CC BY
134
ЕКОЛОГ1Я, Г1Г1еНА ТВАРИН ECOLOGY, HYGIENE OF ANIMAL
УДК 556:543.3
Багдай Т. В., асистент, Панас Н. G., к. б. н., доцент
Льегеський национальный аграрный утеерситет, м. Дубляни, Украта
Антоняк Г. Л., д. б. н., професор, Бубис О. G., асистент (tvd6778@gmail.com)©
Льегеський нацюнальний утеерситет iмет 1еана Франка, м. Лье1е, Украта
Б1ОМОН1ТОРИНГ ЕКОЛОГ1ЧНОГО СТАНУ ПРИРОДНИХ ВОДОЙМ
В оглядоеш статтi проаналiзоеано значення монторингу еодних об'eктiе з метою розробки еiдпоеiдних заходiе щодо його полтшення ¡хнього екологiчноï стану. Показано, що застосуеання самих лише хiмiчних пiдходiе для еизначення якостi еоди як середоеища життя еодяних органiзмiе недостатне для екологiчноï оцтки компонентiе гiдросфери з огляду на труднощi еияелення есiеï рiзноманiтностi наяених у еодному середоеищi антропогенних полютантiе, оцтки ¡хньог езаемодИ, мiграцiï й трансформацп у еодi та органiзмi мешканще еодойм. Натомють бiологiчнi методи аналiзу бтьшою мiрою еiддзеркалюють зе 'язок мiж бюдоступтстю ксенобютиюе та тших забруднюеачiе, ïхнiм емiстом у клтинах еодяних органiзмiе i токсичним еплиеом на гiдробiонтiе. Це зумоелюе перееаги еикористання методiе бюмотторингу, таких як бiоiндикацiя i бютестуеання, над хiмiчними методами аналiзу еодойм i еодототе. Застосуеання цих методiе сприятиме ефектиеному еияеленню екологiчного ризику, еибору перспектиених заходiе для устшного менеджменту еодних об 'ектiе.
Ключое1 слова: еодн екосистеми, екологiчна оцтка, бiологiчнi методи аналiзу, гiдробiонти, полютанти, екологiчна оцтка, бюмотторинг, бШндикащя, бютестуеання.
УДК 556:543.3
Багдай Т. В., асистент, Панас Н. G., к. б. н., доцент
Льеоеский национальный аграрный униеерситет, г. Дубляны, Украина Антоняк Г. Л., д. б. н., професор, Бубис О. G., асистент
Льеоеский национальный униеерситет имени Иеана Франко, г. Льеое, Украина
БИОМОНИТОРИНГ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНЫХ
ВОДОЕМОВ
В обзорной статье проанализироеано значение мониторинга еодных объектое с целью разработки соотеетстеующих мероприятий по улучшению их экологической состояния. Показано, что применение одних химических подходое для определения качестеа еоды как среды обитания еодных организмое недостаточно для экологической оценки компонентое гидросферы, учитыеая трудности еыяеления есего разнообразия имеющихся е еодной среде антропогенных загрязнителей, оценки их езаимодейстеия, миграции и трансформации е еоде и е организме жителей еодоемое. Зато биологические методы анализа е большей степени отражают сеязь между биодоступностью ксенобиотикое и других загрязнителей, их содержанием е клетках еодных организмое и токсическим еоздейстеием на гидробионтое. Это сеидетельстеует на преимущестеа использоеания методое биомониторинга, таких как биоиндикация и биотестироеание, над химическими методами анализа еодоемое и
© Багдай Т. В., Панас Н. е., Антоняк Г. Л., Бубис О. е., 2016
190
водотоков. Применение этих методов будет способствовать эффективному выявлению экологического риска, выбора перспективных мероприятий для успешного менеджмента водных объектов.
Ключевые слова: водные экосистемы, экологическая оценка, биологические методы анализа, гидробионты, поллютанты, экологическая оценка, биомониторинг, биоиндикация, биотестирование.
