Учебный центр «Крисмас+»

ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ Г. КАЗАНИ

Авторы: Бикмуллин Артур, 7 кл., Серазеева Диана, 9 кл.

ФГБОУ ВПО «КГЭУ» Школьный научный кружок «Защитник природы»

Руководитель: Бариева Э.Р.

В последние годы особое внимание уделяется методам биологи-ческого мониторинга, которые основаны на использовании живых организмов, особенно чувствительных к конкретным химическим веществам. Использование методов биомониторинга не требует больших экономических затрат (дорогостоящей аппаратуры, больших лабораторий и т.д.), а также позволяет оценить качество среды в слу-чаях, когда количественное содержание загрязнителя может быть оп-ределено каким-либо методом, но отсутствуют сведения о биологиче-ской активности загрязнителя.

Цель работы: сделать анализ качества воды в природных водо-емах с помощью биотестирования, отражающего реальную картину токсического загрязнения водных объектов.

Задачи:

1. Провести кратковременное биотестирование водных источни-ков.

2. Определить летальную кратность разбавления и безвредную кратность разбавления исследуемой оды.

3. Обработать полученные результаты.

4. Сравнить полученные результаты и сделать выводы.

Методы исследования – токсикологические. Исследования ка-чества воды проводились по следующим показателям: pH, выживае-мость, окраска тела.

Место исследования. Пробы воды для исследования отбирались в 3 точках: 1 точка - озеро вокруг Зилантового Свято-Успенского мона-стыря, 1 точка - озеро Харовое на ул. Вахитова, 1 точка – в черте го-рода заболоченный водоем у рынка на ул. Адоратского.

Озеро вокруг Зилантового Свято-Успенского монастыря пред-ставляют собой неглубокий лиман шириной более километра с пре-имущественно стоячей водой окруженный камышами. Излучина служит естественной дреной для понижения уровня грунтовых вод прилегающих территорий и регулирующим бассейном для приема ливневых и талых вод с водосборных площадей.

В районе озера Харовое зона пяти этажной жилой застройки, по берегам озера много растительности. Озеро имеет мощную подпитку грунтовыми и родниковыми сульфатными водами. Именно благодаря этому здесь – природная среда обитания занесенных в Красную книгу Республики Татарстан водорослей хары обыкновенной, уникального вида лягушек - краснобрюхих жерлянок.

В геолого-морфологическом отношении заболоченный водоем у рынка на ул. Адоратского представляет собой округло-вытянутую котловину площадью около 30 м2. Края котловины в различной сте-пени, заросшие камышом. В прибрежной зоне наблюдаются много-численные разрозненные потеки дождевых осадков. Вода является грязной с пятнами нефтепродуктов, с разнообразным плавающим му-сором.

Для выполнения исследования в качестве тест-объектов были ис-пользованы мотыли (личинки комаров рода Chironomus). Мотыль — под таким названием известны среди аквариумистов и рыболовов ли-чинки комаров рода Chironomus. Хотя во всем мире насчитывается около сотни представителей этого рода, для содержания и разведения в искусственных условиях используется чаще всего вид Chironomus plumosus L. Это не случайно, поскольку именно распространенный в России Chironomus plumosus L. (мотыль) отличается завидной устой-чивостью к неблагоприятным условиям среды. В природных условиях личинки обитают в водоемах, илах [1].

Перед началом работы был произведен отбор проб для проведе-ния кратковременного биотестирования в условиях неблагоприятной экологической обстановки.

В колбу №1 отобрали 100 мл исследуемого образца (озеро вокруг Зилантового Свято-Успенского монастыря). Жидкость имеет желто-ватый оттенок, мутного цвета с радужной пленкой; имеет сильный запах затхлости и гниющих водорослей. Среда слабо-кислая (pH=5,5).

В колбу №2 отобрали 100 мл исследуемого образца (озеро Харо-вое). Жидкость имеет мутновато-зеленоватый оттенок, без особого запаха, рН=6,5, который соответствует нейтральной среде, присутст-вует  осадок.

В колбу №3 отобрали 100 мл исследуемого образца (заболочен-ный водоем у рынка на ул. Адоратского). Жидкость зеленоватая с ко-ричневым оттенком, имеет специфический кисловатый запах, рН=4,5, который соответствует кислой среде. Без осадка.

Колба №4 является контрольной. Жидкость бесцветная, не имеет запаха, без осадка, рН=6, который соответствует слабокислой (ней-тральной) среде.

