Ang biotesting ay isang pamamaraan para sa pagtatasa ng kalidad ng kapaligiran ng pamumuhay (toxicity ng mga sangkap) gamit ang mga eksperimento sa mga bagay na pansubok Ang isang tiyak na bilang (karaniwang 10) ng mga bagay na pansubok ay inilalagay sa mga natural na sample ng tubig at pagkatapos ng pag-expire. Para sa ilang oras ay inihambing nila ang kontrol (gamit ang halimbawa ng daphnia: upang matukoy ang talamak na toxicity ay tumatagal ng 4 na araw, para sa talamak na toxicity - 20-24 araw.) Ang sample ng mga ilalim na sediment ay tuyo, isang katas ay ginawa, pagkatapos ay lahat. sumusunod sa scheme na may daphnia

Biotesting sa pagtatasa ng wastewater toxicity

Kapag sinusuri ang wastewater para sa toxicity, hindi pinapayagan na kumuha ng isang sample Ang bilang ng mga kinakailangang bahagi ay pinili batay sa karanasan ng pagsasagawa ng pagsusuri (ayon sa mga patnubay sa pamamaraan at mga GOST) na mga sample ay karaniwang kinukuha bawat oras sa araw, pagkatapos. ang lahat ay lubusan na pinaghalo at ang kinakailangang dami ng tubig ay kinuha para sa biotesting .mga sample na kinuha para sa toxicity studies ay hindi mapangalagaan At narito ang lahat ay tulad ng sa tanong 1: dalawang garapon na may pansubok na tubig at isang kontrol

Mga bioassay sa pagtatasa ng toxicity mga kemikal na sangkap. Mga tagapagpahiwatig ng toxicity (LC50, LD50, atbp.)

Ang toxicity ng mga kemikal ay tinutukoy ng nakamamatay na dosis (para sa mga bagay na may mainit na dugo) at nakamamatay na konsentrasyon (para sa mga nabubuhay sa tubig). Ang LC50 (summer conc.) ay isang konsentrasyon sa Ba na nagiging sanhi ng pagkamatay ng 50% ng mga organismo ng pagsubok sa isang takdang oras ay ginagamit din bilang mga bagay sa pagsubok, para sa kanila imposibleng matukoy ang LC50, kaya ang tagapagpahiwatig ng IC50 (inhibitory). Ang konsentrasyon ay isang pagbagal sa paglago ng pananim). Kumuha ng 2 sample (mga garapon) at isang kontrol Pagkatapos ng tinukoy na oras, ihambing ang mga sample sa kontrol, piliin ang konsentrasyon ng sangkap upang tumpak na matukoy ang LC50

Subukan ang mga organismo na ginagamit sa biotesting. Pamantayan para sa pagpili ng mga pansubok na organismo

Test object - isang organismo na ginagamit sa pagtatasa ng toxicity ng mga substance, bottom sediments, tubig at lupa Ito ay espesyal na tinutubuan mga kondisyon sa laboratoryo organismo, iba't ibang sistematikong kaakibat (mga daga, algae, protozoa, isda) Mga kinakailangan para sa kanila: genetically homogenous (purong linya), inangkop sa mga kondisyon ng laboratoryo, sa isip, ang reaksyon ay hindi dapat nakasalalay sa pana-panahon at pang-araw-araw na mga cycle Ang hanay ng mga bagay sa pagsubok ay tinutukoy sa pamamagitan ng mga pamamaraan

Mga function ng pagsubok

Ang function ng pagsubok ay isang toxicity criterion na ginagamit sa biotesting upang makilala ang tugon ng isang bagay sa pagsubok sa nakakapinsalang (negatibong) epekto ng kapaligiran. Halimbawa: mortality/survival (karaniwang ginagamit para sa protozoa, insekto, crustacean, isda), fertility/bilang ng mga supling, oras ng paglitaw ng mga ito, hitsura ng abnormal deviations para sa mga halaman - rate ng pagtubo ng buto, haba ng mga pangunahing ugat, atbp.

Pangunahing pamantayan para sa pagtatasa ng toxicity batay sa mga resulta ng biotesting

Nakakalason na epekto - isang pagbabago sa anumang mahahalagang palatandaan sa ilalim ng impluwensya ng mga nakakalason, ay nakasalalay sa mga katangian ng sangkap. Sa pagkamatay sa sample<10% от контроля можно говорить о том,что среда не токсична.10-50% - среда безвредна.>50% - nakakalason ang kapaligiran

Pagpili, transportasyon ng mga sample, paghahanda para sa biotesting

Upang makakuha ng maaasahang impormasyon tungkol sa mga nakakalason na katangian ng isang sample, dapat itong kolektahin at maimbak nang tama hanggang sa maisagawa ang pagsubok Gamit ang isang mapa o diagram ng ilog, ang mga sampling site (mga istasyon) ay pinili. Upang mas tumpak na masuri ang kalidad ng tubig, maraming mga sample ang kinuha sa bawat istasyon. Ang sample ay pinipiga at inililipat sa isang plastic na lalagyan

Mga tampok ng talamak at talamak na mga eksperimento sa biotesting

ang isang pagsubok para sa talamak na toxicity ay ipinahayag sa pagkamatay ng mga organismo sa loob ng isang tiyak na tagal ng panahon (ilang segundo o ilang araw ang talamak na toxicity ay nagpapakita lamang pagkatapos ng ilang araw at, bilang isang panuntunan, ay hindi humahantong sa mabilis na pagkamatay ng). ang organismo; ito ay ipinahayag sa pagkagambala ng mga mahahalagang pag-andar, ang paglitaw ng toxicosis

Kapag tinatasa ang sitwasyon sa kapaligiran, kinakailangang isaalang-alang ang toxicity ng parehong mga nasuri na grupo ng mga pollutant at ang mga produkto ng kanilang metabolismo. Ang ilang mga pollutant sa natural na kapaligiran sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet radiation, kapag binabago ang mga kondisyon ng acid-base, atbp., ay maaaring bumuo ng mga sangkap na mas nakakalason kaysa sa mga orihinal. Bukod dito, madalas itong lampas analitikong pag-aaral, dahil sa mga pang-agham at metodolohikal na kahirapan sa pag-aaral, nananatili ang pinagsamang epekto ng mga pollutant, na ipinakita sa additivity, potentiation at pagsugpo sa pagkilos. Sa pagsasaalang-alang na ito, bilang karagdagan sa karaniwang mga pamamaraan ng kemikal na analytical control na ginagamit upang malutas ang mga problema sa pagtukoy ng mga mapagkukunan ng polusyon, pagtatasa ng kalidad ng kapaligiran o pagsubaybay sa kapaligiran, ang paggamit ng mga pamamaraan ng biotesting ay epektibo.

Biotesting tinatawag na paraan ng pagtukoy ng antas nakakalason na epekto pisikal, kemikal at biyolohikal na salik mga kapaligiran na posibleng mapanganib para sa mga buhay na organismo ng isang partikular na ecosystem. Ang biotesting ay isinasagawa sa eksperimento sa laboratoryo o sa mga natural na kondisyon sa pamamagitan ng pagtatala ng mga pagbabago sa biologically makabuluhang tagapagpahiwatig pinag-aralan ang natural o natural-technogenic na mga bagay na may kasunod na pagtatasa ng kanilang kondisyon alinsunod sa napiling pamantayan sa toxicity. Sa esensya, ang biotesting ay ang pagtukoy ng toxicity ng isang sample (tubig, lupa, ilalim ng sediments, atbp.) para sa isang partikular na kultura ng mga organismo sa ilalim ng mga eksperimentong kondisyon.

Ang mga bagay sa pagsubok (mga organismo) ay maaaring bakterya, lebadura, protozoa, algae, linta, mollusk, isda, atbp. Bilang karagdagan, kasama ang buong mga organismo, mga indibidwal na organo, mga tisyu o mga selula. Ang biotest ay ginagamit upang matukoy ang pangkalahatang toxicity, mutagenicity at carcinogenicity. Sa unang kaso, ang mga tagapagpahiwatig ng pagkamatay ng mga organismo, mga morphological disorder, mga pagbabago sa morphofunctional at deviations sa kanilang pag-uugali at aktibidad ng motor ay naitala. Ang pag-aaral ng mutagenicity at caicerogenicity ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga panandaliang pagsusuri para sa pag-aayos ng pinsala sa chromosomal, mutation ng gene at pinsala sa DNA na may pagtatasa sa panganib ng sangkap. Ang pamamaraan ng biotesting ay minsan ay isinasaalang-alang bilang isang alternatibo sa sistema ng pinakamataas na pinahihintulutang konsentrasyon ng mga pollutant sa iba't ibang bahagi ng kapaligiran, na, ayon sa isang bilang ng mga mananaliksik (Opekunov, 2014), ay hindi gaanong nabibigyang katwiran sa kanyang pang-agham at metodolohikal na kakanyahan.

Ang impluwensya sa test object ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng pagtulad sa lahat mga posibleng paraan pagpasok ng mga nakakapinsalang sangkap sa katawan. Ang pangunahing nasubok na media ay tubig, at hindi gaanong karaniwang hangin sa atmospera. Posible ring pag-aralan ang di-tuwirang epekto ng solidong mga sangkap sa kapaligiran sa pagsubok na bagay: mga lupa, sediment ng gatas, lupa. Sa kasong ito, ang mga pore water ng media na ito o may tubig na mga extract mula sa kanila, na nakuha gamit ang karaniwang tinatanggap na mga pamamaraan, ay ginagamit. Bilang karagdagan, ang mga biotest ay maaaring isagawa sa nasuspinde na bahagi ng particle. Gayunpaman, ang pangunahing layunin ng aplikasyon ng mga pamamaraan ng biotesting ay wastewater at natural na tubig pa rin.

SA mga nakaraang taon Ang mga pamamaraan ng biotesting ay naging aktibong ginagamit sa pagtatasa ng kalidad ng kapaligiran sa dagat. Pangunahin ito dahil sa malakihang pag-unlad ng mga mapagkukunan ng langis at hydrocarbon sa continental shelf at continental slope ng World Ocean. Ang mga pagsubok ay naglalayong masuri ang kalidad ng kapaligiran sa dagat, pati na rin ang toxicity ng pang-industriya at pagbabarena ng tubig at drill cuttings. Kasabay nito, ang pinakamahirap na problema ng pagsubok sa kapaligiran ng dagat ay nananatiling pagpili ng mga bagay sa pagsubok, na sa naitatag na kasanayan ng biological control ay pangunahing kinakatawan ng mga freshwater form ng mga organismo. Samakatuwid, sa kasalukuyan, kapag nagsasagawa ng biotesting ng kapaligiran sa dagat, ang kagustuhan ay ibinibigay sa mga species na natural na naninirahan sa mga tubig na ito.

Ang biotesting technique ay batay sa paghahambing ng mga sample ng pagsubok sa mga control sample sa isang tiyak na tagal ng panahon. Sa kasong ito, ang pang-eksperimentong biotesting (hanggang ilang oras), pagtatasa ng talamak na nakakalason na epekto (sa loob ng 1-3 araw ng pagkakalantad), talamak na nakakalason na epekto (pagkatapos ng 7-10 araw ng pagkakalantad), pati na rin ang pagtataya ng pangmatagalang ang mga kahihinatnan (pagkatapos ng 2-3 linggo ng pagkakalantad) ay maaaring isagawa ). Sa kabuuan, higit sa 50 mga pamantayan ang binuo hanggang sa kasalukuyan.

Ang pinakakaraniwang ginagamit na bagay sa pagsubok ay ang crustacean Daphnia tadpa, na ginagamit upang kontrolin ang toxicity ng wastewater at tukuyin ang mga pinagmumulan ng polusyon. Ang mga pagsusuri para sa pag-uugali at pisyolohikal na mga reaksyon ng isda (paraan ng pagsusuri ng isda), lalo na para sa reaksyon ng mga isda na umaalis sa danger zone, ay malawakang nasubok. Ang mga pagbabago sa toxicity sa kapaligiran ay ginagamit din bilang mga indicator ng environmental toxicity. pag-andar ng motor mga linta, ang reaksyon ng pagsasara ng mga balbula ng mollusk, ang rate ng pagkonsumo ng oxygen ng mga holothurian, atbp.

Upang matukoy ang toxicity ng natural sariwang tubig at mga sediment ng gatas, wastewater at mga ginugol na likido sa pagbabarena, inirerekomenda ng Ministry of Natural Resources ng Russian Federation (2002) ang paggamit ng mga pamamaraan ng biotesting upang mabawasan ang antas ng bioluminescence ng bakterya Photobacterium phosphoreum, binabawasan ang pagtaas sa bilang ng mga ciliates Tetrahymena pyriformis, pagsugpo sa paglaki ng freshwater algae Scenedesmus quadricauda, pagkamatay ng mga crustacean Daphnia tadpa At Ceriodaphnia affinis, kaligtasan ng buhay at pagkamayabong ng mga crustacean Ceriodaphnia affinis, pagkamatay ng guppy fish Poecillia reticulata.

Ang pagtatasa ng toxicity ng mga tubig sa dagat at mga ilalim na sediment, wastewater na may iba't ibang antas ng kaasinan at mga gastusin na likido sa pagbabarena na idinidiskarga sa tubig dagat ay inirerekomenda ng Ministry of Natural Resources ng Russian Federation gamit ang mga biotesting technique upang pigilan ang paglaki ng unicellular algae Phaeodactilum tricomutum, pagkamatay ng mga crustacean Artemia salina at isda Poecillia reticulata, pagbabawas ng antas ng bioluminescence ng bakterya Photobacterium phosphoreum.

