Анализ загрязнения природных вод с использованием лабораторной культуры Paramecium caudatum | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 декабря, печатный экземпляр отправим 1 января.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Биология

Опубликовано в Молодой учёный №40 (382) октябрь 2021 г.

Дата публикации: 04.10.2021

Статья просмотрена: 228 раз

Библиографическое описание:

Журавлева, Е. В. Анализ загрязнения природных вод с использованием лабораторной культуры Paramecium caudatum / Е. В. Журавлева, С. А. Черепанов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2021. — № 40 (382). — С. 44-46. — URL: https://moluch.ru/archive/382/84262/ (дата обращения: 16.12.2024).



Использование простейших животных в качестве тест-объектов является перспективной областью исследования в связи с их морфологическими, анатомическими и биохимическими данными, которые позволяют определить по их показателям изменения водной среды. Относительно быстрый и точный ответ организма на токсическое воздействие позволяет оперативно выявить отклонения и принять меры по устранению последствий антропогенной нагрузки.

Ключевые слова: анализ загрязнения, природные воды, лабораторная культура инфузория-туфелька (Paramecium caudatum).

Современное развитие технологий направлено на более эффективное использование природных ресурсов, вследствие чего происходит деформация окружающей среды, возникают нарушения не только на локальном, но и на глобальном уровне.

Такие антропогенные воздействия приводят к загрязнению окружающей среды — процесс возникновения в ней новых физических, химических и биологических агентов. Не всегда причиной загрязнения является деятельность человека, в связи с этим выделяют природные и антропогенные источники загрязнения.

Основные природные источники поступления токсичных веществ — вулканы, лесные пожары, ветровая пыль и др. Антропогенными считаются добыча ископаемых, различное промышленное производство, но важно понимать, что антропогенный поток поступления токсичных веществ преобладает над естественным.

Многообразные загрязняющие вещества, попадающие в окружающую среду, претерпевают в ней различные изменения, повышая при этом своё токсичное действие. Сохранение благоприятной среды обитания для успешной жизнедеятельности живых организмов напрямую зависит от человека.

В настоящее время, существуют различные методы определения качества среды, но особую значимость и популярность приобретает биологический мониторинг, т. е. использование индикационных возможностей живых организмов.

Биотестирование (от англ. bioassay) — это процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у теста объектов [1]. Благодаря своей доступности, простоте и оперативности, биотестирование используется широко, его применяют наряду с методами аналитической химии.

Как метод оценки токсичности окружающей среды используется:

— при проведении токсикологической оценки промышленных, сельскохозяйственных, бытовых, сточных и пр. вод, с целью выявления источника загрязнения;

— при оценке степени токсичности при проектировании локальных очистных сооружений;

— при контроле аварийных сбросов высокотоксичных веществ;

— при проведении разнообразных экологических экспертиз, например новых материалов [2].

В качестве биоиндикаторов могут быть использованы самые разнообразные организмы: бактерии, водоросли, культуры живых клеток, высшие растения, позвоночные животные и т. д., это зависит от поставленной перед экспериментатором задачи. Однако чаще всего отдают предпочтение организмам с коротким жизненным циклом, которые обладают чувствительностью к исследуемому токсическому веществу. Для биоиндикации не пригодны организмы, поврежденные болезнями, вредителями и паразитами.

Идеальный биологический индикатор должен удовлетворять ряду требований:

1) высокая чувствительность тест-объектов к малым концентрациям загрязняющих веществ;

2) всесторонняя изученность вида — для анализа воздействия того или иного токсического вещества;

3) широкая распространенность вида;

4) наглядность функциональных изменений и простота их учёта;

5) простота содержания тест-организмов в лабораторных условиях;

6) культуры организмов должны быть адаптированы;

7) используемые для тестирования особи должны быть генетически однородными, что обеспечит сходство их чувствительности резистентности, а также единообразие ответных реакций на воздействие токсикантов, гарантирующие высокую воспроизводимость результатов тестирования;

8) функциональная активность тест-организма не должна иметь сезонной периодичности, что позволит получать одни и те же результаты независимо от времени года;

9) виды, используемые как тест-организмы, должны иметь высокий уровень метаболизма, что обеспечит быстроту возникновения у них ответных реакций на действие токсикантов;

10) тест-организмы должны быть стрессоустойчивы к связанным с процедурой тестирования действиям, т. е. помещение их в экспериментальные камеры и проведение необходимых наблюдений и замеров не должно само по себе вызывать у них отчетливо выраженных стрессовых реакций [3].

К наиболее распространенным в биотестировании относят Paramecium caudatum. Инфузории примечательны тем, что они одноклеточные и содержат признаки целостного эукариотического организма. Проводя биотестирование на инфузориях, регистрируют следующие показатели: выживаемость, изменение двигательной активности, интенсивность размножения, др.