Для процедуры биотестирования приготовили стаканы объемом 150 мл для контрольной и тестируемой воды (повторность каждого опыта трехкратная). Стаканы пронумеровали. Налили в три стакана по 100 мл контрольной воды (в качестве контрольной используется культивационная вода).

Посадили по 10 мотылей в сосуды с тестируемую воду образца №1, № 2, №3. Через час после посадки провели учет выживших мо-тылей. Особи считают выжившими, если они свободно передвигаются в толще воды или всплывают со дна сосуда не позднее 15 секунд после его легкого покачивания. Экспонировали мотылей при оптимальных условиях в течение 1 часа (учет выживших мотылей производят через 1, 6, 24, 48, 72 и 96 часов, мы ограничили время экспозиции из-за ограничения времени исследования).

В образце № 1 среднее арифметическое количество выживших мотылей по трем параллельным сериям равно 22 шт.

Выживаемость мотылей в опыте №1 составила 73% по отношению к контролю, что является допустимой токсичностью среды (рис. 1). Смертность мотылей в опыте, составило 27 % по отношению к контролю.

Рис. 1. Выживаемость мотылей в образце №1

В образце № 2 среднее арифметическое количество выживших мотылей по трем параллельным сериям равно 26 шт.

Выживаемость мотылей в опыте №2 составила 87% по отношению к контролю. Отсюда следует, что образец не токсичен (рис. 2). Смертность мотылей в опыте, составило 13 % по отношению к кон-тролю, это значит, среда не оказывает токсического действия.

Рис. 2. Выживаемость мотылей в образце №2

В образце № 3 среднее арифметическое количество выживших мотылей по трем параллельным сериям равно 14 шт.

Выживаемость мотылей в опыте №3 составила 47% по отношению к контролю. Отсюда следует, что образец является сильно токсичным (рис. 3). Смертность мотылей в опыте, составило 53% по отношению к контролю, то есть среда оказывает острое токсическое действие.

Рис. 3.  Выживаемость мотылей в образце №3

Смертность мотылей в контроле составила 0%. Результаты био-тестирования считают правильными, если гибели мотылей в контроле не превышает 10%. При превышении 10% результаты не учитываются, опыт повторяют.

В эксперименте использовали тест на острую токсичность, осно-ванный на определении выживаемости и поведенческих реакций мо-тылей при воздействии токсических веществ, содержащихся в тести-руемой воде.

Показателем выживаемости служит среднее количество тест-объектов, выживших в тестируемой воде или в контроле за время экспозиции. Критерием токсичности является гибель 50 % и более мотылей.

Выводы:

Результаты проведенных исследований показали, что тестируемые пробы природных вод оказывают определенное влияние на ис-следуемые показатели мотылей. В исследуемых образцах природных вод наблюдалось не только снижение двигательной активности и по-веденческих реакций тест-объектов, но и их гибель. Смертность в пробе № 1 составила в среднем 27 % (тестируемая вода оказывает до-пустимую степень токсичности на мотылей). Это связано с тем, что среда в данной пробе – слабокислая (рН=5,5). При высокой темпера-туре в воде развиваются потенциально опасные микроорганизмы, по-давляющие микробное самоочищение и самообеззараживание водоема, а также быстрее перенасыщаются неокисленной органикой и биогенными элементами, что приводит к изменению рН среды, а в последствии и к эвтрофикации водоема. Рекомендуется очистить во-доем, а также установить фонтан на озере, способствующий аэрации воды.

Расчет показателя острой токсичности в пробе № 2 показал, что тестируема вода не оказывает острого токсического действия (смерт-ность мотылей в среднем составила 13%).

Исследования, проведенные в образце №3 показали, что смерт-ность тест-объектов в пробе составила 53% по отношению к контролю, значит, тестируемая вода оказывает острое токсическое действие на мотылей. Вода в водоеме стоячая, затхлая с гниющими водорослями, самоочищение озера нарушено. В данном случае рекомендуется очистить территорию и засыпать водоем.

Список источников информации:

1.http://www.dissercat.com/content/analiz-toksichnosti-prirodnykh-vod-metodom-biotestirovaniya-na-primere-nizhnevartovskogo-rai Элек-тронная библиотека диссертаций. Толкачева В.В. «Анализ токсичности природных вод методом биотестирования».

См. также

Учебное оборудование производства ЗАО «Крисмас+» для исследования водоемов и воды

Путеводитель по выбору оборудования для учебно-исследовательских работ

Этот материал опубликован в Сборнике тезисов участников IX Международного конкурса «Инструментальные исследования окружающей среды»