Ang fluorescence analysis ng algae at mas matataas na halaman ay ginagamit sa isang bilang ng mga biological test system na ginagamit sa ecotoxicology. Sa pamamagitan ng intensity ng fluorescence na nasasabik ng pare-parehong liwanag, posibleng matukoy ang konsentrasyon ng chlorophyll sa tubig ng dagat sa mababang halaga (hanggang sa 0.05 mg/m 3 chlorophyll A). Ang mga pagbabago sa fluorescence na may iba't ibang intensity ng paggulo ay maaaring magsilbing indicator ng photosyptetic na aktibidad at pisyolohikal na estado mga organismong photosynthetic. Ang pamamaraan para sa pagsukat ng kasaganaan at pagpahiwatig ng mga pagbabago sa estado ng phytoplankton sa natural na tubig gamit ang fluorescent method (FR.1.39.2011.11246, PNDF 14.2.268-2012) ay inaprubahan para sa layunin ng state environmental control sa ilalim ng seksyong “Quantitative chemical pagsusuri ng tubig” (Kotelevtsev et al., 2012). Sa pangkalahatan, ang pamamaraan ay nagpapahintulot sa amin na magbigay ng isang mahalagang pagtatasa ng kalidad ng natural na tubig, dahil ang mga pagbabago sa aktibidad ng photosynthetic ay maaaring sanhi ng parehong polusyon nito at hindi kanais-nais na mga kadahilanan sa kapaligiran, tulad ng init at kaasinan, kakulangan ng mga elemento ng nutrisyon ng mineral, atbp. (Melekhova, 2007; Kuznetsova et al., 2011). Sa modernong pagsasanay, ang mga standardized na pamamaraan para sa biotesting ng toxicity ng mga sample ng sariwa sa ibabaw, tubig sa lupa, pag-inom, wastewater, water extracts mula sa lupa, dumi sa alkantarilya at basura sa freshwater green microalgae ng genus ay malawakang ginagamit. Chlorella At Scenedesmus, nilinang ayon sa karaniwang tinatanggap na mga pamamaraan. Mga pangunahing tagapagpahiwatig nakakalason na epekto nagsisilbing paglago at kaligtasan ng kultura, mga pagbabago sa antas ng chlorophyll fluorescence at bilang ng mga algae cells (K). S. Grigoriev // PND F T 14,1:2:4,10-04, M.2004 FR. 1.39.2007.03223; N.S. Zhmur, T. L. Orlova // FR.1.39.2007.03223/2007, atbp.). SA Kamakailan lamang Lumitaw ang trabaho sa biotesting ng impluwensya ng nanoparticle sa mga ecosystem (Larawan 26). Ang algae ay itinuturing na mga promising object para sa pagsubok ng mga nanomaterial, kung saan ang pag-iwas sa paglago, mga pagbabago sa cell morphology, at fluorescence ay pinag-aralan bilang mga biosensor ng mga toxicological effect (Kotelevtsev et al., 2012). Halimbawa, natuklasan ang impluwensya ng silver nanoparticle, nanotubes, nanodiamonds at nanocomposites sa fluorescence ng algae. Chlorella vulgaris At Chlamydomonas reinhardtii(Matorin et al., 2009).

Para sa komprehensibong pagsubaybay sa kapaligiran ng mga pagbabago sa kapaligiran ng dagat sa mga lugar ng pag-unlad ng dagat mga patlang ng langis at gas Iminumungkahi ng S. A. Patin (1997) ang paggamit ng mga reaksyon sa pagsubok ng bakterya, protozoa Stylonichia mytilis, Tintinnop-

kanin. 26.

sis biroidea, Noctiluca seintillans, Cristigera, unicellular algae Coscinodiscus, Ditylum, Gyrodinium, Exuviella, macrophytes , zooplankton Acartia, Eurotimora, Tigriopus, Calanipeda, Artemia salina, isda Salmo gairdner, Trachurus trachurus, Limanda limanda, Gadus morhua, Scophthalmus maximus, Sprattus sprattus, Spicara smarts at macrobenthos at iba pa (Talahanayan 10).

Upang matukoy ang toxicity ng technogenically contaminated soils, ang mga sukat ng pagtubo ng binhi at ang haba ng mga ugat ng mga seedlings ng mas matataas na halaman ay malawakang ginagamit (RD 52.18.344-93, ISO 11269, atbp.). Sa partikular, ang mga buto ng oat ay pinag-aaralan para sa layuning ito. Ovena sativa(Methodology of St. Petersburg Research Center para sa Electrical Biology RAS, FR. 1.39.2006.02264), labanos Raphanus sativus(Nechaeva et al., 2010; Voronina, 2013), watercress Lepidium sativum(Eremchenko, 2013; Seifert et al., 2013; Maistrenko et al., 2013), mga gisantes Pisum sativum(Kryatov et al., 2013), mustasa Brassica juncea L. (Lisovitskaya, 2013), Scots pine Pinus sylvestris(Freiberg et al., 2002; Stetsenko, 2004), atbp.

Upang masuri ang paglaban ng mga halaman sa mataas na antas ng mabibigat na metal sa kapaligiran, isang pagbabago ng paraan ng pagsubok sa ugat ay binuo sa laboratoryo ng ekolohiya ng mga komunidad ng halaman ng Botanical Institute ng USSR Academy of Sciences (Alekseeva-Popova, 1985). , 1991). Dahil sa pagiging simple at kahusayan nito (expressiveness), at medyo mataas ang sensitivity, ito ang pinakamalawak na ginagamit sa mga eksperimento sa vegetation. Ito ay isang express na paraan para sa pagtukoy ng katatagan ng mga bagay sa mga seedlings habang Talahanayan 10. Inirerekomendang mga grupo at species ng mga marine organism at ang kanilang mga pagsubok na reaksyon para sa paggamit sa biotesting sa pinagsama-samang mga sistema ng kapaligiran

pagsubaybay (Patin, 1997)

Grupo at uri ng mga organismo sa pagsubok	Kapaligiran sa ilalim ng pagsubok	Pagsubok ng reaksyon at tagapagpahiwatig
Heterotrophic microplankton, bakterya	Tubig, microlayer sa ibabaw na halos 1 mm ang kapal (SML)	Mga pagbabago sa dinamika ng MIC, pangingibabaw ng mga species, rate ng pagkasira ng mga substrate, aktibidad ng mutagenic
Protozoa ( Stylonichia mytilis, Tintinnopsis biroidea, Noctiluca seintillans, Cristigera)	Bottom sediments, burrow waters, eluates, sludges, wastewater	Nabawasan ang kaligtasan ng buhay, mga pagbabago sa reproduction at growth rate, abnormal motility at morphology
Unicellular algae, regional dominants ( Coscinodiscus, Ditylum, Gyrodinium, Exuviella at iba pa.)	Tubig, basura	Mga pagbabago sa rate ng paghahati at bilang ng mga cell, mga kaguluhan sa intensity ng photosynthesis at fluorescence, mga anomalya komposisyon ng pigment at iba pa.
macrophytes ( Laminaria, Macrocystis pyrifera at iba pa.)	Tubig, basura	Mga pagbabago sa rate ng paglaki, mga kaguluhan sa zoospore sedimentation, mga abnormalidad sa morphological at electrophysiological
Mga pagsasala ng zooplankton ( Acartia, Eurotimora, Tigriopus, Calanipeda, Artemia salina at iba pa.)	Tubig, PMS, wastewater	Nabawasan ang kaligtasan ng buhay at pagkamayabong, may kapansanan sa pagpaparami, pag-uugali at aktibidad ng tropiko, morphological at iba pang mga anomalya
Isda (spawn, larvae, juveniles) ( Salmo gairdner, Trachurus trachurus, Limanda limanda, Gadus morhua, Scophthalmus maximus, Sprattus sprattus, Spicara smarts at iba pa.)	Tubig, PMS, wastewater	Tumaas na dami ng namamatay at dalas ng mga morphological abnormalities, nutritional disorder, paglaki, paghinga, pag-uugali, physiological at iba pang mga indicator
Macrobenthos (mga pang-adultong embryo, larvae) ( Mytilus edulis, Crassostrea gigans, Macoma, Echinocardium, Arenicola at iba pa.)	Tubig, PMS, ilalim na sediment, wastewater, putik	Nabawasan ang kaligtasan ng buhay, may kapansanan sa pagpaparami, pinabagal na paglaki, pag-uugali, pisyolohikal at iba pang mga paglihis mula sa pamantayan

2-3 linggo: ang komposisyon ng control solution ay nagpapahintulot sa iyo na palaguin ang mga halaman ng iba't ibang taxa at subukan ang isang malawak na hanay ng mga konsentrasyon ng metal. Sa ilalim ng mga kondisyon ng isang eksperimento, posibleng masuri ang pagtitiyak ng pagkilos ng mga indibidwal na metal, pati na rin ihambing ang katatagan iba't ibang uri at mga populasyon ng parehong species sa isang partikular na metal. Sa ilalim ng impluwensya ng nakakalason na konsentrasyon ng mabibigat na metal, ang pagsugpo sa mga proseso ng paglago ay sinusunod. Ang pagbaba sa paglago ng ugat ay nauugnay sa konsentrasyon ng mga metal, at ang reaksyon ng mga ugat ay malinaw na ipinakita kahit na may bahagyang pagtaas sa dosis ng metal. Gamit ang root test method, inter- at intraspecific na pagkakaiba sa paglaban sa Cu, Ni, Mn, Zn, Pb at CC1 ng mga halaman ng iba't ibang sistematikong taxa (cereals ng pamilya. Roaseae- trigo, oats, barley; dicotyledons - pamilya. munggo Fabaceae, pamilya cruciferous Brassicaceae, sem. Asteraceae Asteraceae, sem. Lamiaceae Lamiaceae at iba pa.). Mga resulta ng pananaliksik sa laboratoryo hayaan kaming magrekomenda ng root test method para sa paghihiwalay ng metal-resistant na populasyon ng mga species na angkop para sa paglaki sa lupang sakahan sa mga kontaminadong kondisyon, gayundin para sa reclamation ng mga nababagabag na lupa.

Ang biotesting ay isang mas mabilis na paraan upang masuri ang kalidad ng tubig kumpara sa mga tradisyonal na diskarte sa pagsubaybay sa kapaligiran. Ang pamamaraang ito ay mas mura, at ang mga pamamaraan at resulta nito ay mas nauunawaan ng isang di-espesyalista. Ang mga pamamaraan ng biotesting ay patuloy na pinapabuti, ang mga bagong diskarte at kagamitan para sa pagsasagawa ng mga eksperimento ay iminungkahi, ang kanilang sertipikasyon at patenting ay isinasagawa (Grigoriev, Shashkova, 2006; Zhmur, 2007; Zhmur, Orlova, 2007; Mayachkina, Chugunova, 2009; Maltseva, Okhapkina , 2010; Grigoriev, Tyutkova, 2011;

Sa kasalukuyan, kapwa sa Russia at sa ibang bansa, ang pananaliksik ay masinsinang umuunlad upang lumikha ng mga paraan ng awtomatikong pagsubaybay sa polusyon ng tubig sa real time. Ang pinaka-promising na mga pamamaraan sa bagay na ito ay ang mga batay sa mga sukat ng mga reaksyon ng physiological at behavioral biomarker (Kurilenko, 2004; Karmazinov et al., 2007; Kholodkevich et al., 2006, 2011, atbp.). Ang pinakakaraniwang ginagamit na pamamaraan para sa pagtatala ng aktibidad ng puso ng mga benthic invertebrate na may matigas na panlabas na takip, tulad ng crayfish, crab, at mollusk. Sa bawat partikular na lugar ng tubig, ang iba't ibang kinatawan ng mga benthic na komunidad ay maaaring kumilos bilang isang "target na species". Halimbawa, sa kasalukuyan, sa lahat ng mga water intake ng mga istasyon ng tubig sa St. Petersburg, isang biological monitoring installation para sa kalidad ng tubig na binuo sa St. Petersburg ng Research Center para sa Ecological Economy ng Russian Academy of Sciences ay ginagamit, na isinasagawa sa real time ang pagpapasiya ng toxicity ng tubig na nagmumula sa Neva River. Ang rate ng puso at index ng stress ay ginagamit bilang mga biomarker - isa sa pinakamahalagang katangian ng variation pulsometry. Ang pagpapatuloy at walang patid na pagsukat ng mga physiological parameter na ito ay sinisiguro gamit ang mga espesyal na flow-through aquarium system na naglalaman ng tatlong pares ng crayfish Pontastacus leptodactylus Esch.

Sa pangkalahatan, kapag tinatasa ang antas ng toxicity sa kapaligiran, ang pamamaraan ng biotesting, bilang isang komplementaryong chemical-analytical complex, ay may isang bilang ng mga hindi mapag-aalinlanganang mga pakinabang:

• 1) ang test object, bilang panuntunan, ay tumutugon sa medyo mahina na anthropogenic load dahil sa epekto ng pagsasama-sama ng dosis ng mga nakakapinsalang epekto;
• 2) ang pagsusulit ay nagbubuod sa epekto ng lahat ng biologically harmful anthropogenic factors, kabilang ang pisikal at kemikal na mga impluwensya;
• 3) ayon sa mga resulta ng pagsubok, ang mga uso sa mga pagbabago sa sitwasyon sa kapaligiran ay ipinahayag nang lubos na mapagkakatiwalaan.

Gayunpaman, ang ilang mga paghihirap sa paglalapat ng tinalakay na pamamaraan ay natukoy din. Ang isang makabuluhang problema sa paggamit ng mga simpleng organismo ay ang kanilang hindi pagkakatulad sa mga multicellular na organismo, na ang tugon sa parehong mga pagbabago sa kapaligiran ng tubig ay maaaring magkakaiba. Halimbawa, para sa mga ciliates, ang isang reaksyon sa mga mabibigat na metal ay sinusunod na sa mga konsentrasyon ng ilang mga order ng magnitude na mas mababa kaysa sa maximum na pinapayagang konsentrasyon sa tubig. Tungkol sa mga biogenic compound, ang kabaligtaran ay totoo: ang reaksyon ay nagpapakita ng sarili sa mga konsentrasyon ng ilang mga order ng magnitude na mas mataas kaysa sa maximum na pinapayagang konsentrasyon. Bilang karagdagan, ang mga disadvantages ng pamamaraan ay mababa ang pagiging maaasahan, kahirapan sa pagbibigay-kahulugan sa mga resulta at paglilipat ng mga ito mula sa isang uri patungo sa isa pa, at ang kakulangan ng binuo na mga antas ng rating. Ang lahat ng ito ay lubos na nagpapalubha sa proseso ng standardisasyon ng pamamaraan, kung wala ang mekanismo ng kontrol sa pagsubok ng estado mismo ay halos imposibleng i-debug.

Upang maiwasan ang hindi bababa sa ilan sa mga nakalistang paghihirap, sa mga nakaraang taon ang mga eksperto ay nagmungkahi ng mga bagong siyentipiko at metodolohikal na diskarte sa pagpili ng mga organismo ng pagsubok batay sa ebolusyonaryo, pisyolohikal, psycho-behavioral at iba pang mga katangian (Zaitseva, Kovalev, 1994). Ang kakanyahan ng mga panukalang ito ay isaalang-alang ang mga pangunahing tampok ng mga proseso ng pagbagay at data sa sensitivity at paglaban ng mga organismo ng pagsubok, upang ipakilala ang mga elemento ng otological analysis sa pagsasagawa ng biotesting, pati na rin upang matukoy nang tama ang oras ng pagsubok. Ayon sa nakalistang pamantayan, ang pinaka-angkop ay invertebrate hydrobioites (crustaceans at gastropods), na may medyo mataas na antas ng organisasyon. Kaugnay ng pagsubok sa mga sediment ng gatas, ang mga pang-ilalim na invertebrate ay inirerekomenda bilang mga bagay sa pagsubok (Gudimov, Gudimova, 2002). Ang kahusayan ng sabay-sabay pangkalahatang pagtatasa pagsubok sa toxicity ng tubig para sa mga pollutant. Sa kasong ito, maaaring gamitin ang kakayahan ng ilang organismo na tumugon sa mga partikular na pollutant. Ang mga seryosong pagsisikap ay dapat gawin upang bumuo ng pinag-isang mga kaliskis para sa biological na pagtatasa ng toxicity ng media.

