדיקות ביו. - וולגוגרד, 1983.

Fedorova A.I., Nikolskaya A.N. סדנה בנושאי אקולוגיה והגנת הסביבה. - M., Vlados, 2001.

פילנקו O.F. שיטות בדיקה ביולוגית של איכות הסביבה המימית. - מ.: MSU, 1989

יבלוקוב א.ו. האקולוגיה של רוסיה: מצב פרספקטיבה. 2005.

נספח 1

שולחן 1

מאפיינים עיקריים של שיטות להערכת רעילות מים

	שיטות כימיות	שיטות ביולוגיות
		אינדיקציה ביולוגית	בדיקות ביולוגיות
סוג חיווי	אינדיקציה להשפעה	חיווי תגובה	אינדיקציה להשפעה
מושא ניתוח		קהילות מימיות
מטרת הניתוח	מדידת ריכוזים כימיים	הערכת מצב הקהילות הטבעיות	הערכה אינטגרלית של רעילות על אורגניזמים נבדקים
מדדי רעילות	חריגה מהתקנות שנקבעו	שינויים שליליים בקהילות	התפתחות של שינויים פתולוגיים (אפילו מוות) באורגניזמים הנבדקים
תַקָנוֹן	ריכוזים מקסימליים המותרים	לא מותקן	היעדר השפעות רעילות חריפות וכרוניות
מאפיינים מטרולוגיים	דיוק, התכנסות, יכולת שחזור	לא מותקן	התכנסות, יכולת שחזור

שולחן 2

היקף היישום של שיטות לבדיקה ביולוגית של רעילות הסביבה המימית

אובייקט בדיקת ביו		מטרת הבדיקה הביולוגית	אורגניזם בדיקה
חומרים כימיים		קיצוב דיג; בקרת רעילות בסחר בינלאומי	הידרוביונטים הם נציגים של הרמות הטרופיות העיקריות של מערכות אקולוגיות מימיות. סט סטנדרטי של אורגניזמים בדיקה
מי תעשייה, תהליכים ומי שפכים (מקורות נקודתיים לזיהום)		הערכת יעילות הטיפול, זיהוי רכיבים מסוכנים, הסדרת הפרשות, הסמכה סביבתית של מפעלים	ערכות ביו-טסט
מים טבעיים (זיהום מקור לא נקודתי)		בדיקת איכות המים לעמידה בתקנות שנקבעו. הערכת המצב הטוקסיקולוגי של מקווי המים. זיהוי אזורי אסון סביבתיים ו מצבי חירום	ערכות ביו-טסט

נספח 2

תמונה מס' 1. נבטי גרגיר הנחלים תמונה מס' 2. נבטי גרגיר הנחלים

(שליטה) (ניסיון)

במשך זמן לא מבוטל, בקרת זיהום הסביבה בוצעה רק בשיטות פיזיקליות וכימיות, על ידי קביעת ריכוזי המזהמים והקפדה על התאמה של ערכי הריכוזים הנמדדים לאינדיקטורים הסטנדרטיים עם הריכוזים המרביים המותרים (MAC). עם התפתחות התעשייה הכימית, סינתזה של תרכובות חדשות והשימוש בהן בייצור, רשימת המזהמים המבוקרים בשפכים גדלה מדי יום. היום יש הרבה מזהמים סיבות שונותאינו נשלט: עבור חלקם, MPCs לא פותחו, עבור אחרים אין שיטות קביעה מאושרות, והשפעתם נחווית על ידי הסביבה. כתוצאה מכך, לומדים זאת טווח רחבתרכובות, חומרים רעילים בסביבות מים, אוויר וקרקע אינם נשלטים. אך גם במקרה של ניטור כל ספקטרום התרכובות בסביבה ברמת MPC, לא ניתן לקבוע כי אין השפעה מזיקה על סביבה. מכיוון שהמידע של אינדיקטורים פיזיקליים וכימיים אינו מאפשר, באופן עקרוני, להסיק מסקנה על ההשפעה המצטברת של מזהמים מסוגים שונים על אורגניזמים חיים ומידת הסכנה שלהם.

