Использование Artemia salina для экологической оценки водоемов

Литература

1. Щербатов В.И., Смирнова Л.И., Щербатов О.В. Инкубация яиц сельскохозяйственной птицы: монография. -Краснодар: КубГАУ, 2015. -184 с.

2. Дядичкина Л. Инкубация - главное звено в цепи воспроизводства птицы // Птицеводство.

- 2010. -№1. -С. 21-23.

3. Царенко П.П., Васильева Л.Т., Осипова Е.В. Прочность - главное качество скорлупы яиц // Птица и птицепродукты. - 2012. - №5. - С.51-56.

4. Станишевская О.И. Режим инкубации должен учитывать качество яйца // Животноводство России. - 2008. - №6. - С. 17-18.

5. Царенко П.П. Повышение качества продуктов птицеводства: пищевые и инкубационные яйца. - Л.: «Агропромиздат», 1988. - 240 с.

Literatura

1. SHCHerbatov V.I., Smirnova L.I., SHCHerbatov O.V. Inkubaciya yaic sel'skohozyaj stvennoj pticy: monografiya. -Krasnodar: KubGAU, 2015. -184 s.

2. Dyadichkina L. Inkubaciya - glavnoe zveno v cepi vosproizvodstva pticy // Pticevodstvo. -2010. -№1. -S. 21-23.

3. Carenko P.P., Vasil'eva L.T., Osipova E.V. Prochnost' - glavnoe kachestvo skorlupy yaic // Ptica i pticeprodukty. - 2012. - №5. - S.51-56.

4. Stanishevskaya O.I. Rezhim inkubacii dolzhen uchityvat' kachestvo yajca // ZHivotnovodstvo Rossii. - 2008. - №6. - S. 17-18.

5. Carenko P.P. Povyshenie kachestva produktov pticevodstva: pishchevye i inkubacionnye yajca.

- L.: «Agropromizdat», 1988. - 240 s.

УДК 574.6: 543.9

Канд. с.-х. наук Е.Д. ШИНКАРЕВИЧ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ARTEMIA SALINA ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ВОДОЕМОВ

Загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы. Источники загрязнения водоемов более разнообразны и менее предсказуемы. Естественно, процессы, происходящие в водной среде и подвергающиеся загрязнению, более чувствительны сами по себе и имеют большее значение для обеспечения жизни на Земле, чем те, которые протекают в атмосфере [1].

Большую опасность для экосистем водных объектов представляют нефтепродукты, являющиеся одними из самых распространенных и токсичных загрязняющих ингредиентов. При поступлении нефтепродуктов в водный объект со временем происходит перераспределение основных форм миграции в сторону преобладания растворенной и эмульгированной форм [3].

Одной из актуальных задач является создание системы оперативного контроля, разработка и применение экспрессных методов оценки качества воды. Такую оценку можно получить с помощью стандартных методик биотестирования по определению токсичности воды для гидробионтов [4].

Одна из наиболее часто используемых методик основана на определении смертности рыб в исследуемой водной среде, по сравнению с контрольной культурой в пробах, не содержащих токсических веществ [2].

Цель исследования. Целью данной работы являлось изучение чувствительности Artemia salina к нефти и нефтепродуктам при экспонировании в лабораторных условиях.

В рамках этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Дать оценку влияния сырой нефти на выживаемость Artemia salina.

2. Вычислить токсичность нефтепродуктов (мазут и дизельное топливо) на выживаемость Artemia salina.

3. Оценить токсическое действие нефтепродуктов и сырой нефти после биодеструкции на выживаемость Artemia salina в лабораторных условиях.

Материалы, методы и объекты исследования. В качестве тест-объекта в работе использовались рачки Artemia salina.

Для приготовления растворов в 400 мл отстоянной водопроводной воды добавляли 4 мл токсиканта, для получения максимальной концентрации - 10 мл/л, и тщательно перемешивали в течение одного часа с отключенным светом (в качестве устройства для перемешивания использовался ротатор), и затем интенсивно встряхивали руками около 5 минут.