Bilang karagdagan, maraming mga aspeto ang dapat isaalang-alang kapag nagsasagawa ng mga bioassay sa mga solidong sangkap. Una, ang mga resulta ng pagtukoy ng toxicity ng mga lupa at may tubig na mga extract mula sa kanila gamit ang biotesting sa ilang mga kaso ay maaaring mag-iba nang malaki (Bakina et al., 2004; Mayachkina, Chugunova, 2009). Halimbawa, ang toxicity ng mga lupa, na tinutukoy ng paraan ng pagsibol ng mga buto ng matataas na halaman nang direkta sa lupa, ay mas mataas kaysa sa toxicity ng aqueous extracts mula sa parehong mga lupa, na tinutukoy gamit ang mga test object na tradisyonal para sa aquatic toxicology. Ang pagkakaiba sa mga resulta ay lalong malaki kapag ang mga lupa ay kontaminado ng mga nakakalason na hindi gaanong natutunaw sa tubig, halimbawa peftio o mga produkto ng mustasa hydrolysis. Pangalawa, kapag tinutukoy ang antas ng toxicity ng lupa gamit ang mga pamamaraan ng biotesting pinakamahalaga ay may sensitivity ng mga pang-eksperimentong organismo sa mga nakakalason. Ang pinakatamang resulta ay makakamit kapag gumagamit ng ilang mga bagay sa pagsubok mula sa iba't ibang sistematikong grupo. Inirerekomenda ng mga dokumentong pang-regulasyon ang paggamit ng hindi bababa sa dalawang pansubok na organismo. Ang mga pag-unlad sa paglikha ng isang sistema ng pagsubok na binubuo ng tatlo hanggang apat na kinatawan ng mundo ng hayop at halaman ay nai-publish sa siyentipikong panitikan. Kaya, halimbawa, ang mga kinatawan ng tatlo mga antas ng tropiko: mga producer - Triticum vulgare L koisumeitov - Daphnia magna Straus, Paramecium caudatum; Ang mga decomposer ay mga mikroorganismo sa lupa (Bardina et al., 2013; Kapelkiia et al., 2013). Ito ay nagpapahiwatig na magsagawa ng biotesting, halimbawa, sa aquarium fish, guppies, mollusks at daphnia crustaceans, o gamitin ang system Paramecium caudatum - Chlorella vulgaris - Escherichia coli. Ang mga sumusunod na pamantayan ay ginagamit: sa kaso ng pagkamatay ng 50% ng mga indibidwal ng isang organismo, ang tubig ay tinasa bilang bahagyang nakakalason, sa kaso ng pagkamatay ng 50% ng mga indibidwal ng lahat ng nasubok na species - bilang lubhang nakakalason .

Ang pag-verify ng isang hanay ng mga pamamaraan ng bioindication para sa pagtatasa ng estado ng kapaligiran ay maaaring isagawa kapwa sa laboratoryo sa ilalim ng kontroladong mga kondisyon ng eksperimento at paggamit ng iba't ibang mga diskarte sa istatistika para sa pagtatasa ng pagiging maaasahan ng kaugnayan sa pagitan ng tagapagpahiwatig at ang bagay ng indikasyon. Kabilang dito ang regression, factor at cluster analysis. Ang pagpili ng paraan ay nakasalalay sa mga tiyak na gawain at sukat ng pagtatasa ng tagapagpahiwatig ng teritoryo.

Kaya, ang isang malaking bilang ng mga pamamaraan at pamamaraan ng bioremediation ay binuo na ngayon at malawakang ginagamit sa kasanayan sa pagsubaybay sa kapaligiran. Ginagawang posible ng paraan ng phytoindication na masuri ang kumplikadong epekto ng anthropogenic at ang mga kahihinatnan nito sa kapaligiran sa mga natural at technogenically disturbed na landscape. Ito ay kailangang-kailangan kapag nagsasagawa ng mga survey sa mga lugar na mahirap maabot at kung saan walang mga monitoring post. Depende sa intensity ng anthropogenic load, nagbabago ang hanay ng mga pamamaraan ng phytoindication. Ang mga katangiang pisyolohikal at biochemical ng mga species ng tagapagpahiwatig ay ginagawang posible na magtatag ng mga paglabag sa maagang yugto anthropogenic na epekto sa ecosystem. Ang pagsusuri sa morpolohiya at ang paggamit ng mga bagay na pansubok ay inirerekomenda sa lahat ng uri ng ecosystem upang makakuha ng pagtatasa ng mga kumplikadong epekto ng anthropogenic. Ang paggamit ng mga bagay na pansubok sa ilalim ng mga pang-eksperimentong kondisyon ay ginagawang posible na magtatag ng mga quantitative na relasyon sa sistema ng "dose-effect". Para sa express assessment ekolohikal na estado pang-industriya na mga rehiyon na may iba't ibang antas ng kaguluhan, ang paggamit ng iba't ibang mga pamamaraan ng phytoindication ay promising. Maaaring gamitin ang mga pamamaraang floristic at phytoceiotical sa mga lugar na may natural na geochemical anomalya at sa mahinang nababagabag na natural na ecosystem. Ang pagsusuri sa morpolohiya at ang paggamit ng mga bagay na pansubok ay inirerekomenda sa lahat ng uri ng ecosystem upang makakuha ng isang husay na pagtatasa ng masalimuot na epekto ng anthropogenic. Upang matukoy sa dami at matukoy ang pinagmulan ng polusyon, ang hanay ng mga pamamaraan ay dapat magsama ng pagsusuri sa nilalaman ng mga pollutant.

Sa bahagyang nababagabag na natural na ekosistema sa ilalim ng impluwensya ng mga lokal na pinagmumulan ng polusyon, ang phytoirrigation ay naglalayong kontrolin ang isa o higit pang mga pangunahing salik ng anthropogenic na epekto. Depende sa likas na katangian ng pinagmulan ng polusyon, magbabago ang sistema ng mga inirekumendang pamamaraan ng phytoirrigation. Dahil sa mga kondisyong ito ang natural na paraan ng paggana ng mga ekosistema ay nangingibabaw, kung gayon, halimbawa, lichen indication, dendroindication, paghahambing na pagsusuri bioproductivity ng natural at nababagabag na mga lupain, pagsubaybay sa mga pagbabago komposisyong kemikal mga bahagi ng ecosystem. Ang pag-aaral ng epiphytic lichen cover ay maaaring irekomenda para sa pagpapatupad sa pagsasanay ng pagsubaybay sa trabaho, dahil ang pamamaraan ay nagbibigay ng posibilidad na isaalang-alang ang parehong buong pagkakaiba-iba ng species at kasaganaan ng mga lichen, at ang kabuuang projective na takip ng epiphytic cover bilang isang buo. Ang huli ay hindi nangangailangan ng malalim na kaalaman sa lichenology at maaaring magamit ng isang malawak na hanay ng mga espesyalista.

Sa kaso ng mga mapanirang anthropogenic na pagbabago sa mga landscape, kabilang ang deforestation, land reclamation, recreational at pasture digression, atbp., ang pinakamalaking epekto ay nakakamit sa pamamagitan ng floristic approach (mga pagbabago sa komposisyon ng species ng phytocenoses, ang hitsura o pagkawala ng indicator species) sa kumbinasyon sa isang pagsusuri ng mga pagbabago sa bioproductivity. Maaaring masuri ang katayuan ng phytoceioses tradisyonal na paraan accounting para sa biomass gamit ang mga pamamaraan ng mga pinagputulan at transects, sa pamamagitan ng taas ng grass stand o indicator species ng halaman at sa pamamagitan ng taunang linear at radial na paglago ng mga puno. Ang pagbabago ng kemikal na komposisyon ng mga halaman sa kasong ito ay hindi gaanong tiyak at hindi sapilitan.

SA ecosystem sa mga lugar ng technogenic anomalya Ang pagbabagong-anyo ng PTC ay napakahusay na sa ilalim ng mga kundisyong ito ay imposibleng gumamit ng mga pamamaraan ng phytocenotic at lichen-indicating. Upang masuri ang spatial differentiation ng isang lugar ayon sa antas ng polusyon, kinakailangang pumili ng isa o dalawa (magkaparehong mapagpapalit) na indicator species na nasa lahat ng dako sa lugar ng pag-aaral. Ang epekto ng antropogeniko, na sinamahan ng polusyon ng mga bahagi ng ecosystem, ay humahantong, kasama ang mga pagbabago sa kemikal na komposisyon ng mga halaman, sa pagsugpo sa mahahalagang tungkulin at lahat ng uri ng kaguluhan sa panahon ng mga prosesong pisyolohikal, at higit sa lahat sa aktibidad ng photosynthetic. Ang isang sensitibong tagapagpahiwatig ay ang ratio ng mga nilalaman ng chlorophyll A at 6, gayunpaman, ang mga naturang pag-aaral ay nangangailangan ng isang medyo well-equipped na laboratoryo at ilang pagsasanay ng mga espesyalista. Kapag nagsasagawa ng malakihang gawain sa pagsubaybay, mas maginhawang gumamit ng mga scale scale ng chlorosis at nekrosis ng mga dahon, pati na rin ang edad ng mga karayom ​​ng mga indibidwal na puno o shrubs. Ang pag-aaral ng pagkakaiba-iba sa mga spectral reflective na katangian ng mga organong photosynthetic ay nangangako para sa mabilis na pagtatasa ng mga epekto ng anthropogenic.

Ang partikular na kahalagahan ay ang pagpili ng mga pamamaraan ng bioindication para sa pagtatasa ng mga urban na lugar - urban ecosystem. Ang pinakadakilang pag-igting sa sitwasyon sa kapaligiran ay sinusunod sa malalaking pang-industriya na urban agglomerations. Ang mga halaman, bilang pangunahing mga nagtitipon ng mga nakakalason na compound, sa kapaligiran ng lunsod ay may mahalagang papel sa pagpapabuti nito, habang nararanasan ang mga epekto ng mga pollutant na pumipigil sa kanilang mahahalagang pag-andar. Ang akumulasyon ng mga pollutant sa mga halaman ay sumasalamin sa antas ng polusyon sa atmospera at lupa ng mga urban ecosystem. Ang paggamit ng mga phytoindicator ay ginagawang posible upang maitatag ang dinamika ng oras ng polusyon, pag-iba-iba ang mga pangunahing pinagmumulan nito at matukoy ang kanilang kontribusyon sa kabuuang polusyon. Kapag nag-aaral ng malalaking lungsod sa isa sa malubhang problema ay ang pagpili ng mga pamantayan sa paghahambing. Ang problemang ito ay bahagyang nalutas sa pamamagitan ng paggamit ng mga bagay na pansubok. Ang pagsubok sa kapaligiran ay matagumpay na ginagamit kapwa para sa pagtatasa ng polusyon sa lunsod at para sa pagmamapa sa kapaligiran ng mga indibidwal na pang-industriyang lugar ng lungsod. Ang pinaka-epektibo sa bagay na ito ay ang bryo- at lichen-indicative na pagsubok sa kapaligiran. Ang pag-aaral ng estado ng halaman mismo - pagsugpo sa mahahalagang pag-andar, chlorosis at nekrosis, pagkakaiba-iba ng morphological - pinagbabatayan ng mga paraan ng pagpapahayag para sa pagtatasa ng polusyon sa lunsod. Ang likas na katangian ng pagbagay ng halaman sa anthropogenic stress ay sa maraming paraan katulad ng diskarte sa pagbagay ng mga halaman na nakalantad sa mga natural na geochemical anomalya. Samakatuwid, ang pag-aaral at paghahambing na pagsusuri ng natural at technogenic na populasyon ng halaman na lumalaban sa mataas na konsentrasyon ng mga metal ay nangangako.

Kaya, upang ibuod ang nasa itaas, dapat itong bigyang-diin na ang mga bentahe ng bioindication sa mga instrumental na pamamaraan ay kasama ang medyo mababang gastos, mataas na bilis ng pagkuha ng impormasyon at ang kakayahang makilala ang estado ng kapaligiran sa loob ng mahabang panahon. Ang paggamit ng mga pamamaraan ng bioindication kasama ang mga teknolohiya ng computer at pagtatasa ng eksperto ay ginagawang posible na gumawa ng isang pagtataya ng mga pagbabago sa mga ekosistema na may pagtaas ng anthropogenic load, bumalangkas ng mga rekomendasyon para sa pinakamainam na rehimen ng pamamahala sa kapaligiran, at masuri ang antas ng panganib sa kapaligiran ng anthropogenic na polusyon.

Upang malutas ang isang bilang ng mga inilapat na problema ng pamamahala sa kapaligiran, ang mga express na pamamaraan ng pagtatasa ng kapaligiran ng estado ng kapaligiran ay kinakailangan. Kabilang dito ang pangunahing mga morphological, floristic at phytocenotic na pamamaraan. Ang kanilang kalamangan ay dahil sa kamag-anak na pagiging simple ng mga pag-aaral sa larangan at pagkolekta ng impormasyon, pati na rin ang posibilidad na matukoy ang kabuuang epekto ng buong kumplikadong mga kadahilanan sa mga tiyak na kondisyon.

Ginagawang posible ng bioremediation na masuri ang masalimuot na epekto ng anthropogenic kapwa sa mga natural na bagay at sa teritoryo ng mga urban at agricultural na landscape. Sa kasong ito, dalawang diskarte ang maaaring gamitin sa pagtatasa ng mga reaksyon ng mga organismo sa mga impluwensya sa kapaligiran. Ang una ay nagsasangkot ng pag-aaral ng mga reaksyon ng mga species at ang kanilang mga komunidad na ipinamamahagi sa lugar ng pag-aaral, ang pangalawa ay nagsasangkot ng pag-aaral ng mga reaksyon ng mga bagay sa pagsubok ng halaman na artipisyal na inilagay sa ibinigay na teritoryo.

Ngayon ay lumipat tayo sa paglutas ng problema sa pagpili ng angkop na organismo sa pagsubok. At sa parehong oras ay makakakuha tayo ng ideya pangkalahatang toxicity ng tubig sa aquarium.

