Диссертация (Эффективность использования гидробионтов для биоиндикации и биотестирования токсичности сточных вод), страница 5

Поэтому оценка эффективности биотестирования с экологической точки зрения была проведена с использованием в качестве тест-объекта именно дафний. Чтобы метод не потерял своего экспрессного значения, время экспозиции биотестирования при определенииинтегральной токсичности для разработки экспресс – методики было минимальным – 96 часов. Таким условиям в его опытах удовлетворяло определение процента погибших дафний (А – процент погибших дафний) вводном растворе пищевого красителя по сравнению с контролем.

Если А >50 % испытуемый раствор оказывал острое токсическое действие, если А <2450 % тестируемый раствор не оказывал острого токсического действия(Мартынюк, 2002).По данным Т. Л. Шашковой (2011) вращение флаконов с дафниямиво время токсикологического эксперимента в устройствах для экспонирования рачков УЭР – 03 со скоростью 6-8 оборотов в минуту не оказываетна рачков существенного стрессового воздействия. При этом для тесторганизмов создаются оптимальные условия по содержанию кислорода вводе, повышается чувствительность к токсикантам. Чувствительность биотеста на основе оценки выживаемости дафний увеличивается при снижении плотности посадки рачков в тестируемую среду и исключении процедуры кормления рачков во время экспонирования.

Это позволяет сократить длительность выполнения острого токсикологического экспериментана дафниях при плотности посадки 10 рачков на 50 мл среды до 48 часов(Шашкова, 2011).Методика основана на определении смертности и изменений в плодовитости дафний (Daphnia magna Straus, Cladocera, Crustacea) при воздействии токсических веществ, присутствующих в исследуемой воднойсреде, по сравнению с контрольной культурой в пробах, не содержащихтоксических веществ (контроль) (Александрова, 2009).В.

Н. Максимовым (1980) для оценки качества вод был предложенметод “функции желательности”, который основан по подсчёте обилияпредставителей каждого вида гидробиоты ила, при этом на чистых участках приписывается 1 (желательность), на самых грязных 0. Далее по количественному составу видов гидробионтов рассчитывается обобщеннаяфункция желательности, которая равна средней геометрической из частных желательностей (Максимов, 1980).По утверждениям Е. В. Станиславской (2011), А. В.

Макрушина(1974), П. А. Цимдинь (1979), М. Zelinka (1961), Т. П. Андрушайтис и др.(1981), для индикации условий среды существуют два основных подхода:методы прямой индикации, основанные на выявлении индикаторного зна-25чения обнаруженных организмов, которые предусматривают установлениевеличин индикаторной значимости отдельных групп организмов, по которым вычисляется степень загрязненности участка водотока или водоема вцелом. Индикаторными видами могут считаться виды, для которых известны их требования к условиям обитания.

При анализе оценивается присутствие или отсутствие индикаторных видов или групп и их относительное обилие. При этом используют заранее разработанные системы индикаторных организмов и относят водоем или его участок к определенномуклассу вод. Второй подход включает методы, которые анализируют структурно-функциональные показатели сообществ.

Такие методы основаны наоценке степени загрязнения по видовому разнообразию сообществ исследуемых водоёмов, а также анализируют показатели активности биологических процессов (цит. по Станиславской, 2011).В водно-токсикологических исследованиях Daphnia magna Strausиспользуется как тест-объект уже свыше 70 лет. Большой вклад в развитиеметодики биотестирования на D. magna и практическое применение данного метода внесли О. Ф. Филенко (1976), Л. П.

Брагинский (1971) и др.Л. П. Брагинский (1971) предложил использовать смертность рачков.В качестве тест-реакции в анализе на острую токсичность. А при установлении хронического токсического действия проводить наблюдения за изменением плодовитости и качества потомства. Хронический метод позволяет дать более глубокую оценку токсичности, тогда как острые опыты взначительной степени способствуют сокращению объема работ, позволяя всущественно более короткие сроки получать информацию о качестве вод(Брагинский, 1971).В настоящее время данный тест-объект является базовым объектомбиотестирования для экотоксикологов. Дафний применяют не только дляоценки токсичности воды, но и для установления токсичности загрязненийпочв в водных вытяжках. Дафнии хорошо культивируются в лабораторныхусловиях и при длительном содержании в искусственных условиях адап-26тируются к ним и не отличаются существенно по темпам роста, размножения и отмирания от «диких» популяций.

Кроме того, Daphnia magna имееткороткий биологический цикл, в лабораторных условиях способна к партеногенезу в течение всего года (Мичукова, 2008, Lungile, 2015).Э. В. Ивантер с соавт. (2007) сообщает, что разные гидробионты неодинаково реагируют на один и тот же токсикант. Еще чаще один и тот жеорганизм, более чувствительный к одному токсиканту, оказывается менеечувствительным к другому. Отсюда, объекты исследования необходимоподбирать таким образом, чтобы были охвачены все основные звенья биологического цикла жизни водоема.

