Биомонитор / Экзамен / №26

ВОПРОС№26.
Метод биологического тестирования основан на поведенческой реакции организмов (тест организмов). Данная методика позволяет косвенно оценить острую токсичность водной пробы при помощи биотестера (фотоколориметра)[2].
Основные элементы:
1. Прибор <Биотестер -2>
2. Тест-организм - инфузория туфелька(Paramecium caudate)
Прибор <Биотестер-2> предназначен для экспресс оценки степени токсического загрязнения контролируемых водных объектов. С его помощью исследуется параметр поведенческой (хемотаксической) реакции - число микроорганизмов, перемещающихся в зоне анализа при воздействии химических загрязнителей, находящихся в водной пробе. Особенность данной измерительной системы в том, что прибор измеряет только подвижные микроорганизмы. Способность измерительной системы выделять только подвижные объекты даёт возможность измерить концентрацию клеток, которые практически не видимы для других оптических средств измерения. По сравнению с другими группами простейших, инфузории имеют наиболее сложное строение, отличаются разнообразием функций. Кроме того, будучи одновременно организмом и клеткой они позволяют оценивать воздействие, как на клеточном, так и на организменном уровне. В среде инфузория находится в постоянном движении, которое осуществляется с помощью ресничек. Весь реснитчатый аппарат туфельки представляет собой единое функциональное и физическое целое, поэтому любые изменения внешней среды (температуры, химического состава и др.), воспринимаемые клеткой, приводят к изменению характера движения и к целенаправленному перемещению из опасных в благоприятные зоны, т.е. так называемым таксисам, частным случаем которых является хемотаксис - перемещение клеток по градиенту концентрации химических веществ.
Количество клеток инфузорий, переместившихся вдоль градиента концентрации химических веществ (хемотаксис), зависит как от природы вещества, так и от его концентрации. Поэтому хемотаксис может служить количественной характеристикой степени воздействия неблагоприятных факторов на тест-объект, то есть быть тест-реакцией в биотестовой системе. Восприятие химических веществ происходит на рецепторном уровне, чем объясняется скорость ответа тест- организма на воздействие химиката. Кроме того, известно, что структура рецепторов различных организмов (в том числе и инфузории) идентично хеморецепторным структурам высших организмов, поэтому подобная тест-реакция хорошо моделирует воздействие загрязнителей на высшие организмы[2]. Степень токсичности пробы определяют по следующей формуле:
T=(У контроль-У пробы) / У контроль х 100%
Т- токсичность пробы в процентах;
У- показание прибора.
Примечание: температура пробы должна быть равна температуре взвеси с микроорганизмами. Результаты оценки токсичности вод на примере реки Бельбек. Опробирование руслового стока бассейна реки Бельбек и притоков было выполнено на 29ти створах, из них на двух контрольных после прохождения паводков. Интерпретация данных биотестирования проведена на сопоставлении с ранее проведенными химическими анализами. Участки различной степени токсичности природных вод распределены в русловой сети неравномерно: к условно чистым участкам (слаботоксичным) отнесены бассейн р. Кучук-Узенбаш, верхняя часть реки Коккозки, участок ниже (на 3 км) с. Соколиное, приустьевая часть р. Бельбек в канун периода длительной межени [1].
В большей части русловые воды имеют градацию средне- и очень токсичные (умеренная и высокая степень токсичности).
Причины высокой токсичности следующие:
1. Питание русловых вод грунтовое, за счёт дренирования нескольких водных горизонтов, большинство которых не имеет естественной защищенности. Загрязнение литогенными элементами (Zn, Pb, Hg, P) идет за счет выщелачивания их на площадках с литобиохимическими аномалиями с последующей их миграцией в подземные и поверхностные воды. Суммарный токсический эффект может быть выше за счёт синергизма и комплексообразования.
2. Высокая плотность населения в долине реки, отсутствие канализации и очистки хозяйственно-бытовых стоков, использование пойм и первых надпойменных террас для выращивания с/х культур, развитие животноводства. Токсиканты антропогенного происхождения: Na, P, органические соединения, СПАВ, нефтепродукты, ядохимикаты.
На общую экологическую ситуацию и токсичность вод влияет бытовой мусор, сбрасываемый в русло и сточные воды в районе сел: Зеленое, Поляна, Куйбышево, Верхнесадовое. Особо неблагоприятная обстановка в селах: Голубинка, Плотинное, Богатырь.
После прохождения паводка вода становится высокотоксичной - это свидетельствует о выносе токсикантов с водосборной площади и говорит о необходимости специальных режимных наблюдений. Методом биотестирования можно определить токсичность почвенных вытяжек, грунтов, донных отложений. Можно осуществлять мониторинг токсичности сточных вод.
Итог. Удобство данного метода:
• Замена химических методов менее дорогими;
• Экспрессность (15 проб за 1,5 часа);
• Возможность установления загрязнения в начальной стадии;
• Интегральность, т. е. установление реакции живого на весь комплекс ингредиентов, пусть даже неизвестных.