Lumalabas na maaari mong masuri ang pangkalahatang toxicity ng tubig sa isang aquarium sa pamamagitan lamang ng pagmamasid sa mga snails.

Sa sarili nito, ito ay isang napaka-simple at hindi isang masamang ideya - ilagay ang ilang organismong nabubuhay sa tubig sa isang sample ng pagsubok at tingnan kung ano ang mangyayari dito. At pagkatapos ay magpasya kung ang tubig na ito ay mabuti o masama? Upang ipatupad ang gayong ideya ay nangangahulugan ng pagsasagawa ng biotest. May 2 tanong na lang na dapat sagutin:
1. Anong uri ng organismo ( ito ay tatawaging isang pagsubok na organismo) pumili?

2. Ano ba talaga ang dapat na mangyari sa kanya, o batay sa kung anong phenomena ang maaaring hatulan? toxicity ?

Gayunpaman, kung teoretikal na batayan wala kang pakialam sa biotesting, at gusto mo lang malaman kung paano mo magagamit ang mga ampullaria snails upang matukoy ang toxicity ng tubig, pagkatapos ay maaari mong laktawan ang ilan sa mga materyal sa ibaba at dumiretso sa.

Aling body test ang pipiliin?

Sa ngayon, isang bilang ng pagsubok ng mga organismo. (Ang pagsubok na organismo ay ang kapus-palad na nilalang kung saan ang mga reaksyon ay hahatulan natin ang toxicity ng tubig). Ang mga mahigpit na pamantayan ay binuo at opisyal na pinagtibay ng Ministry of Natural Resources Pederasyon ng Russia mga biotest. Ang pinakasikat na mga organismo sa pagsubok ay ang daphnia at ciliates. Ang mga pagsusuri ay batay sa isang quantitative assessment ng kanilang dami ng namamatay. Batay sa bilang ng mga namatay, ang isang konklusyon ay iginuhit tungkol sa toxicity. Tila ang lahat ng ito ay malinaw, madali at simple, ngunit sa pagsasagawa ito ay naging hindi masyadong nagbibigay-kaalaman. Kung ang mga test subject ay namatay, kung gayon ito ay malinaw na ang tubig ay may nakakalason na epekto, ngunit mayroon bang pagkakaiba sa antas ng toxicity kapag sa isang kaso, Halimbawa, 40% ng daphnia ang namatay, at sa isa pang 60%? Buweno, tila kung saan ito ay 60%, ang tubig ay mas nakakalason, ngunit ang 40% ay isang malaking bilang. Marahil ang mga pangkat ng mga organismo ng pagsubok ay hindi gaanong homogenous sa mga tuntunin ng paglaban ng mga indibidwal na indibidwal sa mga nakakapinsalang epekto, kaya ang pagkakaiba sa porsyento ng dami ng namamatay, ngunit ang toxicity ng mga sample ay pareho?
Sa pangkalahatan, ang isyu ng pagiging maaasahan ng istatistika ng mga resulta ng biotesting ay agad na nauuna. Ang maniwala o hindi maniwala sa mga resulta ng biotesting ay higit na nakadepende sa istatistikal na kawastuhan ng eksperimento. Pero hindi lang. Marami ang nakasalalay sa pagpili ng mismong organismo ng pagsubok, bilang biological species. Dito hindi maaaring mabigo ang isa na isaalang-alang ang mga kakaibang katangian ng biology at physiology nito. Dalhin natin muli ang parehong daphnia. Saan siya nakatira sa kalikasan? Sa totoo lang, hindi sa napakalinis na tubig. Ang mga magsasaka ng isda sa aquarium ay pumunta upang hulihin ito sa mga tangke ng pag-aayos ng mga water treatment plant. Ang mga isda ng discus (at hindi lamang sila) ay hindi mabubuhay sa gayong tubig, at hindi kami iinom ng gayong tubig - hindi namin magugustuhan ang amoy at lasa. Ngunit ang daphnia ay nakatira doon at mabilis na dumami, tulad ng mga ciliates. Kaya, batay sa kanilang mga reaksyon, posible bang hatulan ang toxicity ng tubig na may kaugnayan sa iyo at sa akin (mga tao, iyon ay) at isda sa aquarium? Malakas ang hinala ko na imposible pa rin, gaano man karaming mga may-akda ang subukang patunayan ang kabaligtaran. Hindi ko na sisilipin pa ang siyentipiko at siyentipikong kagubatan ng mga hindi pagkakaunawaan tungkol sa biotesting, ngunit sisimulan kong ilarawan ang pansubok na organismo na gagamitin natin sa biotest.
Kaya, susuriin natin ang toxicity ng tubig sa pamamagitan ng pag-uugali (pangunahin sa pamamagitan ngpag-uugali, hindi sa dami ng namamatay) ng ampullaria snails. Maaari mong basahin ang tungkol sa mga snail na ito mismo . Ano ang espesyal sa ampularia? Oo, isang buong serye ng mahahalagang tampok!

1. Ang Ampullaria snails ay mahilig sa init at may mataas na metabolic rate.

Sa temperatura ng tubig na 25-30°C, ang mga biochemical reaction sa katawan ng ampoule ay nagpapatuloy nang napakabilis. Kumakain sila ng marami, tumae ng marami at lumalago nang masigla. Nangangahulugan ito na ang pagkakaroon ng mga nakakalason na sangkap sa tubig ay mabilis na makakaapekto sa mga metabolic process sa kanilang katawan at ito ay makikita. Pagkatapos ng lahat, ang kakanyahan ng pagkilos ng mga nakakalason na sangkap ay nakakagambala sila sa normal na kurso ng mga reaksiyong biochemical. Ang mga nakakalason na epekto ay maaaring matukoy nang mabilis. Ang salitang "mabilis" ay nangangahulugang isang panahon mula sa ilang oras hanggang dalawang araw.

Larawan 1. Narito ang mga batang ampullaria snails. Ang mga ito ay mabuti bilang mga organismo sa pagsubok dahil sa kanilang masinsinang metabolismo. Malinaw na ipinapakita ng larawan ang thesis na ito. Ang arrow ay nagpapakita ng mga outgrowth ng mantle na umaabot sa kabila ng mga gilid ng shell. Marahil ay pinapataas nila ang lugar ng contact ng mantle sa tubig at pinadali ang paghinga ng balat. O marahil ay konektado sila sa mabilis na paglaki ng gilid ng shell. Sa anumang kaso, kapag ang mga protrusions na ito ay malinaw na nakikita sa mga batang snail, ang huli ay tumataas nang napakabilis.

2. Mataas na sensitivity at sa parehong oras na paglaban ng ampularia sa mga nakakalason na epekto.

Ang mga ampoule ay may dalawang katangian na mahalaga para sa organismo ng pagsubok. silasensitibosa pagkilos ng mga nakakalason na sangkap (ipinaliwanag ko kung bakit sa talata sa itaas), at sa parehong oraslumalaban(lumalaban) sa kanila (tanging mga tansong asin ang pumapatay sa kanila kahit na sa mababang konsentrasyon). Lumalaban - nangangahulugan ito na hindi sila namamatay kaagad. Sa pamamagitan ng paraan, ito ang dahilan kung bakit sila ay napakahusay sa simulan ang aquarium bilang "mga hayop na pioneer". Kapag may nakakalason na epekto sa katawan, nagsisimula silang kumain ng mas kaunti, gumagapang nang mas mabagal, nangangailangan ng higit o, kabaligtaran, mas kaunting oxygen, at ikinulong ang kanilang mga sarili sa kanilang mga shell na may takip, binabakod ang mga nakakapinsalang epekto. maduming tubig. Iyon ay, ang pag-uugali ng mga poisoned snails ay naiiba sa pag-uugali ng mga normal. Snails i-on ang lahat ng kanilang mga mekanismo ng pagtatanggol, tumutugon sa isang reaksyon ng stress sa pagkakaroon ng isang nakakalason na sangkap sa tubig at nananatiling buhay sa loob ng mahabang panahon, o kahit na umangkop sa patuloy na pagkakaroon ng lason sa tubig (tingnan dintoxicity ). Ang lahat ng ito ay maaaring maitala at batay sa mga reaksyong ito sa pag-uugali ay maaaring hatulan ang toxicity. Buweno, kapag ang mga snails ay nagkasakit (nangyayari ito kapag ang maximum na pinapayagan na mga konsentrasyon sa tubig ay 20-100 beses o higit pa), sila ay namamatay. Kaya, ang mga kaguluhan sa pag-uugali ng ampularia ay maaaring makita kahit na sa napakababang antas ng mga nakakalason na sangkap sa tubig (humigit-kumulang 0.01-0.1 ng maximum na pinapayagang konsentrasyon), at ang mga snail na ito ay namamatay lamang pagkatapos ng paulit-ulit na labis na dosis. Nangangahulugan ito na ang isang bioassay na gumagamit ng mga ito ay gagana sa isang napakalawak na hanay ng toxicity. Ang kahalagahan ng pangyayaring ito ay maaaring ilarawan ng sumusunod na halimbawa. Ang pangunahing kawalan ng daphnia test ay mayroon itong napakakitid na saklaw. Nabubuhay sila nang walang kapansin-pansin na mga paglihis mula sa pamantayan kahit na sa mga makabuluhang konsentrasyon ng isang nakakalason na sangkap (ilang maximum na pinapayagang mga konsentrasyon, kung ano ang nakasulat dito. unang artikulo tungkol sa biotesting ), nang hindi natukoy ito, ngunit agad na namamatay na may kaunting karagdagang pagtaas sa konsentrasyon nito.

3. Mataas na antas ng organisasyon ng mga ampullaries.

Ang Ampularia ay medyo kumplikadong mga nilalang (hindi katulad, halimbawa, ciliates). Mayroon silang halos parehong anatomical at physiological system gaya mo at ako: nerbiyos, motor, digestive, excretory, respiratory, reproductive, humoral (system regulasyon ng hormonal mga pag-andar ng katawan). Ang kanilang katawan bilang tugon sa iba't ibang nakakapinsala panlabas na impluwensya tumutugon sa isang hindi tiyak na reaksyon ng stress na kinasasangkutan ng lahat ng mga sistema. Batay sa reaksyong ito, maaaring hatulan ng isang tao ang pangkalahatang toxicity ng tubig, na maaaring matukoy hindi ng anumang nakakalason na sangkap, ngunit sa pamamagitan ng kabuuang epekto ng maraming mga pollutant na nasa tubig.

4. Ang pag-uugali ng ampularia ay kinabibilangan ng iba't ibang reaksyon sa pag-uugali.

Tulad ng naisulat ko na, ang pag-uugali ng ampularia ay medyo magkakaibang. Ginagawa nitong posible na hatulan ang toxicity ng kanilang tirahan sa pamamagitan ng paglihis ng mga reaksyong ito sa pag-uugali mula sa pamantayan.

Hindi nakikita ang video, malamang na hindi sinusuportahan ng iyong browser ang HTML5 na video

Ang Ampullaria ay may parehong baga at hasang. Sa tubig, ang oxidability ng kung saan ay mababa, mayroong maraming oxygen at snails huminga higit sa lahat gamit hasang. Ang mga ito ay tumataas sa ibabaw para sa bentilasyon ng mga baga ay bihirang - hindi hihigit sa isang beses bawat 5-10 minuto, o kahit na mas madalas, habang pinapanatili ang mataas na aktibidad ng motor. SA magandang kondisyon Ang Ampullaria ay medyo mobile at maaaring literal na "lumipad" sa paligid ng aquarium, lalo na kung sila ay gutom. Kung ang isang mollusk ay natagpuan ang sarili sa isang nakakalason na kapaligiran, ang katawan nito ay tumutugon dito sa isang pangkalahatang reaksyon ng stress. Sa mga unang oras, ang pangangailangan ng snail para sa oxygen ay tumataas nang husto. Siya ay lalong nagsisimulang tumaas sa ibabaw para sa sariwang hangin. Minsan ang mga agwat sa pagitan ng indibidwal na "bentilasyon" ng mga baga ay nagsisimula lamang sa ilang sampu-sampung segundo. Sa ilang mga kaso, ang mollusk ay nananatili sa ibabaw na ang siphon ay nakalantad. At ang aktibidad ng motor ng snail ay kapansin-pansing bumababa: mas kaunti itong gumagapang at gumagapang nang mas mabagal kaysa karaniwan. Ang ganitong mga sintomas ay sinusunod, halimbawa, kapag ang mga surfactant (detergents) ay nakapasok sa tubig.
Hindi nakakapinsala para sa isang aquarist na pana-panahong masusing tingnan kung ano ang nangyayari sa aktibidad ng paghinga at motor ng kanyang mga ampullaries? Kung, pagkatapos baguhin ang tubig sa aquarium, ang aktibidad ng paghinga ay biglang tumaas nang husto, kung gayon may dahilan upang maalarma at sukatin ang nilalaman sa tubig. ammonia at nitrite . Ang mga sangkap na ito ay maaari ring maging sanhi ng pagtaas ng aktibidad sa paghinga. O baka naaalala mo na hinugasan mo ang grotto ng sabon, at pagkatapos ay hindi mo ito banlawan nang lubusan sa ilalim ng malakas na daloy ng tubig?
Sa patuloy na pagkakalantad sa nakakalason, ang metabolismo ng snail ay nagsisimulang bumagal. Siya ay gumagapang nang napakaliit o napakabagal, ang kanyang katawan ay halos ganap na nauurong sa shell at hindi niya pinalalabas ang kanyang mga baga nang maraming oras - ang mga naturang obserbasyon ay dapat magdulot ng espesyal na pag-aalala para sa aquarist. Sa karamihan malubhang kaso nakahiga ang mga snail sa ilalim o lumalangoy malapit sa ibabaw na nakasara ang shell. Para sa mas mahusay na paghihiwalay mula sa mga nakakalason na epekto ng panlabas na kapaligiran, ang snail ay maaaring mag-secrete ng isang patas na dami ng uhog, na insulates ang agwat sa pagitan ng shell at ang talukap ng mata. Kapag namatay ang kabibe, bahagyang bumukas ang takip at nahuhulog ang katawan ng kabibe. Ito ay nakaliligaw para sa mga bagitong aquarist. Iniisip nila na ang mga kuhol ay buhay. Sa katunayan, mas malamang na ang isang snail na may mahigpit na saradong shell ay nabubuhay pa kaysa sa isa na may napakakaunting bukas.