שיטות בדיקה ביולוגיות מוכרות כדי למלא את ואקום המידע האנליטי על ההשפעות המשולבות של מזהמים. המוזרות של המידע המתקבל באמצעות שיטות ביו-בדיקה היא האופי האינטגרלי של השתקפות של כל מערך המאפיינים של סביבת הבדיקה ממיקום התפיסה של האובייקט החי שלה. ובניגוד לשיטות פיזיקוכימיות, שבאמצעותן נקבעת התוכן הגולמי של מזהם מסוים, שיטות ביו-טסט לניתוח איכות המים מאפשרות לזהות צורות פעילות פיזיולוגית של תרכובות המשפיעות על הגוף. לדוגמה, לא ניתן לפתח ריכוזים מקסימליים של חומרים עבור ערכי pH שונים של הסביבה, כלומר, שינוי ב-pH של הסביבה גורר היווצרות של צורות אחרות של תרכובות, אולי רעילות יותר. או שההשפעה הרעילה של חומרים רעילים מוגברת במים רכים מאשר במים קשים. וההשפעות המורכבות של מזהמים בלתי צפויות לחלוטין.

מספר אפשרויות להשפעות של חומרים רעילים נחקרו וזוהו.

1. השפעה אנטגוניסטית של חומרים רעילים - אפשרי שילוב כזה של יונים בשילובם ההשפעה הרעלית תהיה פחותה.

2. אפקט תוסף - השפעת הרעילות של סך החומרים הרעילים שווה לסכוםהשפעות רעילות.

3. אפקט סינרגטי – סיכום לא שלם של השפעות הרעילות.

4. אפקט הרעילות - שילוב של חומרים רעילים מגביר את השפעת הרעילות.

כיום, שיטות ביו-טסט, כתוספת הכרחית לניתוח כימי, כלולות בתקן לניטור איכות המים למטרות שונות.

עקרון הביוטסטינג מסתכם ברישום שינויים בביומסה, בהישרדות, בפוריות, וכן בפרמטרים פיזיולוגיים או ביוכימיים של אובייקט הבדיקה בסביבת הבדיקה.

כיום, נעשה שימוש בעולם במגוון רחב של חפצי בדיקה: מאצות חד-תאיות, טחבים וחזזיות, חיידקים ומיקרואורגניזמים פרוטוזואים ועד לצמחים גבוהים יותר, דגים ובעלי חיים בעלי דם חם.

ברוסיה, גופי הבקרה האנליטיים הממלכתיים לאיכות המים ממליצים על בדיקת הדפניה כעיקרית לניטור הרעילות של שפכים ומבטיחה להערכת רמת הזיהום הרעיל של המים הטבעיים. בדיקת הדפניה היא חובה בעת קביעת הריכוזים המרביים המותרים של חומרים בודדים במי מאגרי דיג.

בחירת אובייקט הבדיקה נקבעת על פי הדברים הבאים: 1) סוג זה של קלדוקרה נפוץ במקווי מים מתוקים, הוא מרכיב חשוב בזואופלנקטון, ומשמש כמקור מזון לדגים צעירים; 2) עיבוד קל בתנאי מעבדה - ניתן לבצע בדיקות מזהמים לאורך כל השנה; 3) התכונה המגדירה היא שבאופי תזונתם הם מאכילים מסננים ושואבים כמויות גדולות של מים, מסננים חיידקים ומיקרו אצות כמזון, לכן, אם יש חומר רעיל במים אפילו בריכוז קטן, בשל נפח המים המסוננים, הרגישות של אובייקט הבדיקה גבוהה.

שיטת הבדיקה הביולוגית של דפניה מבוססת על קביעת שינויים בהישרדות ובפוריות של דפניה בחשיפה לחומרים רעילים הכלולים במי הבדיקה בהשוואה לביקורת.

ניתן לבצע בדיקות ביו לטווח קצר - עד 96 שעות. מאפשר לך לקבוע רעיל חריף השפעת מי הבדיקה על דפניות מבחינת הישרדותן. שיעור ההישרדות הוא המספר הממוצע של פרטים ששרדו במי הבדיקה או במי הביקורת במשך זמן מסוים. הקריטריון לרעילות הוא מוות של 50% או יותר מדפניה על פני תקופה של עד 96 שעות. במי הבדיקה בהשוואה לבקרה.

