Евдокименко А.И., Янсонс П.Н. Современные материалы в макетировании

Оригинал материала размещен в выпуске № 04 (30) https://f.almanah.su/30.pdf

Экологическим проблемам в настоящее время уделяется особое внимание со стороны общественности, ученых, политиков. Не только физическое, но и психологическое здоровье человека напрямую связанно с состоянием окружающей среды. В настоящее время основным показателем экологического состояния является качество среды обитания, одной из составляющих которого являются подземные воды [1,2].
Используемые в производственных лабораториях методы контроля качества окружающей среды не всегда могут дать точную оценку действия того или иного вещества на организм, именно поэтому биологическая оценка на сегодняшний день является столь важным методом исследования. Ведь именно состояние различных видов живых существ и самого человека является конечной целью всех природоохранных мероприятий [8,9].
Таким образом, актуальность исследования обосновывается несколькими обстоятельствами: необходимость определить имеются ли нарушения окружающей среды; минимизация вредного воздействия на здоровье человека; исследование состояния окружающей среды методами биоиндикации.
Исходя из этого, цель нашей работы: дать оценку токсичности подземных вод деревни Путинцево методом биоиндикации.
Объект исследования: токсичность подземных вод.
Предмет исследования: оценка токсичности подземных вод д. Путинцево методом биоиндикации.
Исходя из цели поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ литературы по проблеме оценки токсичности подземных вод;
2. Провести оценку токсичности подземных вод д. Путинцево с помощью кресс-салатного теста;
3. Оценить токсичность подземных вод д. Путинцево
Практическая значимость работы: данные исследования могут быть использованы при составлении рекомендаций по улучшению экологического состояния деревни, а также на внеурочных занятиях, или как часть элективного курса.
Биологический контроль, как правило, включает в себя 2 основные группы методов: биоиндикацию и биотестирование [6].
В настоящее время возможно использование в исследованиях живых организмов – «индикаторов», которые в силу своих особенностей способны существовать в узком интервале действия определённого фактора, указывая своим присутствием на наличие этого фактора в среде [6,7].
Биоиндикация - обнаружение и определение экологически значимых природных и антропогенных нагрузок на основе реакций на них живых организмов непосредственно в среде их обитания. Биологические индикаторы обладают признаками, свойственные системе или процессу, на основании которых производится качественная или количественная оценка тенденции изменений, определение или оценочная классификация состояния экологических систем, процессов и явлений. В настоящее время можно считать общепринятым, что основным индикатором устойчивого развития в конечном итоге является качество среды обитания[5,7].
Биотестирование – это процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности не зависимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов. [5,9].
Тест-объект – это биоиндикатор (растения и животные), которых используют для оценки качества воздуха, воды или почвы в лабораторных опытах. Под биоиндикаторами понимают биологические объекты которые используют для оценки состояния среды [5,8].
Актуальность биоиндикации обусловлена простотой, скоростью и дешевизной определения качества среды.
Деревня Путинцево расположена в 14 км. к юго-востоку от города Омска, на юге Западно-Сибирской равнины в лесостепной природной зоне. Подземные воды находятся на глубине ниже трех метров, имеют разную степень солености. В деревне во многих дворах есть колодцы, но пить воду из нашего колодца нельзя – она соленая. Оказывается, ранее в нашей деревне не было водопровода, и такие колодцы были практически в каждом дворе. Питьевую воду привозили на машинах из города, а воду из колодца использовали для полива огорода, стирки, мытья, поили ей сельскохозяйственных животных. С тех пор как в деревне появился водопровод большую часть колодцев забросили, некоторые до сих пор используются для полива огорода [4].
Для оценки токсичности подземных вод д. Путинцево нами была выбрана наиболее простая и быстрая методика, экспресс-методика оценки токсичности водной среды с помощью семян культурных растений.
Мы обратились в исследовании к следующему виду растений: кресс-салат или клоповник посевной (Lepidium sativum). Энергия прорастания семян зависит от качества воды. В лабораторном биотестировании для оценки загрязнения воды используется тест-объект семена кресс-салата, обладающего высокой чувствительностью к химическим веществам.
Биотест основан на определении всхожести – количества проросших семян в исследуемой воде по сравнению с прорастанием семян в дистиллированной воде. По результатам биотестирования вычисляются количественные показатели природной воды: всхожесть семян кресс-салата и индекс токсичности воды. «Кресс-салатный тест» легко выполним в течение одних суток и отличается большой точностью [3,10].
Каждая выборка включалав себя 100 семян в трехкратной повторности для каждого из вариантов. В чашки Петри помещается 2 слоя фильтровальной бумаги. В опытных чашках бумага смачивается исследуемой водой, а в контрольных – дистиллированной. В каждую чашку высеивается по 100 семян кресс-салата. Чашки Петри прикрывают крышками и помещаются на одни сутки в темноту при комнатной температуре [3,10].
Далее необходимо определить всхожесть семян кресс-салата в опытных чашках. Проросшим считается семя, у которого корешок прорвал семенную оболочку. Затем вычисляем среднюю всхожесть семян и выражаем в процентах к соответствующей всхожести на дистиллированной воде, чистота которой принимается за 100% [3,10].
Для количественного выражения токсического действия воды на всхожесть семян вычислили индекс токсичности по формуле:
J=(Вконтроль-Вопыт)/Вконтроль
Где J – индекс токсичности, Вконтроль- всхожесть семян в контроле, Вопыт – всхожесть семян в опытном варианте [3,10].
Показатели и критерии загрязнения воды приведены в таблице 1.