Kung pinapakain mo ang mga isda na may lumulutang na pagkain, kung gayon ang mga snails, kung, siyempre, maganda ang pakiramdam nila, nais na makilahok sa pangkalahatang kapistahan. Kinokolekta nila ang mga lumulutang na pagkain gamit ang mga funnel na ipinapakita sa itaas. Ngunit kung ang ampularia ay matigas ang ulo na tumaas sa ibabaw at bumubuo ng mga funnel, kahit na walang pagpapakain, dapat itong alertuhan ka. Bilang isang patakaran, ito ay nagpapahiwatig na ang nilalaman ng mga dissolved organic na sangkap sa tubig ay masyadong mataas, na snails sense sa pamamagitan ng amoy at panlasa (ang kaukulang receptors ay matatagpuan sa antennae at labial tentacles). Ang amoy ng amoy ng pagkain, ang posisyon na imposibleng ma-localize (ang amoy ay nasa lahat ng dako), ang ampullaria ay tama na naniniwala na sila ay nakakalat sa ibabaw ng tubig at gumagapang upang gumawa ng mga funnel upang makolekta ang mga ito.
Dapat mong bigyang pansin ang tampok na ito ng pag-uugali ng snail kapag sinusuri ang tubig mula sa mga balon ng bansa. Ang isang mataas na organic na nilalaman sa mga ito ay hindi karaniwan. Sa sandaling nasa ganoong tubig, ang mga snail ay nagtitipon malapit sa ibabaw at tiklop ang kanilang mga binti sa isang funnel. Kaagad na malinaw na ang nasubok na tubig ay hindi masyadong maganda. Sa isang aquarium, sa tulong ng reaksyong ito sa pag-uugali, ang mga snail ay kumukuha ng bacterial film at mga labi ng pagkain mula sa ibabaw ng tubig. Ito ay isang napaka-kapaki-pakinabang na aktibidad. Ngunit tanungin ang iyong sarili, bakit ang pelikulang ito ay nagpapatuloy sa muling paglitaw? Baka masyado ka na pakainin ang isda , o hindi sapat pagsasala na may aeration?

Pinag-usapan ko ang tungkol sa dalawang reaksyon sa pag-uugali ng ampullaria na nagpapahintulot sa amin na gumawa ng ilang mga konklusyon tungkol sa kalidad ng tubig. Ngunit hindi ito biotesting bilang tulad. Ang biotest ay isang paunang binalak na eksperimento na isinagawa alinsunod sa mga regulasyong binuo para sa isang ibinigay na paraan ng biotesting, na nagbibigay-daan sa isa na makakuha ng maaasahang mga resulta sa istatistika. Ang pamamaraang ito ay tatalakayin sa ibang pagkakataon. Ngunit binanggit ko ang mga reaksyong ito sa pag-uugali para sa isang dahilan. Sa mga praktikal na termino, sila mismo ay lubos na nagbibigay-kaalaman. Bilang karagdagan, ang mga snail ay madalas na nagpapakita ng mga ito, at habang ang biotest ay umuusad, ito ay kapaki-pakinabang para sa eksperimento na maunawaan kung ano ang nangyayari.
At sa dulo ng materyal na ito, manatili tayo sa isa pang tampok ng ampoule. Tulad ng sinabi ko na, ang mga batang kuhol ay mabilis na bumuo ng kanilang mga shell. Ang prosesong ito ay naaabala ng malakas na nakakalason na epekto ng tubig. Tingnan natin ang larawan sa pinakasimula ng artikulo. Ang shell ng mahinang snail na ito ay pinutol ng isang malalim na longitudinal slit. Ito ay lubhang katangiang kaguluhan pagbuo ng shell. Kung ang iyong mga snails ay may parehong bagay, alamin na ang pamumuhay sa iyong aquarium ay napaka, napakahirap. Negatibong epekto ang kapaligiran sa katawan ay tulad na hindi na ito mabayaran ng mga proteksiyon na reaksyon ng katawan at humahantong sa mga morphological disorder. Salamat sa mataas na pagtutol nito, nabubuhay ang ampularia, ngunit hindi ito madali para dito. Sa mga aquarium kung saan nakatira ang mga snail na may ganitong mga shell, madalas na sinusunod ang "hindi makatwirang" pagkamatay ng isda. Bilang karagdagan, ang mga isda ay madalas na nagkakasakit.

Kung pinapabuti mo ang mga kondisyon ng pamumuhay sa aquarium sa isang napapanahong paraan (kapag ang longitudinal gap ay hindi masyadong malaki): huwag gumamit ng mga gamot na naglalaman ng tanso at formaldehyde para sa anumang kadahilanan, o kahit na walang dahilan, magtatag ng biofiltration at baguhin ang tubig nang mas madalas , pagkatapos ay matagumpay na naibalik ng ampularia ang integridad ng shell. Ngunit ang peklat ay mananatili magpakailanman bilang alaala ng minsang mahirap na mga panahong naranasan.

Maaari kang magbasa nang higit pa tungkol sa partikular na pamamaraan ng biotesting sa artikulo Biotesting sa bahay, part II (biotest method).

Vladimir Kovalev

Na-update noong 04/11/2017

Ang teksto ng trabaho ay nai-post nang walang mga imahe at mga formula.
Buong bersyon available ang trabaho sa tab na "Mga Work File" sa format na PDF

"Pinatutunayan ko na ang lahat ng ipinanganak mula sa lupa ay nabubuhay mula sa kahalumigmigan ng lupa,

at sa anong estado ang kahalumigmigan na ito, sa ganoon

Ang halaman ay nasa mabuting kalagayan din"

Hippocrates

Pagpapanatili

Ang mga salitang ito, na sinalita ni Hippocrates noong sinaunang panahon, ay hindi nawala ang kanilang kaugnayan ngayon. Ngayong mga araw na ito, napagtanto ng lipunan ang panganib ng nakakalason na polusyon sa ibabaw ng tubig at dumating sa pangangailangan na magpakilala ng ganap na bagong mga pamamaraan ng pagsubaybay. di-tradisyonal na mga diskarte, sa partikular na biological testing. Biotesting - pag-aaral ng epekto iba't ibang sangkap sa mga buhay na organismo. Ang malawakang pagpapakilala ng mga pamamaraan ng biotesting sa pagsasanay ng pagtatasa ng kalidad ng tubig ay isang kagyat na pangangailangan sa panahon, dahil kahit na ang pinakamodernong analytical chemistry ay hindi magbibigay ng kumpletong impormasyon tungkol sa toxicity ng kapaligiran. Bukod dito, ang pagsusuri umiiral na mga pamamaraan Ang pagtatasa ng kalidad ng natural na tubig ay nagpakita na ang biotesting ay ang pinakatumpak, pinakamabilis at pinakamurang paraan upang maprotektahan ang natural na tubig.

Sa aming pagsasaliksik, gamit ang pamamaraang ito, napagpasyahan naming alamin kung ano ang kondisyon ng tubig sa aming lungsod, kung saan namin iniinom at kung saan namin dinidiligan ang mga halaman na ginagamit namin para sa pagkain.

Hypothesis: Gamit ang mga pamamaraan ng biotesting, maaari mong masuri ang antas ng kontaminasyon

natural na tubig

Layunin ng pag-aaral: antas ng polusyon ng natural na tubig sa Pyatigorsk.

Paksa ng pag-aaral: taunang halaman ng pamilyang Graminea: oats, barley, trigo, taunang halaman ng pamilyang Brassicaceae - watercress at labanos.

Ang layunin ng gawaing ito - upang masuri ang polusyon ng natural na tubig sa Pyatigorsk gamit ang mga seedlings ng iba't ibang mga indicator na halaman.

Mga gawain:

pag-aralan ang mga teoretikal na diskarte sa pag-aaral ng paksang ito;

master biotesting techniques;

itatag ang pana-panahong dinamika ng toxicity ng natural na tubig sa Pyatigorsk;

matukoy ang pag-asa ng pagbuo ng mga halaman sa pagsubok sa toxicity ng natural na tubig.

1. Pagsusuri sa panitikan.

1. Mga pamamaraan ng biotesting.

Isa sa mga pangunahing dahilan negatibong kahihinatnan anthropogenic na polusyon mga likas na kapaligiran ay ang toxicity ng mga pollutants sa biota. Ito ay ang pagkakaroon ng mga nakakalason sa kapaligiran na humahantong sa pagkamatay ng lahat ng nabubuhay na bagay, ang pagkawala ng mga naninirahan sa malinis na mga zone mula sa komunidad ng mga organismo at ang kanilang pagpapalit ng mga eurybiont species. Mayroong iba't ibang mga pisikal at kemikal na pamamaraan para sa pagtukoy ng toxicity ng kapaligiran, ngunit kamakailan ang mga biological na pamamaraan ay malawakang ginagamit upang masuri ang kalagayan ng mga buhay na organismo (Appendix 1).

Pagkatapos ng lahat, kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa polusyon ng tubig, lupa, at atmospera, tungkol sa kanilang toxicity, ang ibig nating sabihin ay kung gaano sila kanais-nais para sa mga nabubuhay na organismo na naninirahan sa kanila at para sa kalusugan ng tao. Ang ibig sabihin ng biotest ay pagsubok sa ilalim ng mahigpit na tinukoy na mga kondisyon ang epekto ng isang substance o complex ng mga substance sa mga organismo sa tubig sa pamamagitan ng pagtatala ng mga pagbabago sa isa o ibang biological indicator ng pinag-aralan na bagay kumpara sa kontrol. Ang mga organismong pinag-aaralan ay tinatawag na mga bagay sa pagsubok, at ang eksperimento ay tinatawag na biotesting (Lysenko, 1996). Ang mura at unibersal na pamamaraan na ito ay malawakang ginagamit sa buong mundo sa mga nakaraang taon upang masuri ang kalidad ng mga bagay sa kapaligiran. Sa Russia, mula noong 1996, isang eksperimento ang inilunsad upang ipakilala ang mga pamamaraan ng biotesting ng wastewater na itinatapon sa mga natural na reservoir at ibinibigay sa mga pasilidad ng biological treatment. Ang mga bioassay ay maaaring magbigay ng data sa toxicity ng isang partikular na sample na kontaminado ng mga kemikal na anthropogenic o natural na pinagmulan. Ang pamamaraang ito ay nagpapahintulot sa amin na magbigay ng isang makatotohanang pagtatasa ng toxicity ng mga katangian ng anumang kapaligiran dahil sa pagkakaroon ng isang kumplikadong mga pollutant at ang kanilang mga metabolite. Ang mga buhay na organismo ay palaging tumutugon sa iba't ibang antas sa mga pagbabago sa kapaligiran, ngunit sa ilang mga kaso ay hindi ito matukoy ng mga pisikal o kemikal na pamamaraan, dahil ang mga kakayahan sa paglutas ng mga instrumento o pagsusuri ng kemikal ay limitado. Ang mga sensitibong tagapagpahiwatig na organismo ay tumutugon hindi lamang sa maliliit na dosis ng mga salik sa kapaligiran, ngunit nagbibigay din ng sapat na tugon sa impluwensya ng isang kumplikadong mga kadahilanan (Gruzdeva, 2002). .

Binibigyang-daan tayo ng biotesting na matukoy ang mga lugar at pinagmumulan ng polusyon. Ang mga bakterya, algae, mas matataas na halaman, linta, daphnia, mollusk, isda at iba pang mga organismo ay ginagamit bilang mga bagay sa pagsubok. Upang madagdagan ang pagpapaubaya sa polusyon, ang mga organismo ay nakaayos sa sumusunod na hilera: mushroom, lichens, conifers, mala-damo na halaman, nangungulag na halaman. Ang bawat isa sa kanila ay may mga pakinabang, ngunit walang unibersal, pinaka-sensitibo sa lahat ng mga sangkap. Upang matiyak ang pagkakaroon ng isang nakakalason na ahente ng hindi kilalang komposisyon ng kemikal sa natural na tubig, kinakailangan na gumamit ng isang hanay ng mga pagsubok na bagay na kumakatawan iba't ibang grupo mga organismo. Kapag pumipili ng mga organismo ng pagsubok, ang mga ito ay batay sa toxicity ng species ng mga posibleng pollutant, ang mga katangian ng reservoir at ang mga kinakailangan ng mga mamimili ng tubig. Para sa mga pansubok na organismo, maaaring ilaan ang mga pribadong integral na function ng pagsubok. Ang mga integral na parameter ay nagpapakilala sa estado ng system sa pinaka-pangkalahatang paraan. Para sa mga organismo, ang mga integral na katangian ay kinabibilangan ng mga katangian ng kaligtasan, paglaki, at pagkamayabong. Halimbawa, ang mga parameter ng physiological, biochemical at histological ay maaaring pribado para sa isang organismo.

1. Biotesting ng natural na tubig.

Ang biotesting ng natural na tubig ay malawakang ginagamit sa pananaliksik gumagana mula noong unang bahagi ng 80s (Appendix 2). Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng isang makabuluhang pagtaas sa antas ng polusyon ng mga katawan ng tubig at ang pag-asa ng mga espesyalista na ang biotesting ay maaaring hindi bababa sa bahagyang palitan ang kemikal na pagsusuri ng tubig, dahil ang tungkol sa 55 km 3 ng wastewater ay itinatapon sa mga katawan ng tubig taun-taon, kung saan 20 km 3 ay polluted. (Stepanovskikh, 2001). Mga 10% lamang ng mga tubig na nangangailangan ng paggamot ay dinadalisay sa karaniwang kalidad (Yablokov, 2005).

Noong 1991 ipinakilala ang biotesting bilang kinakailangang elemento kontrol sa kalidad ng mga tubig sa ibabaw, na ibinibigay ng "Mga Panuntunan para sa Proteksyon ng mga Tubig sa Ibabaw" (1991). Ang mga tagapagpahiwatig ng biotesting ng mga likas na tubig ay kasama sa listahan ng mga tagapagpahiwatig para sa pagtukoy ng mga zone ng emerhensiya sa kapaligiran at mga zone ng kalamidad sa kapaligiran (Tumanov, Postnov, 1983). Ang mga pamamaraan ng biotesting ay kumakatawan sa isang katangian ng antas ng epekto sa aquatic biocenoses. Kaya, A.M. Grodzinsky D.M. Inilarawan ni Grodzinsky (1973) ang isang serye ng mga biological assay para sa pagsubok sa toxicity ng natural na tubig. Ayon sa tinatanggap na kahulugan, ang water biotesting ay isang pagtatasa ng kalidad ng tubig batay sa mga tugon ng mga organismo na mga bagay na pansubok. Ang seed germination test ay ginagamit upang matukoy ang mga epekto ng iba't ibang physiologically active substances. Ang mga buto ng mga halamang pang-agrikultura ay ginagamit bilang mga tagapagpahiwatig ng toxicity. Sa mga pananim na agrikultural, ang pinakasensitibo ay lettuce, alfalfa, cereal, at cruciferous crops, habang ang mga insensitive species ay kinabibilangan ng mais, ubas, Rosaceae, at plantain (Ramad, 1981). Ang mga pamamaraan ng biotesting ay dapat matugunan ang mga sumusunod na kinakailangan: kamag-anak na bilis ng pagpapatupad, pagkuha ng sapat na tumpak at maaaring kopyahin na mga resulta, pagkakaroon ng mga bagay na angkop para sa indikasyon sa malalaking dami. Sa kasalukuyan, ang mga pamamaraan ng biotesting ay kilala, na naglalayong matukoy ang toxicity ng aquatic na kapaligiran dahil sa pagkakaroon ng ilang mga grupo ng mga kemikal na compound, sa partikular na mga organophosphorus compound. Ang enzymatic na paraan ng V.I. ay pinaka nasubok sa natural na tubig. Kozlovskaya.