С этих позиции в список подопытныхорганизмов следует включать представителей простейших, червей, ракообразных, моллюсков и рыб (Ивантер и др, 2007).По результатам биотестирования лоратадина установлено, корреляционный анализ взаимосвязи между увеличением концентрации лоратадина и смертностью ювенильных особей D. magna показал, что такая взаимосвязь является тесной и прямопропорциональной (Кузьминов, 2013).П. Ю. Максименко (2000) считает, что для адекватной оценки остройи хронической токсичности сточных вод ЦБП в качестве наиболее доступных и информативных биотестов могут быть рекомендованы взаимодополняющие друг друга по физиологическому отклику тесты с применением светящихся бактерий Вепекеа harvei, инфузорий Tetrahymenapyriformisи рачков Ceriodaphnia dubia.

(Максименко, 2000).М. Ф. Вундцеттель (2008) изучал экологию пресных вод, а такжеуделял внимание водной токсикологии. Е. С. Ивановым, В. А. Марковым,Е. А. Лупановым (2009) изучены основные сведения по биологическомуразнообразию, охране природы на разных уровнях ее организации и биосферы в целом. Рассмотрены этапы развития охраны природы и сохранения биоразнообразия, влияние антропогенных воздействий на исчезновение и сокращение численности растений, животных, микроорганизмов иэкосистем (Марков и др., 2009).27На современном этапе изучения свой вклад в развитие биотестирования и биоиндикации внесли: Н.

С. Жмур (1994) изобрела способ подавления бактериального нитчатого вспухания активного ила; Н. М. Калинкина (1999) долгое время посвящает свои работы токсичности сточных вод ипоиску новых методов в биотестировании; А. В. Киташов (2000) изучалиммуно-защитные реакции организмов, как возможные критерии оценкисостояния среды обитания (на примере Mytilus edulis L.); Е. С. Захариков(2006) проводил экологические исследования объектов природной среды врайонах нефтедобычи с применением биотестирования; Э.

В. Ивантер, В.П. Моисеева, Е. А. Моисеева (2007) занимались экологическим мониторингом сточных вод сульфат – целлюлозного производства, что значимо,как опыт водно-токсикологического биотестирования; М. Ф. Вундцеттель(2008) изучал экологию пресных вод, а также уделял внимание воднойтоксикологии, М. В. Мичукова (2008) использовал Daphnia magna Straus вбиоиндикации; О. П. Мелехова (2008) изучала принципы и методы биологического контроля в системе экологического мониторинга, биотестирование сточных вод производства целлюлозы методом радикальной полимеризации; О.

П. Мелехова, Е. И. Сарапульцева, С. А. Граськин, Т. И. Евсеева, В. М. Глазер, А. А. Киташова, Ю. П. Козлов, И. А. Кондратьева, Ю. К.Доронин, Д. Н. Маторин, С. А. Остроумов, С. И. Погосян, А. В. Смуров, Г.Н. Соловых (2010) посвящали свои научные работы биологическому контролю окружающей среды, генетическому мониторингу, а также биологическому контролю окружающей среды посредствам биоиндикации и биотестирования; С. А. Нефедова, А. А. Коровушкин, Ю.

А. Поминчук (2011)изучали состав активного ила на свинокомлексах, на очистных сооруженяхжилищно-коммунальных хозяйств, при различной аэрации; Г. В. Коссова(2012) изучала экологические последствия слабых загрязнений воднойсреды, а также инновационные методы биологического контроля.281.3. Развитие и становление метода биологической очистки сточныхвод с применением активного ила.

Биота активного ила в качестветест-объекта для биоиндикационных исследованийНемногочисленны научные исследования в области технологийочистки бытовых стоков, так как практически нет способов переработкибиомассы ила. Специалисты МГУП «Мосводоканал» и ученые МГУ имениМ. В. Ломоносова апробировали методику получения автотрофных организмов (биомассы микроводорослей), способных активно очищать сточные воды (Козлов и др., 2011).Л.

Р. Акчурина (2011) в своей диссертационной работе предлагаетспособ обезвреживания угдеводородов в сточных водах нефтезаводов, вкотором используется водный экстракт активного ила. Автор убедительнодоказывает, что при биостимуляции в среднем на 20 % возрастает эффективность очистки стоков (Акчурина, 2011).О. П. Чжу и Ю. В.

Ракевич (2014) в своей работе «Повышение активности и устойчивости ила аэротенков очистных сооружений методом химического мутагенеза» сообщают, что биологическая очистка основана наспособности микроорганизмов в качестве пищи использовать органические вещества из сточных вод, либо окисляя, либо восстанавливая их. Такфункционирует активный ил в аэротенках (Чжу, 2014).Я.

А. Карелин (1973) сообщает, что история применения биологической очистки началась в XIX веке, когда были построены естественныепочвенные поля фильтрации. В 1983 году Англии появились биофильтры,это позволило очищать стоки круглогодично. В России биологическаяочистка сточных вод появилась на 15 лет позже (Карелин, 1973).Основатель метода биологической очистки Дибдин в 1887 году описывалиспользование активного ила в очистных сооружениях следующим образом: «...для очистки сточной жидкости целесообразно применять специфические микроорганизмы, специально для тех целей культивируемые; потом29выдержать жидкость в течение достаточного времени, энергично ее аэрируя, и, наконец, спустить в водоем» (Лосев и др., 1998).В 20-е годы XX века в аэротенках стал эффективно использоватьсяметод биологической очистки стоков с помощью биоты активного ила.