UDC 556:543.3
Bahday T. V., assistant, Panas N. E., docent
Lviv National Agrarian University, Dublyany, Ukraine Antonyak H. L., professor, Bubys O. E., assistant
Lviv National Ivan Franko University, Lviv, Ukraine
BIOMONITORING ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF NATURAL
RESERVOIRS
The review article analyzes an importance of water bodies monitoring to develop the appropriate measures for improving their environmental condition. It is shown that the use of chemical approaches alone to determine the quality of water as a living environment for aquatic organisms is insufficient for environmental assessment of the components of hydrosphere. It is due to the difficulties of identifying all the diversity of available anthropogenic pollutants of water environment, of assessing their interaction, migration and transformation in water and water body inhabitants. However, biological analysis methods more reflect the relationship between bioavailability of xenobiotics and other contaminants, their content in the cells of aquatic organisms and toxic effect on hydrobionts. These reasons provide the advantages of biomonitoring methods such as bioindication and biological testing, over the methods of chemical analysis of water bodies and watercourses. Application of these methods will greatly help to identify environmental risks, selecting the most promising measures for the successful implementation of water bodies management.
Key words: aquatic ecosystems, environmental condition, biological analysis methods, aquatic organisms, pollutants, environmental assessment, biomonitoring, bioindication, biological testing.
Вступ. Аналiз еколопчного стану водних об'екпв, розташованих на TeprnopiHx pi3Horo piBHH антропогенного навантаження, е необхвдною умовою еколопчно! ощнки якост води та сангтарно-гшешчного стану природних гiдробiогеоценозiв. З метою ощнки стану водойм i водотошв застосовують еколопчний мониторинг вод, який е системою спостережень, збирання, опрацювання, збереження та аналiзу шформацл про стан водних об'екпв. Екологiчний мошторинг водних об'екпв мае важливе значення для прогнозування можливих змiн якост водного середовища та розробки науково обгрунтованих рекомендацiй для прийняття вiдповiдних рiшень щодо покращання стану цих об'екпв та !хнього подальшого використання.
Матерiали i методи. За умов сьогодення воднi екосистеми зазнають постойного впливу чужорiдних речовин, як е продуктами виробничо! дiяльностi людини [Brack et al., 2009]. Антропогенн полютанти потрапляють у природш водойми та водотоки з промисловими спчним водами, iз забруднених полiв та атмосферного повiтря. Цi речовини значною мiрою впливають на яшсть водного середовища, створюючи реальну небезпеку як для органiзмiв-гiдробiонтiв, так i для концевого споживача - людини. Розповсюдженими забруднювачами водойм на територп Украши е сполуки важких металiв, таких як Cu, Zn, Mn, Pb, Cr, Cd [Линник, 2007]. Крiм того, у природних водах мютяться сполуки Нiтрогену (нттрати, нгтрити та iн.), широкий спектр вуглеводшв та 1хшх похщних (полiциклiчнi ароматичн вуглеводш, феноли, хлорвмiснi сполуки, пестициди, нафтопродукти, синтетичнi поверхнево активн речовини тощо), а також радюнуклвди [Моисеенко, 2009].
191
Характерною особливютю сучасного тдходу до ощнки якост поверхневих вод е екосистемний тдхвд, який розглядае водний об'ект як складну екосистему, що характеризуеться багатьма бютичними та абiотичними параметрами ^оу et а1., 2011]. На сьогодш вiдомо, що бiологiчна доступшсть i ступiнь впливу важких металiв на водн органiзми iстотною мiрою залежить вiд хiмiчноl форми металiв у вод^ причому найдоступшшою для пдробюнпв е iонна форма [Грубiнко, 2011]. Проте хiмiчний склад природних водойм неоднорiдний, а специфiчнiсть геохiмiчних процеив зумовлюе рiзноманiття спiвiснуючих форм важких металiв i певнi закономiрностi 1хньо1 мирацц у водному середовищi. Значна частина (70-97%) юшв важких металiв зв'язана з неоргашчними та оргашчними лiгандами, внаслiдок чого вмiст «вшьних юшв» у поверхневих водах складае лише калька вiдсоткiв вiд загального вмiсту розчинених форм [Линник, 2007].
Акумулящя iонiв металiв в органiзмi гiдробiонтiв значно залежить вiд наявност iнших iонiв, що пояснюеться конкуренщею iонiв за дiлянки 1хнього зв'язування в клiтинах i в процесах мембранного транспорту [Грубiнко, 2011].
