БИОТЕСТИРОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ БАССЕЙНОВ РЕК ГОРОДА СТЕРЛИТАМАКА

Поверхностные воды являются динамичными системами, которые максимально подвержены влиянию городских территорий.

В связи с усилением токсичности возникают экологические риски ухудшения качества воды, изменяются классы качества воды в городской черте. Оценка степени загрязнения воды поллютантами и выявление характера их влияния на живые организмы является важной задачей эколого-токсикологических исследований. Для анализа состояния природных сред важно знать не столько содержание полллютантов, но и изменения жизненно важных параметров, наиболее чувствительных к их воздействию.

Методы биотестирования состояния природных сред стали неотъемлемой частью работ по оценке степени антропогенного загрязнения экосистем и его последствий. Причины этого заключаются в часто непредсказуемом характере взаимодействий поллютантов между собой и с компонентами окружающей среды [5].

Для выявления токсичности природной воды необходимо использовать не один, а несколько тест- организмов с различной чувствительностью. Поскольку природная вода содержит комплекс различных загрязняющих веществ, то надежный контроль токсичности загрязненности природных вод можно обеспечить, используя при этом систему биотестов [4].

Результаты биотестирования позволяют выявить критические ситуации и являются необходимыми для получения объективной информации в целях разработки мероприятий по уменьшению влияния загрязнения на окружающую среду [2] .

Стерлитамак - крупный город Республики Башкортостан, в котором находятся химические и нефтехимические предприятия, мощные предприятия стройиндустрии и стройматериалов, также широко представлена пищевая промышленность, деятельность которых вызывает загрязнение проточных водоемов, находящихся на территории города.

Представленная работа выполнена осенью 2015 года. В ходе исследований были отобраны пробы поверхностной воды из рек города Стерлитамака и его окрестностей: Ашкадар, Стерля, Ольховка, Белая, Селеук. В качестве контрольной пробы использовали дистиллированную воду.   

В ходе исследований был проведен химический анализ проб воды рек на наличие ионов Fe+2, НСO3 , SO4  , Mg+2, Cu+2, Cl-, Zn+2, а также органических соединений. По результатам химического анализа выявлено, что в пробах реки Белой были обнаружены соединения Zn+2 и Cu+2, превышающие пределы ПДК, в пробе реки Ашкадар было отмечено содержание нефтепродуктов до 2 ПДК. Содержание ионов Fe+2, Mg+2 в исследуемых  пробах воды было выявлено в пределах ПДК. Ионы SO4, Cl , НСO3 в исследуемых пробах не были обнаружены.

Биологическая оценка воды определялась методами биотестирования по выживаемости пресноводных гидробионтов инфузории Paramecium. Для определения потенциальной мутагенности среды была использована классическая методика, основанная на изучении реакции клеток меристемы молодых растущих корешков лука (Allium cepa).

Методика определения токсичности воды по выживаемости инфузорий основана на установлении количества погибших или обездвиженных особей после экспозиции в тестируемой воде [1]. Поскольку восприятие химических веществ происходит у простейших на рецепторном уровне, для данного теста характерна высокая чувствительность и быстрота ответа на воздействие химиката [3].

Токсичность воды можно быстро и точно определить, также используя современные цитогенетические методы. Наиболее чувствительными к неблагоприятным воздействиям внешней среды являются молодые делящиеся клетки лука. Цитотоксичность проб воды оценивали по изменению митотической активности клеток корневой меристемы. Генотоксичность проб воды оценивали по частоте аберрантных ана-телофаз, наблюдаемых в митозе клеток меристемы корней лука.

В результате  проведения опыта по выживаемости инфузорий в анализируемых пробах, острого токсического действия на тест-объект не наблюдалось. В итоге проанализированные пробы оценивались в основном как слаботоксичные (р < 0,05), за исключением проб из реки Ашкадар и контрольного варианта (Табл.1). Относительно высокое содержание соединений Zn+2 и Cu+2  в реке Белой могло стать причиной небольшого процента выживаемости инфузорий.

Таблица 1  

Выживаемость инфузорий в исследуемых образцах

Во всех указанных пробах процент наблюдаемых клеток с измененными ана - и телофазами выше аналогичного контрольного показателя. Достоверный уровень генетических изменений отмечен в делящихся клетках корешков лука во всех пробах, кроме пробы реки Белой. Частота хромосомных аберраций в клетках лука, пророщенного в пробах воды рек Ольховка (3,55%) и Ашкадар (2,19%) достоверна выше спонтанного уровня. При анализе проб воды из реки Ашкадар было выявлено превышение содержания нефтепродуктов, которые сбрасываются предприятиями, расположенными вблизи нее, а также вследствие частого мытья машин. Уровень аберрантных хромосом в контрольной пробе составил 1,07 %. Уровень аберрантных хромосом в реке Белой составил 1,36 %, в пробе реки Стерля – 1,65%, Селеук – 1,52%. Результаты хромосомных нарушений в данных пробах соответствовали уровню спонтанного мутагенеза (менее 2%). Спектр патологических митозов в опыте был представлен основными типами цитогенетических нарушений: отставания хромосом, одиночные и множественные хромосомные мосты, фрагменты.

Таким образом, использование нескольких методов биотестирования позволяет дать комплексную и более информативную оценку состояния водных ресурсов. В результате биотестирования по выживаемости инфузории установлено, что все исследуемые пробы воды не обладали острым токсическим действием. Цитогенетический анализ показал, что в клетках лука, пророщенного на пробах из рек Ашкадар и Ольховка наблюдалось превышение уровня спонтанного мутагенеза.

Список литературы

1.     ГОСТ 29136–91. Мука кормовая из рыбы, морских млекопитающих, ракообразных и беспозвоночных. Метод определения общей токсичности. Введ. 01.01.93. – М.: Изд-во стандартов, 1992.

2.     Егорова Е.И. Исследование природных вод и почв методами биотестирования: уч. пособие по летней практике.– Обнинск: ИАТЭ, 2004.–52 с.

3.     Мониторинг качества вод: Оценка токсичности / А.М. Никаноров и др. – СПб.: Гидрометиздат, 2000. – 156 с.

4.     Нохрин.  Д.Ю.,  Грибовский  Ю.Г.,  Давыдова  Н.А.  Экспресс-оценка  токсичности  воды  крупных водохранилищ Челябинской области с использованием простейших// Российский журнал "Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии", 2011 № 2(6), С. 105-108

5.     Mersh-Sundermann V., Eming M., Reinhard A. еt al. Zur Notwendigkeit der Untersuchung der Synergismen chemischer Umweltkontaminanten im Hinblick auf genotoxishe Effekte // Zentralbl. Hyg. Und Umweltmed. − 1997. − V. 199. − № 5. − P.424…435.