Вода — самое распространенное, самое уникальное и удивительное вещество в природе,благодаря особым своим физическим, химическим и квантово-механическим свойствам занимает исключительное положение в природе и играет особую роль в существовании органической жизни. Эта прозрачная жидкость совершенный источник жизни, без нее немыслима жизнедеятельность человека. Она наиболее распространенное, доступное и дешевое вещество. Именно доступность и незаменимость обуславливает ее широкое применение во всех сферах.
Роль воды в жизни людей трудно переоценить. К основным потребителям пресной воды относятся: сельское хозяйство, промышленность, включая энергетику и коммунальное хозяйство. В промышленных целях по разным источникам расходуется от 8 до 20 % всей используемой в мире воды, из них свыше 85 % воды, расходуется в процессах охлаждения. Остальная часть расходуется в процессах мойки, промывки газов, для гидротранспорта и в качестве растворителя. Практически невозможно назвать какой-либо производственный процесс, в котором бы не использовалась вода.
Требования в отношении количества и качества воды определяется характером технологического процесса. Выполнение этих требований системой водоснабжения обеспечивает нормальную работу предприятия и надлежащее качество выпускаемой продукции, а значит и здоровую пищу.
Существует множество методов проверки качества воды, например: химический анализ, биологический и так далее. Для проверки воды мы решили использовать метод биотестирования, то есть показатель выживаемости, роста плодовитости тест-организмов [2].
Все методы биотестирования характеризуется своими особенностями. Это оперативность получения результата, доступность тест-объекта, которая определяется возможностью их культивирования в лабораторных условиях, поддержанием необходимых условий освещенности, температуры, сложностью состава питательных сред, чистотой воздуха и прочее. У простых организмов — водорослей, бактерий и инфузорий наиболее быстрые реакции удается регистрировать на токсическое воздействие. Такие реакции ограничиваются минутами или несколькими часами. Каждый метод характеризуется и своими техническими способами реализации. Для всех методик общим правилом является оценка надежности тест-культур [1].
Под биотестированием понимают приемы исследования, с помощью которых о качестве среды, факторах, действующих самостоятельно или в сочетании с другими, судят о выживаемости, состоянию и поведению специально помещенных в эту среду организмов — тест-объектов. Рост особей, их продуктивность, выживаемость служат показателями для биотестирования качества среды. Тест-объекты, по определению Л. П. Брагинского — «датчики» сигнальной информации о токсичности среды и заменители сложных химических анализов, позволяющие оперативно констатировать факт токсичности водной среды, независимо от того, обусловлена ли она наличием одного точно определяемого аналитически вещества или целого комплекса аналитически не определяемых веществ, какой обычно представляют собой сточные воды. Тест-объекты с известной степенью приближения дают количественную оценку уровня токсичности загрязнения водной среды — сточных, сбросных, циркуляционных и природных вод.
Биотестирование как метод оценки токсичности водной среды используется:
− при проведении токсикологической оценки промышленных, сточных бытовых, сельскохозяйственных, дренажных, загрязненных природных и пр. вод с целью выявления потенциальных источников загрязнения,
− в контроле аварийных сбросов высокотоксичных сточных вод,
− при проведении оценки степени токсичности сточных вод на разных стадиях формирования при проектировании локальных очистных сооружений,
− в контроле токсичности сточных вод, подаваемых на очистные сооружения биологического типа с целью предупреждения проникновения опасных веществ для биоценозов активного ила,
− при определении уровня безопасного разбавления сточных вод для гидробионтов с целью учета результатов биотестирования при корректировке и установлении предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водоемы со сточными водами,
− при проведении экологической экспертизы новых материалов, технологий очистки, проектов очистных сооружений и пр [3].
Жизненная функция или критерий токсичности (toxicity criterion), используемые в биотестировании для характеристики отклика тест-объекта на повреждающее действие среды.
Тест-функции, используемые в качестве показателей биотестирования для различных объектов:
− для инфузорий, ракообразных, эмбриональных стадий моллюсков, рыб, насекомых — выживаемость) тест-организмов.
− для ракообразных, рыб, моллюсков — плодовитость, появление аномальных отклонений в раннем эмбриональном развитии организма, степень синхронности дробления яйцеклеток.