1. Mga kalamangan ng mga pamamaraan ng biotesting.

Ang pangunahing bentahe ng biotesting ay ang pagiging simple at accessibility ng mga pamamaraan para sa pagpapatupad nito, ang mataas na sensitivity ng mga organismo ng pagsubok sa pinakamababang konsentrasyon nakakalason ahente, bilis, hindi na kailangan para sa mga mamahaling reagents at kagamitan. Ayon sa isang bilang ng mga may-akda, wala sa mga indibidwal na organismo ang maaaring magsilbi bilang isang unibersal na bagay sa pagsubok para sa mga sangkap ng iba't ibang mga kemikal na kalikasan, samakatuwid, upang matiyak ang pagtuklas ng isang nakakalason na ahente sa kapaligiran, isang hanay ng mga biotest ay dapat gamitin (Braginsky et; al. 1979;

Ang mga pamamaraan ng biotesting ay nagpapakita ng toxicity, na isang mahalagang tagapagpahiwatig ng polusyon sa kapaligiran. Tulad ng lahat ng integral indicator, mayroon silang disbentaha na hindi nila inilalantad ang mga indibidwal na pollutant na nasa sample. Maraming mga gawa sa biotesting ng aquatic environment ang nai-publish, ngunit ang mga ito ay ginawa pangunahin para sa layunin ng pagtatasa ng toxicity ng mga bagong synthesize na kemikal, mga gamot na binili sa pamamagitan ng pag-import, gayundin sa pagbuo ng mga regulasyon para sa mga kemikal na compound. Mayroong mas kaunting mga publikasyon sa biotesting ng wastewater at mas kaunti pa sa biotesting ng natural na tubig (Nikanorov, Khoruzhaya, 2001).

Ang mga pamamaraan ng bioindication na nagpapahintulot sa isa na pag-aralan ang impluwensya ng mga technogenic pollutant sa mga organismo ng halaman at hayop at walang buhay na kalikasan ay ang pinaka-naa-access. Ang bioindication ay batay sa malapit na kaugnayan ng mga buhay na organismo sa mga kondisyon sa kapaligiran kung saan sila nakatira. Ang mga pagbabago sa mga kundisyong ito, halimbawa, isang pagtaas sa kaasinan o pH ng tubig, ay maaaring humantong sa pagkawala ng ilang mga species ng mga organismo na pinaka-sensitibo sa mga tagapagpahiwatig na ito at ang paglitaw ng iba kung saan ang gayong kapaligiran ay magiging pinakamainam.

Mayroong iba't ibang mga biological indicator. Ang pagkakaroon ng ilang mga pollutant ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng panlabas na mga palatandaan halaman at hayop. Salamat sa "memorya" ng mga organismong ito, posibleng malaman ang tungkol sa papel ng mga salik na iyon na hindi na aktibo sa kasalukuyan. Halimbawa, ang hitsura ng mga itim na spot sa mga dahon ng linden ay nagpapahiwatig na panahon ng taglamig Ang mga wiper ay labis na masigasig tungkol sa pagwiwisik ng asin sa niyebe upang mapabilis ang pagkatunaw nito; Batay sa lapad ng mga singsing ng paglaki ng mga puno ng pino sa paligid ng isang planta ng kemikal, matutukoy ng isa kung saang taon ang halaman ay labis na nagdumi sa kapaligiran. Sa mga taon ng matinding polusyon sa atmospera, nabubuo ang mga manipis na singsing. Ang taas ng ilang halaman ay maaaring gamitin upang hatulan ang konsentrasyon ng mga asin sa tubig. Halimbawa, ang isang tambo ay maaaring umabot sa taas na 4 m, ngunit kung ang nilalaman ng asin sa tubig ay mataas, ang halaman na ito ay hindi lalago ng higit sa 0.5 m Ang ilang mga lumot at lichen ay mga tagapagpahiwatig ng polusyon sa hangin. Halimbawa, kapag sinusuri ang mga lichen sa Sweden, ang hitsura ng radioactive dust mula sa Chernobyl nuclear power plant ay itinatag. Mayroong mga espesyal na kagamitan sa pamumuhay - mga bryometer - maliliit na kahon na may ilang mga uri ng mosses, na ginagamit upang matukoy ang rehimen ng usok ng kapaligiran.

Praktikal na bahagi.

Isinagawa ang pananaliksik sa paraan, iminungkahi ni A.I. Fedorova at A.N. Nikolskaya sa "Workshop on Ecology and Environmental Protection", 2003, pati na rin sa aklat-aralin para sa mga unibersidad na "Pagsubaybay sa kapaligiran" na na-edit ni T.Ya. Ashikhmina, 2005.

Ang gawain sa pag-aaral ng paraan ng biotesting ng toxicity ng natural na tubig gamit ang indicator na mga punla ng halaman ay isinagawa noong 2015.

Ang lahat ng pananaliksik sa paksa ay isinagawa sa laboratoryo ng mga silid-aralan ng kimika at biology ng MBOU Secondary School No. 5 sa Pyatigorsk sa araw, na may kumbinasyon ng artipisyal at natural na pag-iilaw sa pamantayan, pinakamainam na mga kondisyon para sa mga pansubok na halaman. Ang antas ng polusyon sa mga anyong tubig ay maaaring masuri gamit ang isang seed germination test. Ang nasabing pagsusuri ay isinasagawa bilang isang paunang pagsusuri upang matukoy ang partikular na maruming mga anyong tubig para sa layunin ng kasunod na pagsusuri ng kemikal. Ang mga punla ng matataas na halaman ay ginamit bilang mga halamang pansubok: trigo, barley, oats, watercress, at labanos. Ang iminungkahing pamamaraan para sa biological na pagtatasa ng toxicity ng natural na tubig gamit ang indicator na mga seedlings ng halaman ay isinagawa sa dalawang bersyon:

1. Diligan ang mga punla ng pansubok na halaman ng pansubok na tubig.

2. Pag-drop ng test solution sa pagitan ng mga cotyledon ng dicotyledonous na halaman.

Sa unang variant, ang mga buto ng trigo, oats, at barley ay ginamit bilang mga halaman sa pagsubok. Sa pangalawang opsyon, ang mga punla lamang ng mga dicotyledonous na halaman ang ginamit: watercress at labanos.

Sa lahat ng halamang ginamit sa pananaliksik, mayroon ang watercress hypersensitivity sa polusyon sa tubig na may mabibigat na metal. Ang bioindicator na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mabilis na pagtubo ng binhi at halos 100% na rate ng pagtubo, na kapansin-pansing bumababa sa pagkakaroon ng mga pollutant. Bilang karagdagan, ang mga shoots at mga ugat ng watercress sa ilalim ng impluwensya ng mga pollutant ay sumasailalim sa mga kapansin-pansing pagbabago sa morphological (pag-retard ng paglago at kurbada ng mga shoots, pagbawas sa haba at bigat ng mga ugat) (Golubkina, 2008). . Para sa mga layuning pang-iwas, ang mga buto ay ginagamot bago ang pagtubo. Ang mga tuyong buto ay inilubog sa isang 1% na solusyon ng potassium permanganate sa loob ng 0.5 na oras, at pagkatapos ay hugasan ng distilled water, gamit ang dalawang layer ng gauze, at pinatuyo sa filter na papel sa hangin.

(1 pagpipilian).

2-3 araw bago ang mga eksperimento (ang tiyempo ng pagtubo ng buto ay natukoy nang maaga), ang mga buto ng mga bagay sa pagsubok, trigo, oats, barley, ay ibinabad sa isang araw sa tubig. Pagkatapos ay inilagay sila gamit ang mga sipit, na ang embryo ay nakaharap (sa isang direksyon), sa isang cuvette, sa ilalim kung saan inilagay ang isang layer ng sumisipsip na cotton wool, at sa itaas - dalawang layer ng filter na papel. Ang sistema ay pinalamig ng tubig mula sa gripo sa buong kapasidad ng kahalumigmigan. Upang gawin ito, ang tubig ay ibinuhos sa ilalim ng cotton wool, at pagkatapos na ito ay hinihigop, ang labis ay inalis. Ang cuvette ay natatakpan ng pelikula, ang mga gilid ng pelikula ay nakatiklop sa ilalim ng cuvette. Ang pagtubo ay isinasagawa sa temperatura na +25 0 C - +26 0 C hanggang sa ang laki ng bulk ng mga seedlings ay 10-15 mm at ang hitsura ng mga ugat, pagkatapos kung saan ang mga sprouts ay nahahati sa mga fraction ayon sa haba.

Ang isang pantay na halaga ng hugasan at calcined na buhangin ay inilalagay sa mga tasa; Ang buhangin ay dinidiligan sa itaas na may parehong dami ng pansubok na tubig mula sa iba't ibang mga reservoir. Pag-uulit - tatlong beses. Control - pagdidilig gamit ang ayos at purified tap water. Matapos maabot ng mga sprouts ang taas na 8-10 cm, hinukay sila, pinatuyo ng filter na papel, nahahati sa mga bahagi (stem, mga ugat) na may labaha, sinusukat at tinimbang. Ang data ay pinoproseso ayon sa istatistika at ipinahayag bilang isang porsyento ng kontrol.

1. Paraan ng pagdidilig ng mga punla ng mga halamang pansubok na may tubig na pansubok

(Pagpipilian 2).

Ang tubig na kinuha mula sa iba't ibang mga mapagkukunan ay puro sa pamamagitan ng pagsingaw ng 10 beses at nakaimbak sa refrigerator. Ang mga baso ay puno ng parehong dami ng hugasan at calcined na buhangin, isang glass tube ay ipinasok sa ilalim, kung saan ang pagtutubig ay isinasagawa gamit ang naayos na tubig na gripo. 18-20 piraso ng mabubuhay na buto (cress, labanos) ay itinatanim sa mababaw na lalim. Matapos sumibol ang mga sprout at bumukas ang mga cotyledon, 10 magkaparehong halaman ang naiwan sa mga tasa, ang natitira ay bunutin gamit ang mga sipit. Ang pagtutubig ng lumalagong substrate ay ginagawa sa parehong dami ng tubig sa pamamagitan ng isang tubo gamit ang isang foil funnel. Pagkatapos ng 2-3 linggo, maingat na hukayin ang mga punla, hugasan, patuyuin ng filter na papel, sukatin at timbangin nang hiwalay ang mga bahagi ng hangin at mga ugat. Ang data ay pinoproseso ayon sa istatistika at ipinahayag bilang isang porsyento ng kontrol.

1. Pag-unlad ng mga punla ng mga halaman sa pagsubok kapag dinidiligan sila ng tubig na pansubok (tagsibol).

Halimbawang numero, sample na lokasyon	Pagsubok sa halaman	Bahagi ng lupa, %
1. Ilog Podkumok
2. Novopyatigorsk Lake
4. Kontrol - tubig sa gripo

Ang nakakalason na epekto ng isang sample ay itinuturing na napatunayan kung ang eksperimento ay nagtala ng nakakalason na epekto ng pagpigil sa paglaki ng mga punla, lalo na ang kanilang mga ugat ng 50% (Gruzdeva, 2002).

Mula sa data sa Talahanayan 1 makikita na ang pinaka-kanais-nais para sa paglago at pag-unlad ng mga seedlings ng pagsubok ng halaman ay sample No. 2 - Novopyatigorsk Lake. Orlovka. Batay sa antas ng paglago at vegetative power ng mga punla, maaari nating tapusin na sa sample No. 1 (Podkumok River) mayroong pagsugpo sa paglaki ng mga ugat ng punla ng higit sa 50% kumpara sa kontrol, samakatuwid, ang toxicity ng sample Mataas ang No. Sa sample No. 3 (Yutsa River), ang pag-iwas sa paglago ng parehong aerial na bahagi at mga ugat ng mga seedlings ay mas naobserbahan kaysa sa sample No. 1, samakatuwid ang toxicity ng sample No. 3 ay napakataas.

2.4. Pagbuo ng mga punla ng pansubok na halaman kapag dinidiligan ng tubig na pansubok

(panahon ng taglagas).

Halimbawang numero, sample na lokasyon	Pagsubok sa halaman	Bahagi ng lupa, %
1. Ilog Podkumok
2. Novopyatigorsk Lake
3. Ilog Yutsa
4. Kontrol - tubig sa gripo

Mula sa data na ipinakita sa Talahanayan 2, malinaw na sa panahon ng taglagas ay may mas malaking pagsugpo sa pag-unlad ng mga punla sa sample No. 3 - ang Yutsa River, pagsugpo sa paglago ng mga ugat ng punla sa sample na ito ng higit sa 60 % kumpara sa kontrol. Sa mga sample No. 1 - Podkumok River at No. 2 - Novopyatigorsk Lake, ang pagbaba sa pag-unlad ng mga vegetative organ ng mga seedlings ay nabanggit din.

Sa kasunod na pagproseso ng mga materyales, batay sa mga resulta na nakuha sa unang bersyon ng pananaliksik, ang mga diagram ng mga pagsubok sa biotest ay itinayo.

kanin. 1 Ang ratio ng haba ng mga punla ng mga halaman sa pagsubok kapag dinidiligan sila ng tubig na pansubok (tagsibol, taglagas 2015)

kanin. 2 Ang ratio ng masa ng mga punla ng mga halaman sa pagsubok kapag dinidiligan sila ng tubig na pansubok (tagsibol, taglagas 2015)

Kaya, mula sa mga resulta na nakuha sa opsyon 1, maaari nating iguhit ang mga sumusunod na konklusyon:

ang toxicity ng natural na tubig sa tagsibol ay pinakamataas sa Podkumok at Yutsa ilog;

Ang mga seedling ng oat ay ang pinaka-sensitibo sa toxicity ng tubig.

