ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ Текст научной статьи по специальности «Математика»

УДК 502.3, 504.05, 57.042

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ

Р. С. Шахов Научный руководитель - Л. А. Герасимова

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газеты «Красноярский рабочий», 31

E-mail: lyu-gerasimova@yandex.ru

Биотестирование является методом интегральной оценки окружающей среды. В этой статье приведен обзор некоторых методов биотестирования, рассмотрены их преимущества и недостатки, а также на какой тип загрязненности эти методы ориентированы. Приведен анализ методов с целью дальнейшей оптимизации их применения в тех или иных сферах.

Ключевые слова: методы биотестирования, загрязнение среды.

APPLICATION OF BIOTESTIG METHODS TO ASSESS THE QUALITY

OF THE ENVIRONMENT

R. S. Shakhov Scientific supervisor - L. G. Gerasimova

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: lyu-gerasimova@yandex.ru

The biotesting is a method of integral evaluation of the environment. This article provides an overview of some methods of biotesting, their advantages and disadvantages, and the type of contamination these methods are focused on. The analysis of methods is given for the purpose of further optimization of their application in various spheres.

Keywords: methods of bioassay, environmental pollution.

Введение. Проблема загрязнения окружающей среды - одна из главных угроз, каждая страна страдает от этой проблемы в большей или меньшей степени. Поэтому определять, насколько загрязнена среда непосредственно вокруг вас важно и нужно. Особенно важно определение степени агрессивности среды для крупных промышленных центров, ориентированных, в том числе, на высокотехнологичные и наукоемкие производства, такие как аэрокосмическое и оборонное.

На данный момент существуют различные методы контроля загрязнения природной среды. Одним из перспективных методов экологических исследований является биотестирование, которое позволяет установить факт токсичности среды, т.е. изучает реакцию живых организмов на загрязняющие вещества. Биологическое тестирование - один из методов биологического контроля. Его цель - дать сигнал о потенциальной опасности, которая возникает в связи с воздействием опасных компонентов на окружающую среду. Биотестирование подразумевает использование тест-организмов. Выбранный тест-организм должен оперативно и адекватно реагировать на загрязняющие вещества, при этом меняются количественные характеристики самого объекта.

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2020. Том 2

Международным фондом «БИОТЕСТ» принята методология, ориентированная на оценку состояния биологического «здоровья» некоторых видов растений и мелких животных, постоянно проживающих на исследуемой местности. В используемом морфогенетическом подходе оценивается стабильность развития (гомеостаз). Снижение его эффективности приводит к появлению отклонений от нормального строения различных морфологических признаков, обусловленных нарушениями развития. [1-3]

Ткани листьев древесных растений, поврежденные в результате антропогенного загрязнения воздушной среды, выбывают из процесса фотосинтеза и перестают выполнять свои основные функции: синтеза органических веществ, выделения кислорода и фитонцидов. Ослаблена и их пылезадерживающая роль, т. к. основная масса пыли оседает на слегка влажной поверхности живого листа.

Особенно сильно страдают от повреждения хвойные леса. В окрестностях города Красноярска находится множество объектов различного назначения и соответственно с различным уровнем антропогенного загрязнения. На сегодняшний день масштабы повреждения лесных насаждений выбросами промышленных предприятий свидетельствуют о том, что загрязнение становится все возрастающим, лимитирующим, а в отдельных случаях и летальным фактором окружающей среды для жизнедеятельности растительных организмов.

Почва имеет свойство накапливать вредные вещества, в связи с этим ее можно назвать индикатором загрязнения окружающей среды. Кроме того, почва является связующим звеном между биотическим и абиотическим компонентами биосферы, и загрязнения, в ней накопленные, могут передаваться по пищевой цепи. Поэтому мониторинг и анализ состояния почвенного покрова - это одна из главных задач экологических исследований. Санитарное состояние почвы - это совокупность физико-химических, биологических свойств почвы, определяющих качество и степень ее безопасности. Соотношение количества колоний бактерий на различных средах свидетельствует о нарушении естественного гомеостаза почв в образцах. Например, рост микроскопических грибов, включая плесень, купируется на большинстве участков с наличием нефтяной микроплёнки. Интенсивное развитие гетеротрофных микроорганизмов характеризует наличие естественной биоремидиации почв.

Широко распространен метод оценки загрязнения почв и водных сред по прорастаемости семян кресс-салата. Его семена отличаются высокой всхожестью, малыми размерами и высокой чувствительностью к загрязнениям. [4] Это однолетнее овощное растение, обладает повышенной чувствительностью к загрязнению почвы тяжелыми металлами, а также к загрязнению воздуха газообразными выбросами автотранспорта. Этот биоиндикатор отличается быстрым прорастанием семян и почти стопроцентной всхожестью, которая заметно уменьшается в присутствии загрязнителей. Кроме того, побеги и корни этого растения под действием загрязнителей подвергаются заметным морфологическим изменениям (задержка роста и искривление побегов, уменьшение длины и массы корней, а также числа и массы семян). Реакция развития корневой системы этого тест-объекта позволяет использовать такие показатели роста, как митотический индекс в качестве дополнительного показателя действия среды, в том числе, на клеточном и на хромосомном уровне. В исследованиях проводится подсчет числа хромосом на временных препаратах из зародышевых корешков и определение митотического индекса. [5, 6]

Все показатели, полученные методами биотестирования характеризуют совокупную агрессивность среды, без учета концентраций различных, присутствующих в ней компонентов и безусловно должны дополняться физико-химическими методами анализа для разработки более полного и комплексного подхода к решению проблемы загрязнения.

Среди особых преимуществ биологических методов следует отметить то, что они позволяют фиксировать негативные изменения в природной среде при низких концентрациях загрязняющих веществ. Использование биоиндикаторов позволяет:

• обнаруживать места скоплений в экологических системах различного рода загрязнений;

• проследить динамику изменений в окружающей среде;

• определить степень вредности тех или иных веществ для живой природы, в частности для человека

• составить прогноз дальнейшего развития экосистемы.

• определить, насколько вредны промышленные предприятий для крупных городов.

Биотестирование является дополнительным экспериментальным приемом для проверки

необходимости корректировки величин ПДС по интегральному показателю «токсичность воды», который позволяет учесть ряд существенных факторов.

Библиографические ссылки

1. Мелехова, О.П. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование / О.П. Мелехова, Е.И. Сарапульцева. - М.: Академия, 2010. - 288 с.

2. Кириенко H.H., Черепанова A.C., Использование методов биотестирования при анализе загрязненности снегового покрова г. Красноярска // Вестник КрасГАУ. - 2012. - С. 244-247

3. Демиденко Г.А., Напесочный Н.С., Оценка загрязнения снежного покрова в городе Красноярске // Вестник ОмГАУ. - 2016. - С. 115-120

4. Игнатенко, A.B. Пробоподготовка и биотестирование токсичности иловых осадков сточных вод // Химическая безопасность. - 2018, Том 2, № 2. - С. 251-271.

5. Герасимова Л. А., Баранов М. Е. Исследование снега на общую химическую токсичность методом биотестирования. // Решетневские чтения. 2018 - с. 36 - 37.

6. Герасимова Л.А., Герасимова В.Е., Истошина O.A., Природные водоисточники г. Красноярска. Решетневские чтения: материалы XXIII Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева (11-15 нояб. 2019, г. Красноярск): в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова. -СибГУ им. М. Ф. Решетнева. - Красноярск, 2019. - Ч. 2. - с.42-43.

© Шахов Р. С., 2020