За сучасних умов до важливих забруднювачiв водного середовища належать пестициди, штенсивнють використання яких iз кожним роком тдвищуеться. Надходження цих полютантiв у компоненты пдросфери зумовлюеться стiйкiстю окремих груп пестицидiв до абiотичного та бютичного розкладання або неповним руйнуванням у грунт!, внаслiдок чого щ речовини потрапляють iз грунтовими водами у водойми та водотоки [Katagi, 2004]. Пестициди можуть потрапляти в оргашзм гiдробiонтiв, зокрема, прiсноводних риб, яких використовують у харчуванш людини. Багато з цих сполук е генотоксичними i канцерогенними, можуть спричиняти неврологiчнi ушкодження, порушення функщй iмунноl системи, розлади внутрiшньоутробного розвитку та iншi шкiдливi ефекти [Hayat et а1., 2011].
Результати дослiджень. Враховуючи розповсюдження металiв та органiчних ксенобютишв у компонентах гiдросфери екологiчна ощнка стану водного середовища мае дуже важливе значения. Однак широке рiзноманiття спiвiснуючих форм полютанпв та специфiчнiсть внутрiшнiх процесiв у природних водоймах зумовлюють певнi закономiрностi мираци i трансформаци речовин, якi складно враховувати тд час ощнки стану водного середовища та його токсичности для мешканщв гiдросфери. Тому використання, головним чином, хiмiчних пiдходiв для визначення якост води не зовсiм виправдане з огляду на неможливiсть виявлення всього набору елементiв, наявних у водному розчиш, ощнки 1хньо1 взаемоди й подальшо! трансформаци в середовищi та органiзмi гiдробiонтiв [Корпакова и др., 2008]. Внаслвдок дисперси полютанпв водним потоком 1х вмiст при аналггичних вимiрах у середовшцi може знаходитись в межах норми, тодi як у гiдробiонтiв проявляються ознаки ураження. Це ускладнюе передбачення ступеня акумуляцп забруднювачiв в органiзмi на основi визначення хiмiчного складу абютичних зразшв. До того ж, оргашзми, якi населяють водойми i водотоки, значно вiдрiзняються мiж собою за ступенем чутливосп до ксенобiотикiв та iншшх забруднювачiв. Серед них е види з низькою чутливютю до ди антропогенних забруднювальних чиннишв, iншi групи водних органiзмiв чутливi або вкрай чутлшвi до токсичних речовин.
Упродовж останшх десятшрiч велико! актуальностi набуло застосування бiологiчншх методiв мониторингу та ощнки стану пдроекосистем Цi методи базуються на використанн бiологiчншх об'екпв i на ощнщ реакци органiзмiв або клгтин на вплив рiзноманiтншх чинниив середовища. До основних напрямiв бюлопчного монiторшнгу належать бiоiндикацiя (спосiб штегрально! ощнки якостi середовища за реакщею на нього живих органiзмiв-бiоiндшкаторiв або 1хшх спiльнот) та бiотестувания -використання у контрольованих умовах бюлопчних об'екпв (тест-об'екпв) для виявлення та ощнки ди чиннишв навколишнього середовища (у тому числi, й токсичних) на оргашзм, його окрему функщю або систему органiзмiв [Ольхович, Муыенко, 2005].
192
Бюшдикащя дае змогу ощнювати: 1) комплексний, iнтегральний вплив забруднювальних речовин на видовий склад i кшьшсть гiдробiонтiв, характеризуючи яшсть вод, як середовище 1'хнього iснування; 2) змiни якост води впродовж короткого часового перiоду; 3) якють води з точки зору ïï придатностi для господарсько1' дiяльностi та потреб людини. Застосовуючи метод бюшдикацн можна виявити раннш стутнь трансформацiï хiмiчного складу водного середовища, оскшьки змiна видового складу ввдбуваеться навiть у разi слабкого забруднення водойм, яке неможливо виявити за допомогою хiмiчних методiв [Zhou et al., 2008].