Отбор водных проб, предназначенных для тестирования с помощью лабораторной монокультуры Paramecium caudatum, производится строго по методике в соответствии с требованиями ГОСТов [6].

Для проведения анализа необходимо иметь лабораторную культуру инфузорий Paramеcium caudаtum.

Для культивирования тест-организмов Paramecium caudatum Ehrenberg используют минеральную среду Лозина-Лозинского.

Методика проведения исследования осуществляется строго на основании ГОСТа «Р 57166–2016. Вода. Определение токсичности по выживаемости пресноводных инфузорий Paramecium caudatum Ehrenberg» [5].

После проведения тестирования, путем подсчета выживших инфузорий каждого заданного разбавления (концентрации) анализируемой пробы, было рассчитано среднеарифметическое значение выживших тест-организмов.

Токсичность анализируемых проб, в процентах, определяется по числу гибели тест-организмов для каждого заданного разбавления анализируемой пробы относительно контрольной пробы. По полученным значениям процентов снижения выживаемости тест-организмов определяют конкретное значение средней летальной кратности разбавления (концентрации) пробы, вызывающее 50 %-ное снижение выживаемости тест-организмов.

Процесс анализа загрязнения природных вод с использованием лабораторной культуры Paramecium caudatum в современных биологических исследованиях является перспективным направлением. Использование данной культуры в качестве тест-объектов является быстрым и точным анализом, что позволяет оперативно среагировать на какие-либо отклонения в среде.

Литература:

  1. «Биотестирование в экологическом мониторинге» — С. В. Лихачев, Е. В. Пименова, С. Н. Жакова. Учебно-методическое пособие. Пермь ИПЦ «Прокростъ». 2020

2. Булейко, А. А. Сравнительняа характеристика эколого-биологических и микроморфологических особенностей эдафотопов терновниковых биогеоценозов [Текст] / А. А. Булейко // Грунтознавство. — 2009. — № 1–2. — С. 95–103

3. «Биологические методы оценки качества объектов окружающей среды» — С. М. Чеснокова, Н. В. Чугай. Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владимирский государственный университет. Учебное пособие В двух частях. Часть 2. Методы биотестирования. Владимир 2008

4. Виноходов, Д. О. Научные основы биотестирования с использованием инфузорий: Авт.реф.дисс.на основ.уч.степени д. биологич.наук/ А. И. Гинак, Н. П. Михайлова, А. А. Сухинин.-Санкт-Петерберг: Санкт-Петербургский Гос.технол.ун-т,2007. -40с.

5. ГОСТ Р 57166–2016 Вода. Определение токсичности по выживаемости пресноводных инфузорий Paramecium caudatum Ehrenberg (Переиздание) НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОДА, 2018.

6. «Условия отбора и подготовки проб для некоторых методов биотестирования вод, почв и отходов». Учебно-методическое пособие. Вавилова В. М., Терехова В. А. М.: МГУ- 2009. 40 с.

Основные термины (генерируются автоматически): окружающая среда, анализируемая проба, вещество, заданное разбавление, лабораторная культура.


Ключевые слова

анализ загрязнения, природные воды, лабораторная культура инфузория-туфелька (Paramecium caudatum)

Похожие статьи

Изучение цитотоксичности биологически активных соединений на культуре клеток

В обзоре представлены данные о том, какая роль отводится клеточным культурам при изучении цитотоксичности биологически активных соединений. Изучение биологической активности веществ, независимо от последующей цели их использования, как правило, на пе...

Оценка здоровья среды озера Убиенное по биологическим параметрам популяции серебряного карася Carassius auratus gibellio (Bloch)

Важную роль в оценке состояния среды на современном этапе исследований имеет изучение динамики биологических параметров в многолетнем аспекте. Морфологические, продукционные показатели, а также проявление флуктуирующей асимметрии являются индикаторам...

Эффективность применения метода микроклонального размножения древесно-кустарниковых растений

Краткий обзор по основным вопросам микроклонального размножения древесно-кустарниковых растений. Культивирование in vitro имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами вегетативного размножения, однако присутствуют и отрицательные харак...

Биопестицид «Мультифаг» на основе бактериофагов для биологической защиты растений от бактериозов

Разработаны технологии получения и применения биопестицида «Мультифаг» на основе консорциума бактериофагов фитопатогенных бактерий P. syringae, P. fluorescens и P. putida для защиты растений от бактериозов. В условиях полевого эксперимента подтвержде...

