Автореферат (Индикаторное значение червей и растений для оценки экологического состояния вермикомпостируемых почв, загрязненных отходами кожевенного и цементного производств), страница 4

Численность особей навозного червя снизилась на 19 %, коконов –20 %. Маркерное снижение численности особей (на 29 %), при такой токсичности14почвы, выявлено у красноватого дождевика, количество коконов этого вида червей уменьшилось на 23 %. Численность особей восьмигранной дендробены снизилась на 21 %, коконов – 18 %. Под давлением сильного загрязнения среды состороны цементного производства (варианты 6 и 6а), в течение 5 недель вермикомпостирования, количество особей и коконов белокончикового дождевого червя уменьшилось на 57 %, что составляет 2,5 раза. Численность особей и коконовнавозного червя и красноватого дождевика снизилась в тех же пределах. Численность особей и коконов восьмигранной дендробены снизилась в 2 раза (54 %).Следовательно, навозный червь и красноватый дождевик являются маркерными видами для биотестирования токсичности почв, вермикомпостируемых после загрязнения цементными отходами.Репродуктивная активность червей в зависимости от токсичности среды является достоверным показателем для биотестирования.

Необходимо отметить,что основными параметрами при исследовании репродуктивности червей считаются: динамика между количеством особей и полученных от них коконов и количество вылупившейся молоди из этих коконов. При исследовании взаимосвязимежду количеством коконов и появлением из них молоди выявлено, что по индикаторному показателю – вылупляемость, маркерный вид для субстратов, загрязненных анализируемыми отходами, восьмигранная дендробена (Dendrobaenaoctaedra), цементного – красноватый дождевик (Lumbricus rubellus) (таблица 8).Появление коконов восьмигранной дендробены происходит на третьей неделе, при этом по сравнению с экологически чистой почвой во 2-м и 3-ем экспериментальных вариантах среды их появляется меньше на 30 % и 70 % соответственно.При этом в 1-ом варианте почв (контрольный субстрат) с 3-ей по 6-ую неделю онтогенеза наблюдается увеличение числа коконов.

При среднем и сильномзагрязнениях среды выявлена обратная динамика, количество коконов уменьшается с увеличением возраста червей, при среднем загрязнении черви прекращаютоткладывать коконы на 6-ой неделе онтогенеза, сильном – в начале пятой недели.Таблица 8 – Показатели вылупляемости молоди из коконов червей видаDendrobaena octaedra при различной токсичности субстратаПоказатели вылупляемости червейчисло коконов, шт.наличие молоди, шт.Периодонтогенезаварианты загрязнения почв1/42/53/61/42/53/63 неделя10/127/9 *3/6*– /–– /–– /–4 неделя14/156/71/4– /–– /–– /–5 неделя18/194/3–/114/169/112/36 неделя25/23– /1– /–16\193/6 *1/17 неделя– /–– /–– /–19\24 **2/2– /–– /–– /–– /–23/27 *–/1– /–8 неделяВо всех экспериментальных почвах первая молодь вылупляется на пятойнеделе исследований, однако с разной интенсивностью: если в экологически благоприятной среде (1ый вариант субстрата) за 1 месяц обнаруживается в среднем1572 молодых особи, то во 2-ой и 3-ей экспериментальных почвах их значительноменьше – на 80 % и 96 % соответственно.При изучении динамики вылупляемости червей, обитающих в почвах, загрязненных отходами цементного производства, обнаружено, что появление коконов красноватого дождевика происходит на третьей неделе независимо от интенсивности загрязнения среды.

В контрольном варианте почв наблюдалось увеличение числа коконов до 6-ой недели онтогенеза. При средней токсичности субстрата на 3-ей неделе развития появляется на 35 % меньше коконов по сравнениюс нормой, при сильном – на 67 %. На шестой неделе эксперимента при среднемзагрязнении почв количество коконов на 96 % ниже контрольных значений, приэтом сильная токсичность почв абсолютно подавляет откладку червями коконов.Появление молоди наблюдается на пятой неделе, и увеличение ее количествапроисходит только в четвертом варианте экспериментальной почвы. В почвах спятым и шестым типами загрязнения происходит снижение появления молоди на31 % и 81 %.