Бютестування як метод ощнки стану водного середовища використовують: 1) пiд час визначення фгтотоксичносп води; 2) для встановлення ефекпв пiслядiï ксенобiотикiв у водному середовищц 3) пiд час проведення токсикологiчноï оцiнки спчних вод (промислових, побутових, сiльськогосподарських, дренажних), забруднених природних вод з метою виявлення потенщйних джерел забруднення; 4) пiд час проведення еколопчно1' експертизи нових матерiалiв та речовин. Упродовж останшх десятирiч бютестування у багатьох крашах стало загальновизнаним i обов'язковим елементом системи контролю забруднення водного середовища токсичними речовинами [Zhou et al., 2008].
Висновки. Води екосистеми зазнають постiйного впливу антропогенних полютантiв, якi потрапляють у природш водойми з промисловими спчним водами, iз забруднених грунтiв та атмосферного повгтря. На сьогоднi розповсюдженими забруднювачами водойм i водотоков е сполуки важких металiв (Cu, Zn, Mn, Pb, Cr, Cd та in), нiтрати, нiтрити, полiциклiчнi ароматичн вуглеводш, феноли, пестициди, нафтопродукти, синтетичн поверхнево активш речовини та iн. Тому необхвдний аналiз екологiчного стану водних об'екпв для розробки вiдповiдних заходiв щодо його полiпшення. Застосування методiв бiологiчного мошторингу буде в значнш мiрi сприяти виявленню екологiчного ризику та вибору найбiльш перспективних заходiв для успiшного менеджменту водних об'екпв.
Перспективи подальших дослiджень. Значнi перспективи у застосуванн мають бiологiчнi методи мошторингу компонентов гiдросфери, як грунтуються на використанн бiологiчних об'екпв i на ощнщ реакци живих органiзмiв або клiтин на вплив забруднювальних чиннишв водного середовища. Застосування методiв бiомонiторингу (бiоiндикацiя, бiотестування) сприятиме ефективному виявленню екологiчного ризику та вибору найбшьш перспективних заходiв для устшно1' реалiзацiï стратегiй менеджменту водних об'екпв.
Л1тература
1. Грубiнко В. В. Роль металiв в адаптацiï пдробюнлв: еволюцiйно-екологiчнi аспекти // Наук. зап. Терноп. нац. пед. ун-ту. Сер. бюл. - 2011. - № 2 (47). - С. 237-262.
2. Корпакова И. Г., Афанасьева Д. Ф., Цыбульский А. Ю., Виноградов А. Ю., Сазыкина М. А., Чередников С. Ю. О проблеме оценки токсичности компонентов водной среды методами биологического тестирования // Вопросы рыболовства. - 2008. - Т. 9, № 4 (36). - С. 839-846.
3. Линник П. Н., Васильчук Т. А., Линник Р. П., Игнатенко И. И. Сосуществующие формы тяжелых металлов в поверхностных водах Украины и роль органических веществ в их миграции // Методы и объекты химического анализа. - 2007. - Т. 2, № 2. - С. 130-145.
4. Моисеенко Т. И. Водная экотоксикология: теоретические и прикладные аспекты. М., 2009. - 400 с.
5. Ольхович О. П., Муаенко М. М. Фишндикащя та фгтомошторинг. - Кшв: Фгтосоцюцентр, 2005. - 64 с.
6. Brack W., Apitz S. E., Borchardt D., Brils J., Cardoso A. C. et al. Toward a holistic and risk-based management of European river basins // Integr. Environ. Assess. Manag. - 2009. -Vol. 5, N 1. - P. 5-10.
7. Hayat K., Ashfaq M., Ashfaq U., Saleem M. A. Determination of pesticide residues in blood samples of villagers involved in pesticide application at district Vehari, Pakistan // Afr. J. Environ. Sci. Technol. - 2011. - Vol. 4. - P. 666-684.
8. Katagi T. Photodegradation of pesticides on plant and soil surfaces // Rev. Environ. Contam. Toxicol. - 2004. - Vol. 182. - P. 1-189.
193
9. Roy D., Barr J., Venema H. D. Ecosystem approaches in integrated water resources management. - UNEP, IISD, 2011. - 86 p.
10. Zhou Q., Zhang J., Fu J., Shi J., Jiang G. Biomonitoring: an appealing tool for assessment of metal pollution in the aquatic ecosystem // Anal. Chim. Acta. - 2008. - Vol. 606. -P. 135-150.