Разработка программы измерения для автоматизированного рабочего места по контролю параметров пассивных компонентов

В современном производстве электроники автоматизация контроля параметров пассивных компонентов играет важную роль. Она позволяет повысить производительность, точность и надежность тестирования, а также снизить влияние человеческого фактора. В данной ...

Модель многоуровневой прибрежной для экологического рыболовства

В данной статье представлены результаты исследования по построению модели многоуровневой прибрежной для экологического рыболовства, которая имеет значительные экологические преимущества: может очищать качество морской воды, поглощать морские питатель...

Адаптация организмов к изменению окружающей среды под воздействием экотоксикантов

Экология включает в свои исследования изучение воздействия тяжелых токсичных металлов на экосистемы и их структурные составляющие. Экотоксикология как новое междисциплинарное научное направление может взять на себя ключевую роль в создании теоретичес...

Использование цеолита Люлинского месторождения и его влияние на интенсивность роста и развитие внутренних органов свинок

Для удовлетворения потребности молодняка свиней в минеральных веществах разработан рецепт кормовой смеси с включением цеолита Люлинского месторождения Ханты-Мансийского автономного округа. Установлено, что использование цеолита оказало стимулирующее ...

Комплексная оценка воздействия на окружающую среду средств защиты от COVID-19

В данной статье рассматриваются новые источники загрязнения окружающей среды — защитные средства и антисептики в условиях пандемии коронавируса. В работе произведен комплексный анализ воздействия основных средств защиты и антисептиков, широко применя...

Использование энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии в ранней диагностике болезней кормовых культур

В настоящее время основным методом учета степени пораженности растений возбудителями заболеваний является метод визуального определения, основанный на глазомерной оценке симптомов заражения по разным шкалам. Показано, что для своевременного обнаружен...

Похожие статьи

Изучение цитотоксичности биологически активных соединений на культуре клеток

В обзоре представлены данные о том, какая роль отводится клеточным культурам при изучении цитотоксичности биологически активных соединений. Изучение биологической активности веществ, независимо от последующей цели их использования, как правило, на пе...

Оценка здоровья среды озера Убиенное по биологическим параметрам популяции серебряного карася Carassius auratus gibellio (Bloch)

Важную роль в оценке состояния среды на современном этапе исследований имеет изучение динамики биологических параметров в многолетнем аспекте. Морфологические, продукционные показатели, а также проявление флуктуирующей асимметрии являются индикаторам...

Эффективность применения метода микроклонального размножения древесно-кустарниковых растений

Краткий обзор по основным вопросам микроклонального размножения древесно-кустарниковых растений. Культивирование in vitro имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами вегетативного размножения, однако присутствуют и отрицательные харак...

Биопестицид «Мультифаг» на основе бактериофагов для биологической защиты растений от бактериозов

Разработаны технологии получения и применения биопестицида «Мультифаг» на основе консорциума бактериофагов фитопатогенных бактерий P. syringae, P. fluorescens и P. putida для защиты растений от бактериозов. В условиях полевого эксперимента подтвержде...

Разработка программы измерения для автоматизированного рабочего места по контролю параметров пассивных компонентов

В современном производстве электроники автоматизация контроля параметров пассивных компонентов играет важную роль. Она позволяет повысить производительность, точность и надежность тестирования, а также снизить влияние человеческого фактора. В данной ...

Модель многоуровневой прибрежной для экологического рыболовства

В данной статье представлены результаты исследования по построению модели многоуровневой прибрежной для экологического рыболовства, которая имеет значительные экологические преимущества: может очищать качество морской воды, поглощать морские питатель...

Адаптация организмов к изменению окружающей среды под воздействием экотоксикантов

Экология включает в свои исследования изучение воздействия тяжелых токсичных металлов на экосистемы и их структурные составляющие. Экотоксикология как новое междисциплинарное научное направление может взять на себя ключевую роль в создании теоретичес...

Использование цеолита Люлинского месторождения и его влияние на интенсивность роста и развитие внутренних органов свинок

Для удовлетворения потребности молодняка свиней в минеральных веществах разработан рецепт кормовой смеси с включением цеолита Люлинского месторождения Ханты-Мансийского автономного округа. Установлено, что использование цеолита оказало стимулирующее ...

Комплексная оценка воздействия на окружающую среду средств защиты от COVID-19

В данной статье рассматриваются новые источники загрязнения окружающей среды — защитные средства и антисептики в условиях пандемии коронавируса. В работе произведен комплексный анализ воздействия основных средств защиты и антисептиков, широко применя...

Использование энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии в ранней диагностике болезней кормовых культур

В настоящее время основным методом учета степени пораженности растений возбудителями заболеваний является метод визуального определения, основанный на глазомерной оценке симптомов заражения по разным шкалам. Показано, что для своевременного обнаружен...

Задать вопрос