− для культур одноклеточных водорослей и инфузорий — гибель клеток, изменение (прирост или убыль) численности клеток в культуре, коэффициент деления клеток, средняя скорость роста, суточный прирост культуры.
− для растений — энергия прорастания семян, длина первичного корня и др.
В качестве тест-организма в наших экспериментах была использована одноклеточная зеленая водоросль Chlorella vulgaris. Данная водоросль выращивается на искусственных питательных средах и быстро размножается, кроме того, она хорошо изучена учеными и широко распространена в природе. В качестве питательной среды взята минеральная среда Тамия [2].
Хлорелла относится к одноклеточным водорослям. Клетки шаровидные с тонкой оболочкой, без слизи. Хроматофор чашевидный, с пиреноидом. Размножение автоспорами, образующимися по 4–8, реже по 16 внутри материнской клетки и освобождающимися через разрыв ее оболочки. Широко распространенный в планктоне пресных водоемов вид.
Для биотестирования мы использовали комплект оборудования, состоящий из многокюветного культиватора КВМ-05, устройства для наращивания культуры водоросли в стандартных температурных и световых условиях (КВ-05) и измерителя оптической плотности суспензий водоросли ИПС-03. Культиваторы могут работать круглосуточно, не требуя постоянного присутствия. Постоянная температура поддерживается автоматическим включением и выключением встроенного вентилятора по команде блока термостабилизации прибора. Прирост числа клеток оперативно определяется через измерение светопропускания выращенной суспензии водорослей с помощью специализированного измерителя оптической плотности. Засев водоросли производится с начальной оптической плотностью от 0,020 до 0,025.
Оптическая плотность — мера ослабления света прозрачными объектами или отражения света непрозрачными объектами [4].
Для проведения опыта нами были взяты образцы воды и различных регионов южного федерального округа: станица «Марьянская» в Красноармейском районе, поселок «Дачный»вНовокубанском районе, село «Николенское» в Гулькевичском районе, поселок «Афипский» в Северском районе, станица «Динская» в Динском районе, станица «Павловская» в Павловском районе, город «Краснодар» центральный район, станица «Гиагинская» в Гиагинском районе, станица «Бузиновская» в Выселковском районе, хутор «Чернышев» в Шовгеновском муниципальном районе, станица «Медведовская» в Тимашевском районе. Также для опыта мы взяли дистиллированную воду, которая является эталоном.
Полученные данные сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Оценка токсичности воды различных регионов ЮФО РФ
|
№ |
Название объекта |
Оптическая плотность (D) |
|
|
Начало опыта |
Конец опыта (спустя 24 часа) |
||
|
1 |
Дистиллированная вода (эталон) |
0,017 |
0,164 |
|
2 |
станица «Медведовская» район Тимашевский |
0,014 |
0,132 |
|
3 |
поселок «Афипский» район Северский |
0,018 |
0,029 |
|
4 |
станица «Бузиновская» район Выселковский |
0,022 |
0,159 |
|
5 |
хутор «Чернышев» район муниципальный Шовгеновский |
0,015 |
0,147 |
|
6 |
станица «Павловская» район Павловский |
0,023 |
0,111 |
|
7 |
станица «Гиагинская» район Гиагинский |
0,028 |
0,032 |
|
8 |
город «Краснодар» центральный район |
0,022 |
0,030 |
|
9 |
станица «Динская» район Динской |
0,021 |
0,089 |
|
10 |
станица «Марьянская» район Красноармейский |
0,021 |
0,139 |
|
11 |
село «Николенское» район Гулькевичский |
0,020 |
0,108 |
|
13 |
поселок «Дачный» район Новокубанский |
0,023 |
0,070 |
По данным таблицы можно сделать вывод, что во многих районах из представленных питьевая вода по сравнению с эталоном показала наименее лучшие результаты и такую воду нежелательно использовать, так как токсичностьводы вызывает нарушения за счет присутствия в ней вредных веществ.
Литература:
- Биотестирование http://ru-ecology.info/term/25113/
- Методические указания по биотестированию сточных вод с использованием рачка дафния магна. — М.: в/о Союзводпроект ОМПР и ВП, 1986. — 27 с
- СанПиН 2.1.4.1074–01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения.
- Способ биотестирования проб воды и водных вытяжек http://www.findpatent.ru/patent/224/2245367.html