На восьмой неделе в пятом варианте почв оно снижается на 96 %, вшестом варианте субстрата – прекращается совсем.В подразделе 3.3. приведена динамика диагностического диапазона цитохимических показателей гемолимфы червей в зависимости от условий среды и обоснована возможность использования этих показателей для биотестирования токсичности почв. Динамика и структура пула гликогеновых гранул в гемолимфе червей, определяющихся цитохимически при проведении Шик-реакции, отражаеттоксичность среды под действием загрязнения отходами кожевенного производства: в норме, когда условия среды благоприятные, крупные гранулы обнаруживаются в среднем в 5,4 %, мелкие – в 6,2 % амебоцитов.

При чем, индикаторнаяреакция одинакова у всех анализируемых видов червей (таблица 9). Маркернымипоказателями экологически благоприятного субстрата является малочисленностькрупных и средних гранул в амебоцитах червей. При этом разница в процентномсоотношении между содержанием гранул разных размеров, выявляемых Шикреакцией, незначительная.При средней токсичности почв (2 вариант) у белокончикового дождевогочервя, количество крупных гранул в амебоцитах возрастает на 1 %, мелких гранул уменьшается на 3 %. Подобная тенденция сохраняется у навозного червя,красноватого дождевика и восьмигранной дендробены. Их индикаторные цитохимические показатели в клетках гемолимфы следующие: по крупных грануламнаблюдается увеличение количества на 1 %, мелким – уменьшение на 2-3 %.При сильном загрязнении почв (3 вариант) в амебоцитах червей, по сравнению с нормой, резко возрастает количество крупных гранул, при том, что практически исчезают мелкие гранулы.

Количество крупных гранул у всех видов анализируемых червей возрастает в 2 раза, мелких – уменьшается в 3-5 раз; цитохимические показатели при оценке количества крупных и мелких гликогеновых гранул в амебоцитах червей подвергшихся антропогенному влиянию со стороны отходов цементного производства идентична выявленной при изучении воздействия отходов кожевенного предприятия.16Таблица 9 – Цитохимическая оценка амебоцитов червей подвергшихся антропогенному влиянию со стороны отходов кожевенного/цементного производстваШикВарианты загрязнения почвреакция,Вид червейгранулы, %1/42/53/6крупные5,2/5,36,4/5,912,3/8,3*Octolasion lacteumмелкие6,5/6,23,7/5,4*1,5/3,5*крупные5,4/5,56,6/6,4 12,7/7,9**Eisenia fetidaмелкие6,3/6,74,2/5,1* 1,2/3,8**крупные5,2/5,46,3/6,3 11,6/7,7**Lumbricus rubellusмелкие6,1/6,53,3/4,8* 1,4/3,2**крупные5,6/5,66,5/6,6 12,9/8,1**Dendrobaena octaedraмелкие5,8/5,93,7/5,0** 2,2/3,4*Примечание: п = 15 для каждого вида червей.Динамика индикаторных показателей для проведения биотестирования выражается в изменении пула мелких и крупных гранул гликогена в амебоцитах гемолимфы червей.В 4-ом варианте субстрата (контрольная почва) крупные и мелкие гранулыобнаруживаются в среднем в 6 % амебоцитов червей.