בדיקת ביו ארוכת טווח - 20 ימים או יותר - מאפשרת לקבוע רעיל כרוני ההשפעה של המים שנבדקו על דפניות כדי להפחית את ההישרדות והפוריות שלהן. אינדיקטור ההישרדות הוא המספר הממוצע של נקבות דפניה ראשוניות ששרדו במהלך הבדיקה הביולוגית; אינדיקטור הפוריות הוא המספר הממוצע של צעירים שהושרו במהלך הבדיקה הביולוגית, מחושב לנקבה ראשונית אחת ששרדה. הקריטריון לרעילות הוא הבדל משמעותי מהביקורת בשיעור ההישרדות או הפוריות של דפניה.

הוזכר לעיל על מספר רב של חפצי בדיקה המשמשים בבדיקות ביו, וזה לא מקרי. העובדה היא שאורגניזמים שונים מגיבים בצורה שונה למזהמים. והמשימה של רשויות הסביבה היא להעריך נכון את המצב ולבחור אובייקט בדיקה רגיש יותר.

דוגמא. תוצאות של bioteetering של מי שפכים צמחיים,
סינתזה של תרכובות קוטלי עשבים פעילות ביולוגית
כיוונים עשויים להיות שונים בהתאם לבדיקה שנבחרה
לְהִתְנַגֵד. בדיקת דפניה יכולה להראות היעדר רעיל
חשיפה, ותרבות האצות יכולה לחוש את החומר הרעיל.
למה? העובדה היא שהחומר הרעיל כביכול מסונתז
קוטלי עשבים הם מעכבי תהליכי פוטוסינתזה בצמחים ו
אַצָה לכן, ניתן לרשום דפניה בניסוי קצר טווח
אין השפעות רעילות חריפות, ואצות במקרה של
הפרעות בשרשרת הפוטוסינתזה יגיבו במהירות
זיהום.

לכן, אצות מומלצות גם במערכת בקרת איכות השפכים: כלורלה וסקפדסמוס. הקריטריון לרעילות במהלך ביו-בדיקה באמצעות אצות הוא ירידה משמעותית במספר התאים במי הבדיקה בהשוואה לביקורת.

על מנת לקבל מידע מהיר על איכות המים, נעשה שימוש בשיטות ביו-בדיקה אקספרס.

מכשיר הביוטוק פותח ומיוצר בקבוצות קטנות במוסקבה. מכשיר הביוטוק הוא ביולומינומטר נייד,

מאפשר, באמצעות החיישן הביולוגי של Ecolum, חיידקים זוהרים, לקבוע במהירות ובאופן אובייקטיבי את מדד הרעילות הכללית של דגימות מימיות, כולל מתכות, כימיקלים ביתיים וכו'. תוצאות הרעילות של דגימת המים מתקבלות לאחר 10 דקות.

מכשיר הביוטסטר מיוצר בסנט פטרסבורג. מיקרואורגניזמים חד-תאיים - ריסי נעלי בית - משמשים כאובייקט בדיקה. שיטה זו מבוססת על תגובה כימוטקטית של אורגניזמים בתגובה למזהם, כלומר. תנועה של תרבות לאזור נוח. תגובת בדיקה זו, כימוטקסיס, רגישה מאוד לחומרים רעילים של קבוצה מסוימת.

ברוסיה, בדיקות ביו מבוצעות על ידי מעבדות אנליטיות של רשויות איכות הסביבה כדי לקבוע רעילות מי שפכים(יש שם שינויים פתולוגייםאו מוות של אורגניזמים עקב נוכחותם של חומרים רעילים בהם) כאשר הם מוזרמים לגוף מים, מים באתרי בקרה ואתרי שימוש אחרים במים על מנת לוודא עמידה של איכות המים בדרישות הרגולטוריות:

מי שפכים המוזרמים לגוף מים לא אמורים להיות בעלי השפעה רעילה חריפה, ולמים באתרי הבקרה ושימוש במים אחרים לא אמורה להיות השפעה רעילה כרונית על חפצי הבדיקה.