References
Grubinko, V. V. (2011). RoF metaliv v adaptaciyi gidrobiontiv: evolyucijno-ekologichni aspekty'
// Nauk. zap. Ternop. nacz. ped. un-tu. Ser. biol. 2 (47), 237-262. (in Ukrainian). Korpakova, I. G., Afanaseva, D. F., Tsyibulskiy, A. Yu., Vinogradov, A. Yu., Sazyikina, M. A., Cherednikov, S. Yu. (2008). O probleme otsenki toksichnosti komponentov vodnoy sredyi metodami biologicheskogo testirovaniya // Voprosyi ryibolovstva. - T. 9, 4 (36), 839-846. (in Russian).
Linnik, P. N., Vasilchuk, T. A., Linnik, R. P., Ignatenko, I. I. (2007). Sosuschestvuyuschie formyi tyazhelyih metallov v poverhnostnyih vodah Ukrainyi i rol organicheskih veschestv v ih migratsii // Metodyi i ob'ektyi himicheskogo analiza. 2, 130-145. (in Russian). Moiseenko, T. I. (2009). Vodnaya ekotoksikologiya: teoreticheskie i prikladnyie aspektyi. M., 400. (in Russian).
Olxovych, O. P., Musiyenko, M. M. (2005). Fitoindy'kaciya ta fitomonitoryng. - Ky'yiv:
Fitosociocentr, 64. (in Ukrainian). Brack, W., Apitz, S. E., Borchardt, D., Brils, J., Cardoso, A. C. et al. (2009). Toward a holistic and risk-based management of European river basins // Integr. Environ. Assess. Manag. - Vol. 5, N 1. - P. 5-10.
Hayat, K., Ashfaq, M., Ashfaq, U., Saleem, M. A. (2011). Determination of pesticide residues in blood samples of villagers involved in pesticide application at district Vehari, Pakistan // Afr. J. Environ. Sci. Technol. 4, 666-684. Katagi, T. (2004). Photodegradation of pesticides on plant and soil surfaces // Rev. Environ.
Contam. Toxicol. 182, 1-189. Roy, D., Barr, J., Venema, H. D. (2011). Ecosystem approaches in integrated water resources
management. - UNEP, IISD, 86. Zhou Q., Zhang J., Fu, J., Shi, J., Jiang, G. (2008). Biomonitoring: an appealing tool for assessment of metal pollution in the aquatic ecosystem // Anal. Chim. Acta. 606, 135-150.
Стаття надшшла доредакцп 7.04.2016
УДК 639.371.5; 507:504.4.054
Градович Н. I., астрант (ninagrado3@gmail.com) ©
Льегеський национальный утверситет ветеринарног медицины та бютехнологш iмет С. З. Гжицького, м. Льв1в, Украгна
ВПЛИВ АКТИВНО! РЕАКЦП ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА НА АКУМУЛЯЦ1Ю ОКРЕМИХ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В У М'ЯЗОВШ ТКАНИН1 Б1ЛОГО
ТОВСТОЛОБА
У дант статтi до^джено вплив активног реакцИ водного середовища на особливостi накопичення свинцю та кадмЮ у м'язовт тканин однорiчок бтого товстолоба (Hypophthalmichthys molitrix). Вивчено вплив показника pH у лабораторних умовах при дИ граничних та кратних гм концентрацш iонiв цих металiв. Встановлено, що у кислому середовищi бтьш ттенсивно накопичуеться свинець, а у лужному -кадмш. До^дження були проведен на базi Львiвськог до^дног станцИ 1нституту рибного господарства НААН (смт Великий Любть, Городоцького р-ну, Львiвськог обл.). Загалом можна вiдмiтити, що кадмш накопичуеться у м 'язах товстолоба дещо бтьш ттенсивно при тдвищених значеннях водневого показника та i3 незначним вiдхиленням результатiв дослiдiв. Помтно значимi вiрогiдностi у вмiстi свинцю у залежностi вiд групи, а у тдкисленому середовищi процес проникнення свинцю у оргатзм риб дещо гальмуеться. Загалом, мiграцiя свинцю у оргатзм товстолоба бтьше залежить вiд рН, проте виявлено значну дисперст результатiв вмюту свинцю порiвняно iз кадмiем.
© Градович Н. I., 2016
194