2.5. Pag-unlad ng pagsubok na mga punla ng halaman (tagsibol).

Halimbawang numero, sample na lokasyon	Pagsubok sa halaman	Bahagi ng lupa, %
1. Ilog Podkumok	Watercress
2. Novopyatigorsk Lake	Watercress
3. Ilog Yutsa	Watercress
4. Kontrol - tubig sa gripo	Watercress

Sa pamamagitan ng pagbabago sa mass sa itaas ng lupa sa mga eksperimentong sample kumpara sa kontrol, maaaring hatulan ng isa ang toxicity ng isang naibigay na sample ng tubig. Ang malakas na pagsugpo sa mga aerial na bahagi ng mga halaman ng pagsubok, higit sa 20% kumpara sa kontrol, ay nagpapakita ng mataas na antas ng toxicity ng sample ng tubig (Golubkina, 2008). Ang mataas na toxicity ay sinusunod sa sample No. 3 - Yutsa River. Sa mga seedlings, ang pagsugpo sa pag-unlad ng aerial na bahagi ay sinusunod ng 53-55% higit pa kaysa sa control sample. Ang mga Sample No. 1 - Podkumok River at No. 2 - Lake Novopyatigorsk ay nakakalason din, ngunit sa mas mababang lawak.

2.6 Pagbuo ng mga punla ng mga halaman sa pagsubok (panahon ng taglagas).

Halimbawang numero, sample na lokasyon	Pagsubok sa halaman	Bahagi ng lupa, %
1. Ilog Podkumok	Watercress
2. Novopyatigorsk Lake	Watercress
3. Ilog Yutsa	Watercress
4. Kontrol - tubig sa gripo	Watercress

Mula sa datos sa Talahanayan 4 makikita na ang sample No. 3 ang pinakanakalalason - ang Yutsa River. Ang sample ng tubig No. 1 ay nakakalason - ang Podkumok River. Sample No. 2 - Novopyatigorsk Lake ay may napakababang toxicity.

Batay sa mga resulta na nakuha sa bersyon 2 ng pananaliksik, ang mga diagram ng mga biotest test ay ginawa.

kanin. 3 Ratio ng haba ng pagsubok na mga punla (tagsibol, taglagas 2015)

Fig.4 Ang ratio ng masa ng mga seedlings na may nasubok na tubig (tagsibol, taglagas 2015)

Batay sa mga resulta ng pananaliksik, ang mga sumusunod na konklusyon ay maaaring makuha:

ang ratio ng haba at bigat ng test plant sprouts ay depende sa toxicity ng natural na tubig;

Ang planta ng watercress ay nagpapakita ng pinakamalaking sensitivity sa mga lason.

mas mataas ang toxicity ng natural na tubig sa tagsibol sa mga sample ng tubig na kinuha mula sa mga ilog ng Podkumok at Yutsa;

Ang isang sample ng tubig mula sa Lake Novopyatigorsk ay hindi gaanong nakakalason.

Bilang resulta ng pananaliksik, ang isang pamamaraan para sa biotesting ng toxicity ng natural na tubig ay pinagkadalubhasaan, isang pagsusuri ng mga teoretikal na diskarte sa pag-aaral ng paksang ito ay isinagawa, at ang mga sumusunod ay ginawa: konklusyon:

Napag-alaman na ang toxicity ng natural na tubig sa mga reservoir sa Pyatigorsk ay nag-iiba ayon sa panahon: sa tagsibol ito ay mas malaki, sa taglagas ang toxicity ay bumababa;

Napag-alaman na ang pag-unlad at paglaki ng mga seedlings ng mga halaman sa pagsubok ay direktang nakasalalay sa antas ng toxicity ng mga natural na tubig na nagpapakita ng pinakamalaking sensitivity sa mga toxin;

Natukoy na kapag ang pagtutubig ng mga punla ng pagsubok ng halaman na may tubig na pagsubok, ang pag-unlad ng sistema ng ugat ay inhibited sa isang mas malaking lawak;

Ito ay eksperimento na itinatag na ang mga sample ng tubig mula sa mga ilog ng Yutsa at Podkumok ay nailalarawan sa pamamagitan ng pinakamalaking toxicity ng tubig mula sa Lake Novopyatigorsk ay hindi gaanong nakakalason.

Kaya, ang hypothesis tungkol sa posibilidad ng pagtatasa ng antas ng polusyon ng natural na tubig gamit ang mga pamamaraan ng biotesting ay nakumpirma. Sa yugtong ito ng trabaho, bilang isang resulta ng isang eksperimento na walang espesyal na mamahaling kagamitan, instrumento at reagents, ang mga antas ng polusyon sa tubig sa Pyatigorsk ay itinatag.

Maaaring magpatuloy ang ating gawain sa susunod na taon ng pag-aaral. Upang maalis ang mga pagkakamali sa mga resulta, ang isang pagsusuri ng kemikal ng tubig ay maaaring isagawa sa laboratoryo at ang sitwasyon ay maaaring masuri muli.

Ang pamamaraang ito ng pag-aaral ng natural na tubig ay maaaring irekomenda sa mga amateur gardener at lahat ng residente ng ating lungsod na interesado sa problemang ito.

Bibliograpiya.

Vishnyakova V.F. Ekolohiya ng Teritoryo ng Stavropol. - Stavropol, 2000.

Golubkina N.A. Laboratory workshop sa ekolohiya.-M., 2008.

Grodzinsky A.M., Grodzinsky D.M. Isang maikling gabay sa pisyolohiya ng halaman. - Kyiv; Naukova Duma, 1973.

Gruzdeva L.P. bioindication ng natural na kalidad ng tubig. // Biology sa paaralan. 2002, No. 6 p. 10

Denisova S.I. Field practice sa ekolohiya. - Minsk, 1999.

Kulesh V.F., V.V. Mavrischev Workshop sa ekolohiya. Minsk, 2007.

Lysenko N.L. Bioindication at biotesting ng aquatic ecosystem.// Biology sa paaralan. 1996, No. 5 p.12

Nikanorov A.M. Khoruzhaya T.A. Ekolohiya. - M., Bago, 2001.

Ramad F. Mga Batayan ng inilapat na ekolohiya. - L.: Gidrometeoizdat, 1981.

Trifonova T.A., Selivanova N.V., Mishchenko N.V. Inilapat na ekolohiya. M., Akademikong proyekto., 2007.

Savelyeva V.V. Heograpiya ng Teritoryo ng Stavropol. - Stavropol, 2003.

Stepanovskikh A.S. Pangangalaga sa kapaligiran - M.: UNITY-DANA, 2001.

Mga isyung teoretikal biotesting. - Volgograd, 1983.

Fedorova A.I., Nikolskaya A.N. Workshop sa ekolohiya at pangangalaga sa kapaligiran. - M., Vlados, 2001.

Filenko O.F. Mga pamamaraan ng biotesting ng kalidad ng kapaligiran ng tubig. - M.: MSU, 1989

Yablokov A.V. Ekolohiya ng Russia: estado ng pananaw. 2005.

Annex 1

Talahanayan 1

Mga pangunahing katangian ng mga pamamaraan para sa pagtatasa ng toxicity ng tubig

	Mga pamamaraan ng kemikal	Mga pamamaraang biyolohikal
		Bioindication	Biotesting
Uri ng indikasyon	Indikasyon ng epekto	Indikasyon ng tugon	Indikasyon ng epekto
Layunin ng pagsusuri		Mga komunidad sa tubig
Layunin ng pagsusuri	Pagsukat ng mga konsentrasyon ng kemikal	Pagtatasa ng kalagayan ng mga natural na pamayanan	Integral na pagtatasa ng toxicity sa mga pagsubok na organismo
Mga tagapagpahiwatig ng toxicity	Lumalampas sa itinatag na mga regulasyon	Mga negatibong pagbabago sa mga komunidad	Pag-unlad ng mga pagbabago sa pathological (kahit kamatayan) sa mga organismo ng pagsubok
Mga regulasyon	Pinakamataas na pinahihintulutang konsentrasyon	Hindi naka-install	Kakulangan ng talamak at talamak na nakakalason na epekto
Mga katangian ng metrolohikal	Katumpakan, convergence, reproducibility	Hindi naka-install	Convergence, reproducibility

talahanayan 2

Saklaw ng aplikasyon ng mga pamamaraan para sa biotesting ang toxicity ng aquatic na kapaligiran

Biotesting object		Layunin ng biotesting	Subukan ang organismo
Mga kemikal na sangkap		Pangingisda rasyon; kontrol ng toxicity sa internasyonal na kalakalan	Ang mga hydrobionts ay mga kinatawan ng pangunahing trophic na antas ng aquatic ecosystem. Standard set pagsubok - mga organismo
Pang-industriya, proseso at basurang tubig (puntong mga pinagmumulan ng polusyon)		Pagtatasa ng kahusayan sa paggamot, pagkilala sa mga mapanganib na sangkap, regulasyon sa paglabas, sertipikasyon sa kapaligiran ng mga negosyo	Mga biotest kit
Likas na tubig (non-point source pollution)		Sinusuri ang kalidad ng tubig para sa pagsunod sa mga itinatag na regulasyon. Pagtatasa ng toxicological na estado ng mga anyong tubig. Pagkilala sa mga environmental disaster zone at mga sitwasyong pang-emergency	Mga biotest kit

Appendix 2

Larawan No. 1. Watercress sprouts Larawan No. 2. Sibol ng watercress

(kontrol) (karanasan)

Para sa isang makabuluhang oras, ang kontrol sa polusyon sa kapaligiran ay isinasagawa lamang sa pamamagitan ng pisikal at kemikal na mga pamamaraan, sa pamamagitan ng pagtukoy ng mga konsentrasyon ng mga pollutant at pagtiyak na ang mga halaga ng mga sinusukat na konsentrasyon ay tumutugma sa mga pamantayang tagapagpahiwatig na may pinakamataas na pinapayagang mga konsentrasyon (MAC). Sa pag-unlad ng industriya ng kemikal, ang synthesis ng mga bagong compound at ang kanilang paggamit sa produksyon, ang listahan ng mga kinokontrol na pollutant sa wastewater ay tumataas araw-araw. Ngayon ay maraming polusyon iba't ibang dahilan ay hindi kontrolado: para sa ilan, ang mga MPC ay hindi pa binuo, para sa iba ay walang mga naaprubahang paraan ng pagpapasiya, at ang epekto nito ay nararanasan ng kapaligiran. Bilang isang resulta, ito ay natutunan na malawak na saklaw hindi kinokontrol ang mga compound, nakakalason na sangkap sa tubig, hangin at lupa. Ngunit kahit na sa kaso ng pagsubaybay sa buong spectrum ng mga compound sa kapaligiran sa antas ng MPC, hindi maaaring sabihin na walang nakakapinsalang epekto sa kapaligiran. Dahil ang impormasyon ng mga tagapagpahiwatig ng pisikal at kemikal ay hindi nagpapahintulot, sa prinsipyo, upang makagawa ng isang konklusyon tungkol sa pinagsama-samang epekto ng mga pollutant ng iba't ibang kalikasan sa mga buhay na organismo at ang antas ng kanilang panganib.

Ang mga pamamaraan ng biotesting ay kinikilala upang punan ang vacuum ng analytical na impormasyon tungkol sa mga kumbinasyon na epekto ng mga pollutant. Ang kakaibang impormasyon na nakuha gamit ang mga pamamaraan ng biotesting ay ang mahalagang katangian ng pagmuni-muni ng buong hanay ng mga katangian ng kapaligiran ng pagsubok mula sa posisyon ng pang-unawa ng buhay na bagay nito. At sa kaibahan sa mga pamamaraang physicochemical, kung saan natutukoy ang kabuuang nilalaman ng isang partikular na pollutant, ang mga biotest na pamamaraan para sa pagsusuri ng kalidad ng tubig ay ginagawang posible upang makita ang mga aktibong anyo ng physiologically ng mga compound na nakakaapekto sa katawan. Halimbawa, hindi posible na bumuo ng maximum na pinahihintulutang konsentrasyon ng mga sangkap para sa iba't ibang mga halaga ng pH ng kapaligiran, ibig sabihin, ang pagbabago sa pH ng kapaligiran ay nangangailangan ng pagbuo ng iba pang mga anyo ng mga compound, na posibleng mas nakakalason. O ang nakakalason na epekto ng mga nakakalason ay pinahusay sa malambot na tubig kaysa sa matigas na tubig. At ang mga kumplikadong epekto ng mga pollutant ay ganap na hindi mahuhulaan.

Maraming mga opsyon para sa mga epekto ng mga nakakalason ay pinag-aralan at natukoy.

1. Antagonistic na epekto ng mga nakakalason - posible na ang isang kumbinasyon ng mga ions sa kumbinasyon kung saan ang nakakalason na epekto ay magiging mas mababa.

2. Additive effect - ang toxicity effect ng kabuuan ng toxicants katumbas ng kabuuan epekto ng toxicity.

3. Synergistic effect - hindi kumpletong kabuuan ng toxicity effect.

4. Epekto ng seisibilisasyon - ang kumbinasyon ng mga nakakalason ay nagpapahusay sa epekto ng toxicity.

Ngayon, ang mga pamamaraan ng biotest, bilang isang kinakailangang karagdagan sa pagsusuri ng kemikal, ay kasama sa pamantayan para sa pagsubaybay sa kalidad ng tubig para sa iba't ibang layunin.

Ang prinsipyo ng biotesting ay bumaba sa pagtatala ng mga pagbabago sa biomass, kaligtasan ng buhay, fertility, pati na rin ang physiological o biochemical na mga parameter ng test object sa kapaligiran ng pagsubok.

Sa kasalukuyan, maraming uri ng mga bagay na pansubok ang ginagamit sa mundo: mula sa unicellular algae, mosses at lichens, bacteria at protozoan microorganisms hanggang sa mas matataas na halaman, isda at mga hayop na mainit ang dugo.

Sa Russia, inirerekomenda ng state analytical control body para sa kalidad ng tubig ang daphnia test bilang pangunahing isa para sa pagsubaybay sa toxicity ng wastewater at nangangako para sa pagtatasa ng antas ng nakakalason na polusyon ng natural na tubig. Ang pagsubok ng daphnia ay ipinag-uutos kapag nagtatatag ng pinakamataas na pinahihintulutang konsentrasyon ng mga indibidwal na sangkap sa tubig ng mga reservoir ng pangisdaan.

Ang pagpili ng bagay na pansubok ay tinutukoy ng mga sumusunod: 1) ang genus ng cladocera na ito ay laganap sa mga sariwang anyong tubig at isang mahalagang mahalaga bahagi zooplankton, nagsisilbing mapagkukunan ng pagkain para sa mga batang isda; 2) madaling nilinang sa mga kondisyon ng laboratoryo - ang pagsubok ng mga pollutant ay maaaring isagawa sa buong taon; 3) ang tampok na pagtukoy ay na, sa pamamagitan ng likas na katangian ng kanilang nutrisyon, sila ay mga filter feeder at pump ng malalaking volume ng tubig, sinasala ang bakterya at microalgae bilang pagkain, samakatuwid, kung mayroong nakakalason sa tubig ng kahit na isang maliit na konsentrasyon, dahil sa dami ng na-filter na tubig, ang sensitivity ng test object ay mataas .