При средней нагруженности субстрата отходами цементного производства (5 вариант), количество крупных гранул возрастает на 0,6 % у белокончикового дождевого червя, мелких –уменьшается на 0,8 %; у навозного червя и красноватого дождевика наблюдаетсяувеличение крупных гранул на 0,9 %, мелких гранул уменьшается на 2 % соответственно. Количество крупных гранул у восьмигранной дендробены увеличивается на 1 %, мелких – уменьшается на 0,9 %. У белокончикового дождевогочервя количество крупных гранул увеличиваются в 1,6 раз, мелких – уменьшается в 2 раза. Количество крупных гранул у навозного червя и красноватого дождевика увеличивается в 1,4 раза, мелких гранул уменьшается в 2 раза соответственно. У восьмигранной дендробены количественные показатели крупных гранулвозрастают в 1,4 раза, мелких – снижается в 1,7 раз.Таким образом, динамика крупных и мелких гликогеновых гранул, выявляемых в амебоцитах при Шик-реакции, у всех изучаемых видов червей являетсяиндикаторным маркером при проведении биотестирования токсичности почв, вместах отвалов кожевенных и цементных предприятий.

Причем, влияние загрязнения среды под воздействием отходов кожевенного производства гораздо болеезаметно отражается на цитохимических реакциях червей, чем со стороны отходовцементных заводов.В подразделе 3.2.3. приведена динамика диагностического диапазона цитоморфологических показателей амебоцитов гемолимфы червей под действиемсреды и обоснована возможность их использования для биотестирования токсичности почв в местах отвалов кожевенных и цементных отходов. Адаптацияпопуляций червей формируется постоянно, что определяет готовность к мутациям.

Микроядра отражают наличие, интенсивность и устойчивость мутаций, вызванных антропогенным давлением. Микроядерный тест амебоцитов червей, в17качестве показателя для биотестирования, отражает не только антропогенноедавление среды, но и указывает на маркерный вид червей, который необходимоприменять как при анализе хронической токсичности почв, так и при исследовании процесса их ремедиации на экологически неблагоприятных территориях.Проанализировав количественную динамику микроядер в трёх поколениях червей, вермикомпостируемых токсичные почвы, выявили маркерный вид для проведения биотестирования (таблица 10).Таблица 10 – Динамика количества микроядер в амебоцитах червей, вермикомпостируемых почвы с отвалов кожевенных отходовПоказателиВид червей,микроядерпоколения червейПочвып = 15на 100123амебоцитовOctolasion lacteum1,41,11,31,2Eisenia fetida1,51,31,11,81Lumbricus rubellus1,31,41,41,2Dendrobaena octaedra1,61,61,51,9Octolasion lacteum1,37,4***4,9***1,7Eisenia fetida1,67,7***7,3***6,7***2Lumbricus rubellus1,27,9***7,5***7,2***Dendrobaena octaedrа1,47,7***5,2***1,5Octolasion lacteum1,27,8***5,3***1,8Eisenia fetida1,67,9***7,6***7,1***3Lumbricus rubellus1,57,6***7,4***6,9***Dendrobaena octaedra1,37,5***5,1***1,4В контрольной почве в амебоцитах первого поколения червей видовOctolasion lacteum и Dendrobaena octaedra количество микроядер стабильно утрех поколений (1,4, 1,1, 1,3 и 1,6, 1,5, 1,9 ед.

соответственно). При среднем загрязнении кожевенными отходами вермикомпостируемых почв у червей видовбелокончиковый дождевой червь и восьмигранная дендробена в первом поколении на 100 амебоцитов обнаруживается 7,4 и 7,7 микроядер соответственно. Ктретьему поколению число микроядер уменьшается в среднем на 80 %, их количество приближается к норме. У навозных червей и красноватых дождевиков впервом поколении число микроядер на 100 амебоцитов увеличивается до 7,7 и 7,9ед. соответственно, в третьем поколении обнаруживается большое количествомикроядер – 6,7 и 7,2 ед. на 100 амебоцитов соответственно.При сильном загрязнении вермикомпостируемых почв (3 субстрат) у белокончиковых дождевых червей и восьмигранной дендробены в первом поколенииколичество микроядер на 100 амебоцитов составляет 7,8 и 7,5 ед.