בהתאם ל"מדריך מתודולוגי לבדיקה ביולוגית של מים RD 118-02-90", ביו-בדיקה היא טכניקה ניסיונית נוספת לבדיקת הצורך בהתאמת ערכי ה-MPC בהתאם לאינדיקטור האינטגרלי "רעילות מים", המאפשרת לקחת בחשבון לקחת בחשבון מספר גורמים משמעותיים: נוכחות של חומרים רעילים בשפכים, תרכובות חדשות שנוצרו, מטבוליטים שלא נלקחו בחשבון בעת ​​הקמת ה-MDS, סוגים שוניםאינטראקציות של כימיקלים. הצורך בהתאמת ערכי ה-MPC מתעורר אם במהלך בדיקות ביו של מים מאתר בקרה של גוף מים, נקבע כי איכותם אינה עומדת בתקן הנדרש: אסור למים באתר הבקרה של גוף מים. יש השפעה רעילה כרונית על חפצי הבדיקה (דפניה ו-ceroidaphnia).

כדי להעריך זיהום חיידקי, נעשה שימוש במדדים סניטריים-בקטריולוגיים והידרוביולוגיים.

המיקרו-אוכלוסיה של המים הטבעיים מגוונת ביותר. ההרכב האיכותי והכמותי שלו נקבע בעיקר על ידי הרכב המים. מים ארטזיים עמוקים ונקיים מאוד מאופיינים בהיעדר כמעט מוחלט של חיידקים בשל הגנת האקוויפר ממגע עם האופקים הבסיסיים.

מאפיין של הרכב המים במאגרים פתוחים הוא השינוי שלהם עם עונות השנה: מלווה בשינויים במספר ובמגוון המינים של המיקרו-אוכלוסיה. זיהום חיידקי של מקורות עיליים נובע בעיקר מכניסה לגופי מים של נגר עילי המכילים חומרים אורגניים, מינרליים ומיקרואורגניזמים שנשטפים מאזור ההיקוות, ומי שפכים.

מנקודת המבט של מיקרוביולוגיה סניטרית, איכות המים מוערכת
על מנת לקבוע את הסכנה התברואתית והאפידמיולוגית שלו או
בטיחות לבריאות האדם. מים ממלאים תפקיד חשוב בהעברה
גורמים סיבתיים של זיהומים רבים; בעיקר מעיים. כי דרך המים
טיפוס הבטן, דיזנטריה, כולרה מתפשטים,
דלקת כבד זיהומית וכו'.

קביעה כמותית ישירה של פתוגנים של כל הזיהומים לצורך בקרת איכות המים אינה ברת ביצוע בשל מגוון סוגיהם ומורכבות הניתוח. במיקרוביולוגיה סניטרית מעשית, לפיכך, הם נוקטים בשיטות עקיפות כדי לקבוע את הפוטנציאל לזיהום מים על ידי מיקרואורגניזמים פתוגניים.

הערכה תברואתית ובקטריולוגית של איכות המים מבוססת על קביעת שני מדדים עיקריים; מספר חיידקים ומספר חיידקים מקבוצת CoH.

האינדיקטור הראשון ייתן מושג על הזיהום הכולל של מים עם ספרופיטים אירוביים, לכן הוא נקרא לעתים קרובות הספירה הכוללת של ספרופיטים אירוביים או (בקצרה) הספירה הכוללת. מספר החיידקים נקבע על ידי ציפוי על מדיום סטנדרטי - אגר פפטון בשר (MPL).

ספרופיטים אירוביים מהווים רק חלק ממספר החיידקים הכולל במים, אך הם מדד סניטרי חשוב לאיכות המים, שכן יש קשר ישיר בין מידת הזיהום בחומרים אורגניים למספר החיידקים. בנוסף, מאמינים שככל שספירת החיידקים גבוהה יותר, כך גדלה הסבירות של נוכחות מיקרואורגניזמים פתוגניים במים. המספר המיקרוביאלי של מי ברז לא יעלה על 100. במים טבעיים, אינדיקטור זה משתנה בגבולות רחבים מאוד עבור מאגרים שונים ובהתאם לעונות השנה לאותו מאגר. במקווי מים נקיים, מספר הספרופיטים האירוביים יכול להיות בעשרות או מאות, ובמקופי מים מזוהמים ומלוכלכים זה יכול להיות עשרות אלפים ומיליונים.