Ang pamamaraan ng biotesting ng daphnia ay batay sa pagtukoy ng mga pagbabago sa kaligtasan ng buhay at pagkamayabong ng daphnia kapag nalantad sa mga nakakalason na sangkap na nakapaloob sa pansubok na tubig kumpara sa kontrol.

Available ang panandaliang biotesting - hanggang 96 na oras. Binibigyang-daan kang matukoy talamak na nakakalason ang epekto ng pagsubok na tubig sa daphnia sa mga tuntunin ng kanilang kaligtasan. Ang survival rate ay ang average na bilang ng mga indibidwal na nakaligtas sa pagsubok na tubig o sa control water. tiyak na oras. Ang criterion para sa toxicity ay ang pagkamatay ng 50% o higit pa ng daphnia sa loob ng tagal ng panahon hanggang 96 na oras. sa pagsubok na tubig kumpara sa kontrol.

Ang pangmatagalang biotesting - 20 araw o higit pa - ay nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy talamak na nakakalason ang epekto ng nasubok na tubig sa daphnia upang mabawasan ang kanilang kaligtasan at pagkamayabong. Ang survival indicator ay ang average na bilang ng mga unang Daphnia na babae na nakaligtas sa panahon ng biotesting; ang fertility indicator ay ang average na bilang ng mga juvenile na na-spawned sa panahon ng biotesting, na kinakalkula sa bawat isang nakaligtas na unang babae. Ang criterion para sa toxicity ay isang makabuluhang pagkakaiba mula sa kontrol sa survival rate o fertility ng daphnia.

Nabanggit sa itaas ang tungkol sa malaking bilang ng mga bagay na pansubok na ginamit sa biotesting, at hindi ito nagkataon. Ang katotohanan ay ang iba't ibang mga organismo ay tumutugon nang iba sa mga pollutant. At ang gawain ng mga awtoridad sa kapaligiran ay tama na masuri ang sitwasyon at pumili ng isang mas sensitibong bagay sa pagsubok.

Halimbawa. Mga resulta ng bioteteering ng wastewater ng halaman,
synthesizing biologically active herbicidal compounds
maaaring magkakaiba ang mga direksyon depende sa napiling pagsubok
bagay. Maaaring ipakita ng pagsusuri sa Daphnia ang kawalan ng nakakalason
pagkakalantad, at mararamdaman ng kultura ng algae ang nakakalason.
Bakit? Ang katotohanan ay na-synthesize ang dapat na nakakalason
ang mga herbicide ay mga inhibitor ng mga proseso ng photosynthesis sa mga halaman at
damong-dagat Samakatuwid, ang daphnia ay maaaring maitala sa isang panandaliang eksperimento
walang matinding nakakalason na epekto, at algae sa kaso ng
ang mga kaguluhan sa photosynthetic chain ay mabilis na tutugon sa
polusyon.

Samakatuwid, inirerekomenda din ang algae sa sistema ng kontrol sa kalidad ng wastewater: Chlorella at Scpedesmus. Ang criterion para sa toxicity sa panahon ng biotesting gamit ang algae ay isang makabuluhang pagbaba sa bilang ng mga cell sa tubig na pansubok kumpara sa control.

Upang mabilis na makakuha ng impormasyon tungkol sa kalidad ng tubig, ginagamit ang mga paraan ng express biotesting.

Ang Biotoke device ay binuo at ginawa sa maliliit na batch sa Moscow. Ang Biotoke device ay isang portable bioluminometer,

nagbibigay-daan, gamit ang Ecolum biosensor, luminous bacteria, upang mabilis at layuning matukoy ang index ng pangkalahatang toxicity ng may tubig na mga sample, kabilang ang mga metal, mga kemikal sa bahay, atbp. Ang mga resulta ng toxicity ng sample ng tubig ay nakuha pagkatapos ng 10 minuto.

Ang Biotester device ay ginawa sa St. Petersburg. Ang mga single-celled microorganism - slipper ciliates - ay ginagamit bilang isang test object. Ang pamamaraang ito ay batay sa chemotactic na reaksyon ng mga organismo bilang tugon sa isang pollutant, i.e. paggalaw ng kultura sa isang paborableng sona. Ang reaksyon ng pagsubok na ito, chemotaxis, ay napaka-sensitibo sa mga nakakalason ng isang partikular na grupo.

Sa Russia, ang biotesting ay isinasagawa ng mga analytical laboratories ng mga awtoridad sa kapaligiran upang matukoy toxicity ng waste water(mayroon bang mga pagbabago sa pathological o pagkamatay ng mga organismo dahil sa pagkakaroon ng mga nakakalason na sangkap sa loob nito) kapag itinapon sa katawan ng tubig, tubig sa kontrol at iba pang mga lugar ng paggamit ng tubig upang ma-verify ang pagsunod sa kalidad ng tubig sa mga kinakailangan sa regulasyon:

Hindi dapat magkaroon ng talamak na nakakalason na epekto ang basurang tubig na itinatapon sa katawan ng tubig, at ang tubig sa kontrol at iba pang mga lugar ng paggamit ng tubig ay hindi dapat magkaroon ng talamak na nakakalason na epekto sa mga bagay na sinusuri.

Alinsunod sa "Methodological Guide for Biotesting of Water RD 118-02-90", ang biotesting ay isang karagdagang eksperimentong pamamaraan upang suriin ang pangangailangan na ayusin ang mga halaga ng MPC ayon sa integral indicator na "water toxicity", na nagpapahintulot sa pagkuha sa isaalang-alang ang isang bilang ng mga makabuluhang kadahilanan: ang pagkakaroon ng mga nakakalason na sangkap sa wastewater, mga bagong nabuo na compound, mga metabolite na hindi isinasaalang-alang kapag nagtatatag ng MDS, iba't ibang uri pakikipag-ugnayan ng mga kemikal. Ang pangangailangan na ayusin ang mga halaga ng MPC ay lumitaw kung, sa panahon ng biotesting ng tubig mula sa isang control site ng isang water body, ito ay itinatag na ang kalidad nito ay hindi sumusunod sa kinakailangang pamantayan: ang tubig sa control site ng isang water body ay hindi dapat magkaroon ng talamak na nakakalason na epekto sa mga bagay sa pagsubok (daphnia at ceroidaphnia).

Upang masuri ang bacterial contamination, ginagamit ang sanitary-bacteriological at hydrobiological indicator.

Ang micropopulation ng natural na tubig ay lubhang magkakaibang. Ang husay at dami ng komposisyon nito ay pangunahing tinutukoy ng komposisyon ng tubig. Ang malalim, napakalinis na artesian na tubig ay nailalarawan sa halos kumpletong kawalan ng bakterya dahil sa proteksyon ng aquifer mula sa pakikipag-ugnay sa mga pinagbabatayan na horizon.

Ang isang tampok ng komposisyon ng tubig sa mga bukas na reservoir ay ang pagbabago nito sa mga panahon ng taon: sinamahan ng mga pagbabago sa bilang at pagkakaiba-iba ng species ng micropopulation. Ang bacterial contamination ng mga pinagmumulan sa ibabaw ay pangunahin dahil sa pagpasok sa mga katawan ng tubig ng surface runoff na naglalaman ng mga organiko, mineral na sangkap at mikroorganismo na inalis mula sa catchment area, at wastewater.

Mula sa pananaw ng sanitary microbiology, tinatasa ang kalidad ng tubig
upang matukoy ang sanitary at epidemiological na panganib nito o
kaligtasan para sa kalusugan ng tao. Ang tubig ay may mahalagang papel sa paghahatid
causative agent ng maraming mga impeksiyon; pangunahing bituka. kasi sa pamamagitan ng tubig
nagiging laganap na typhoid fever, dysentery, kolera,
nakakahawang hepatitis, atbp.

Ang direktang dami ng pagpapasiya ng mga pathogen ng lahat ng mga impeksyon para sa kontrol sa kalidad ng tubig ay hindi magagawa dahil sa pagkakaiba-iba ng kanilang mga uri at ang pagiging kumplikado ng pagsusuri. Sa praktikal na sanitary microbiology, samakatuwid, gumagamit sila ng mga hindi direktang pamamaraan upang matukoy ang potensyal para sa kontaminasyon ng tubig ng mga pathogenic microorganism.

Ang sanitary at bacteriological na pagtatasa ng kalidad ng tubig ay batay sa pagpapasiya ng dalawang pangunahing tagapagpahiwatig; microbial number at bilang ng bacteria ng CoH group.

Ang unang tagapagpahiwatig ay magbibigay ng ideya ng kabuuang kontaminasyon ng tubig na may aerobic saprophytes, samakatuwid ito ay madalas na tinatawag na kabuuang bilang ng aerobic saprophytes o (maikli) ang kabuuang bilang. Ang microbial number ay tinutukoy sa pamamagitan ng paglalagay sa isang karaniwang medium - meat peptone agar (MPL).

Ang mga aerobic saprophyte ay bumubuo lamang ng bahagi ng kabuuang bilang ng mga mikrobyo sa tubig, ngunit ito ay isang mahalagang tagapagpahiwatig ng sanitary ng kalidad ng tubig, dahil mayroong direktang kaugnayan sa pagitan ng antas ng kontaminasyon sa mga organikong sangkap at ang bilang ng microbial. Bilang karagdagan, pinaniniwalaan na kung mas mataas ang bilang ng microbial, mas malaki ang posibilidad ng mga pathogenic microorganism na naroroon sa tubig. Ang microbial number ng tap water ay hindi dapat lumampas sa 100. Sa natural na tubig, ang indicator na ito ay nag-iiba sa loob ng napakalawak na limitasyon para sa iba't ibang reservoir at ayon sa mga season ng taon para sa parehong reservoir. Sa malinis na anyong tubig, ang bilang ng mga aerobic saprophyte ay maaaring nasa sampu o daan-daan, at sa maruming anyong tubig ay maaaring sampu-sampung libo at milyon.

Ang pangalawang tagapagpahiwatig, ang bilang ng mga bakterya ng pangkat ng CoH (Escherichia coli), ay ginagamit upang suriin ang posibleng pagkakaroon ng mga pathogenic microorganism sa tubig.

Ang mga bakterya ng pangkat ng CoH ay kabilang sa pamilyang Enterobacteriaceae. Ito ay mga non-spore-forming rods, facultative anaerobes na nagbuburo ng lactose at glucose sa temperatura na 37°C na may pagbuo ng acid at gas at walang aktibidad na oxidase. Ang mga ito ay permanenteng kasama sa mga bituka ng mga tao at hayop: palagi at sa loob Malaking numero inilabas sa panlabas na kapaligiran; manatiling mabubuhay sa kapaligirang ito nang mas mahaba kaysa sa mga pathogenic microorganism; mas lumalaban sa chlorine kaysa sa mga sanhi ng karamihan sa mga impeksiyon. Ito ang mga katangian ng bakterya mula sa pangkat ng CoI na ginagawang posible na gamitin ang mga ito bilang mga microorganism ng sanitary indicator. Ang pagkakaroon ng mga coliform sa tubig ay nagpapahiwatig ng kontaminasyon ng fecal nito, at ang kanilang bilang ay nagpapahintulot sa amin na hatulan ang antas ng kontaminasyong ito. Para sa quantitative determination ng coliforms, fuchsin-sulfite agar (Endo medium) ay ginagamit.

Ang pagsusuri ng gripo at purong natural na tubig ay isinasagawa pagkatapos ng paunang konsentrasyon ng tubig sa mga filter ng lamad.

Ang mga resulta ay ipinahayag bilang isang coli index - ang bilang ng mga bakterya sa 1 litro ng tubig.

Minsan ang isang muling pagkalkula ay ginagawa sa pamamagitan ng pagtukoy ng coli titer - ang pinakamaliit na dami ng tubig (sa ml) na naglalaman ng isang E. coli. Coli-titer = 1000/coli-index.

Ang coli index ng tubig mula sa gripo ay dapat na hindi hihigit sa 3. Ang pinahihintulutang coli index ng tubig mula sa mga pinagmumulan ng supply ng tubig ay depende sa nilalayong paraan ng paggamot. Kung ang water chlorination lamang ang binalak, kung gayon ang coli-index ng tubig sa pinagmulan ay hindi dapat lumampas sa 1000, na may kumpletong paglilinis ng tubig - 10,000.

SA mga espesyal na kondisyon ayon sa sanitary at epidemiological indicator, ginagamit nila ang pagtukoy ng enterococci at salmonella enterovirus sa tubig at nagsasagawa ng mga pagsusuri sa tubig para sa pathogenic microflora.

Bilang karagdagan sa mga pagsusuri sa sanitary at bacteriological, ang mga pinagmumulan ng suplay ng tubig sa ibabaw ay nailalarawan din ng data ng pagmamasid sa hydrobiological. Sa pamamagitan ng microscopying ng sample ng tubig, natutukoy ang bilang ng mga phyto- at zooplankton cells. Ang mga tagapagpahiwatig na ito ay makabuluhang nag-iiba ayon sa panahon - kapwa sa bilang ng mga organismo at sa kanilang pagkakaiba-iba ng species.

Sa panahon ng tagsibol-tag-init ng masinsinang pag-unlad ng algae (namumulaklak ng isang reservoir), ang nilalaman ng phytoplankton sa ibabaw ng tubig ay maaaring umabot sa 50 libong mga cell bawat 1 ml. Sa tag-araw, ang zooplankton ay lubos na magkakaibang at kinakatawan ng mas mababang crustacean, rotifers, at mollusk larvae. Ang mga benthic na organismo ay maaari ding nasa tubig: mga uod, larvae ng insekto. Sa taglamig, higit sa lahat ang mas mababang crustacean ay matatagpuan sa tubig. Ang bilang ng mga organismong zooplankton ay karaniwang ipinapahayag bilang bilang ng mga specimen bawat 1 m3 ng tubig. Sa tubig ng mga bukal ay mayroon ding mga organismo na nakikita ng mata. Ang kanilang bilang ay tinatantya ng bilang ng mga specimen bawat 1 m3. Para sa mga ilog ng central zone ng European na bahagi ng ating bansa, ang konsentrasyon ng zooplankton ay 100-10,000 specimens. sa 1 m ng tubig. Kadalasan mayroong ilang beses na mas kaunti sa kanila kaysa sa mga organismo ng zooplankton.

SA Inuming Tubig Ang mga planktonic na organismo, pati na rin ang mga organismo na nakikita ng mata, ay dapat na wala.