Таблица 1. Показатели и критерии загрязнения воды

Показа-тели

Степень загрязнения

Загрязне-ние отсутствует

Слабое загрязнение

Среднее загрязнение

Сильное загрязнение

Всхожесть, %

90-100

65-90

30-65

<30

Индекс токсичности

<0,1

0,1-0,35

0,36-0,7

>0,71

Исследование проводилось в Омском районе, д. Путинцево в сентябре 2019 года. Для исследования использовались 2 колодца, находящихся в разных частях деревни, кроме того один из колодцев регулярно использовался, а значит в нем происходило обновление воды, а один был заброшен.
На первом этапе исследования провели оценку качества подземных вод при помощи органолептического анализа. Его результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2. Органолептический анализ качества воды

Показатель

Дистиллиро-ванная вода

Колодец ул. Молодежная

Колодец ул. Мира

Запах

Отсутствует

Отсутствует

Отсутствует

Цвет

Отсутствует

Отсутствует

Зеленоватый оттенок

Мутность

Отсутствует

Слабая

Слабая

Вкус

Анализ по показателю не проводился

На втором этапе исследования провели биоиндикационный анализ. Проведенная оценка токсичности подземных вод на тест-объекте кресс-салат (Lepidium sativum) показала, что всхожесть семян кресс-салата в контрольном и исследуемых образцах воды отличается.

Рисунок 1. Средняя всхожесть семян кресс-салата (Lepidium sativum) в контрольном и исследуемых образцах воды

 Согласно данным рисунка 1, наименьшая всхожесть семян в образце воды из колодца по ул. Мира. При сопоставлении данных с контрольной таблицей методики оценки выяснили, что степень загрязнения воды в исследуемых образцах – слабая.
 Далее вычислили индекс токсичности воды.

Таблица 3. Результаты оценки токсичности исследуемых образцов воды

Показатель

Колодец ул. Молодежная

Колодец ул. Мира

Индекс токсичности

0,11

0,22

Степень загрязнения

Слабое загрязнение

Слабое загрязнение

Таким образом, из данных таблицы 3 видно, что индекс токсичности в исследуемых образцах подземных вод д. Путинцево соответствует слабому загрязнению вод. Тем не менее данный показатель хоть и находится в одном диапазоне степени загрязненности, очень сильно отличается в числовом значении в исследуемых образцах. Дело в том, что колодцем на ул. Молодежной пользовались все лето, воды откачивали и использовали для полива огорода, а значит происходило обновление воды. Колодец по ул. Мира давно заброшен, поэтому вода там грязнее и имеет зеленоватый оттенок.
В результате исследования мы пришли к следующим выводам:
1. Провели анализ литературы по проблеме оценке токсичности водной среды, выявили, что подобные проблемы есть практически в любой местности. Изучили классификацию подземных вод. Познакомились с биоиндикацией. Подобрали оптимальную методику исследования токсичности водной среды.
2. Провели оценку токсичности подземных вод на тест-объекте кресс-салат (Lepidium sativum).
3. Выявили, что индекс токсичности подземных вод д. Путинцево находится в диапазоне «слабое загрязнение». Использование данной воды даже для полива огорода не желательно, так как это ухудшает всхожесть и может тормозить рост сельскохозяйственных растений.

Библиографический список

1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ, 1999
2. Арзамасцев А.П., Коваленко Л.И., Родионова Г.М., Чумакова З.В., Зрелова Л.В. Основы экологии и охраны природы. – М., 2008
3. Ашихмина Т.Я., Экологический мониторинг: Учебно-методическое пособие. Изд. 3-е, испр. и доп. – М.: Академический проект, 2006
4. Кожухарь А.А., Зинченко А.Г. География Омской области. – Омск, 2001
5. Ляшенко О.А Биоиндикация и биотестирование в охране окружающей среды. Учебное пособие. – Санкт-Петербург, 2012
6. Мелехова О.П., Егорова Е.И. Биологический контроль окружающей среды, 2007
7. Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Основы общей экологии: Учебное пособие. – М.: Университетская книга, 2012
8. Опекунова М.Г. Диагностика техногенной трансформации ландшафтов на основе биоиндикации. – Санкт-Петербург, 2013
9. Опекунова М.Г. Применение биоиндикации при оценке состояния окружающей среды: коллективная монография «Научные аспекты экологических проблем России». – М.: НИА-Природа, 2012
10. Радченко Н.М., А.А. Шабунов. Методы биоиндикации в оценке состояния окружающей среды. Учебно-методическое пособие. – Вологда, 2006