האינדיקטור השני, מספר החיידקים מקבוצת CoH (Escherichia coli), משמש להערכת נוכחות אפשרית של מיקרואורגניזמים פתוגניים במים.

חיידקים מקבוצת CoH שייכים למשפחת ה-Enterobacteriaceae. אלו הם מוטות שאינם יוצרים נבגים, אנאירובים פקולטטיביים שמתסיסים לקטוז וגלוקוז בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס עם היווצרות חומצה וגז ואין להם פעילות אוקסידאז. הם גרים משותפים קבועים במעיים של בני אדם ובעלי חיים: כל הזמן ובפנים מספר גדולמשוחרר לסביבה החיצונית; להישאר בת קיימא בסביבה זו יותר ממיקרואורגניזמים פתוגניים; עמיד יותר לכלור מאשר פתוגנים של רוב הזיהומים. המאפיינים הללו של חיידקים מקבוצת CoI הם המאפשרים להשתמש בהם כמיקרואורגניזמים מחוונים סניטריים. הימצאות קוליפורמים במים מעידה על זיהום הצואה שלו, ומספרם מאפשר לנו לשפוט את מידת הזיהום הזה. לקביעה כמותית של קוליפורמים משתמשים באגר פוקסין-סולפיט (מדיום אנדו).

ניתוח של ברז ומים טבעיים טהורים מתבצע לאחר ריכוז ראשוני של מים על מסנני ממברנה.

התוצאות מתבטאות כאינדקס קולי - מספר החיידקים בליטר מים.

לפעמים נעשה חישוב מחדש על ידי קביעת טיטר הקולי - הנפח הקטן ביותר של מים (במ"ל) המכיל E. coli אחד. Coli-titer = 1000/coli-index.

מדד הקולי של מי ברז צריך להיות לא יותר מ-3. מדד הקולי המותר של מים ממקורות אספקת מים תלוי בשיטת הטיפול המיועדת. אם מתוכננת רק הכלרה במים, אזי מדד הקולי של המים במקור לא יעלה על 1000, עם טיהור מים מלא - 10,000.

בתנאים מיוחדים, על פי אינדיקטורים סניטריים ואפידמיולוגיים, הם פונים לקביעת אנטרוקוקים וסלמונלה במים ועורכים בדיקות מים למיקרופלורה פתוגנית.

בנוסף לבדיקות סניטריות ובקטריולוגיות, מקורות אספקת מים עיליים מאופיינים גם בנתוני תצפית הידרוביולוגיים. על ידי מיקרוסקופיה של דגימת מים, נקבע מספר תאי הפיטו וזואופלנקטון. אינדיקטורים אלו משתנים באופן משמעותי לפי עונה - הן במספר האורגניזמים והן במגוון המינים שלהם.

בתקופת האביב-קיץ של התפתחות אינטנסיבית של אצות (פריחת מאגר), תכולת הפיטופלנקטון במים עיליים יכולה להגיע ל-50 אלף תאים ל-1 מ"ל. בקיץ, זואופלנקטון מגוון מאוד ומיוצג על ידי סרטנים נמוכים יותר, עבונים וזחלי רכיכות. אורגניזמים בנתיים עשויים להיות גם במים: תולעים, זחלי חרקים. בחורף, המים מכילים בעיקר סרטנים נמוכים יותר. מספר אורגניזמים זואופלנקטון מתבטא בדרך כלל כמספר הדגימות לכל 1 מ"ק מים. אורגניזמים הנראים לעין בלתי מזוינת מצויים גם במי המעיינות. מספרם מוערך לפי מספר הדגימות לכל 1 מ"ק. עבור הנהרות של האזור המרכזי של החלק האירופי של ארצנו, ריכוז הזואופלנקטון הוא 100-10,000 עותקים. ב-1 מ' מים. בדרך כלל יש פחות מהם פי כמה מאשר אורגניזמים זואופלנקטון.

IN מי שתייהאורגניזמים פלנקטוניים, כמו גם אורגניזמים גלויים לעין בלתי מזוינת, צריכים להיעדר.