Биотестирование проводили при освещении рассеянным светом с естественной сменой дня и ночи, при температуре воды 25±1°С. Схема опыта представлена в табл. 1.

Таблица 1. Схема исследования

Токсикант Концентрация, мл/л Количество тест-объекта, шт.

Контроль — — — — 20

Нефть 10 1 0,1 0,01 20

Дизельное топливо 10 1 0,1 0,01 20

Мазут М-100 10 1 0,1 0,01 20

Нефть после биодеструкции 10 1 0,1 0,01 20

ДТ после биодеструкции 10 1 0,1 0,01 20

Мазут после биодеструкции 10 1 0,1 0,01 20

Воду для опыта брали водопроводную. Гидрохимические показатели воды, а именно рН, жесткость общая, хлор, нитраты, нитриты, аммонийный азот, сульфаты представлены в табл. 2.

Продолжительность биотестирования составила 48 часов. Выживших и мертвых артемий подсчитывали визуально под стереомикроскопом МС-2-200М.

Таблица 2. Гидрохимические показатели воды, используемой в опыте

Показатель Единицы измерения Норматив Исходная вода

рН ед рН 6-9 6,4

Жесткость общ. ммоль/дм3 7 0,9

Аммонийный азот мг/дм3 1,5 0,1

Хлор мг/дм3 350 8

Нитраты мг/дм3 45 1,4

Нитриты мг/дм3 3,3 -

Сульфаты мг/дм3 500 28

Результаты исследования.

1. Действие токсичности сырой нефти на выживаемость Artemia salina.

В первом опыте была приготовлена водная эмульсия сырой нефти, с концентрациями в диапазоне от 10 до 0,01 мл/л. Рачки Artemia salina экспонировались в течение 48 часов, после чего подсчитывалось количество живых и мертвых особей. Количество кислорода измерялось в начале постановки эксперимента и через 48 часов. Результаты представлены на рис. 1 - 2.

При исследовании токсичности сырой нефти (рис. 2) было выявлено, что максимальная концентрация (10 мл/л) вызывала 100% смертность тест-организмов. При наименьшей исследуемой концентрации токсиканта (0,01 мл/л) наблюдалась смертность артемии на уровне 65%.

100

л н о о к н а

<D

о

Л

н о о

<D Й И

К *

m

80

60

40

20

Контроль 0,01 0,1 1 10

Концентрация нефти, мл/л

Выживаемость, %  Смертность, %

Рис 1. Выживаемость и смертность рачков Artemia salina в зависимости от концентрации сырой нефти

0

Количество кислорода (рис. 2) в водной эмульсии нефти с ростом ее концентрации снижалось. Также видно, что во всех исследованных пробах кислород снижался не больше, чем на 7%, а разница содержания кислорода в начале эксперимента и через 48 часов меняется незначительно.

Можно сделать вывод, что причиной гибели рачков при загрязнении водной среды сырой нефтью в большей степени является их залипание в поверхностной маслянистой пленке (физическое воздействие), а не токсичность составляющих ее компонентов.

2. Действие токсичности нефтепродуктов на выживаемость Artemia salina. В следующей серии экспериментов перед нами стояла задача исследовать токсическое действие дизельного топлива и мазута марки М-100 на жизнеспособность и смертность Artemia salina. Как и в предыдущих опытах, количество кислорода измеряли в момент постановки эксперимента и через 48 часов. Результаты представлены на рис. 3-4.

Л

й о К н а

<D

о

Л

й о

<D Й И

К $

ffl

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Контроль

0,01

0,1

1

10

Концентрация мазута, мл/л

Выживаемость,%  Смертность, %

Рис. 3. Выживаемость и смертность рачков Artemia salina в зависимости от концентрации мазута М - 100

После проведения экспериментов с мазутом марки М-100 видно, что при минимальной концентрации (0,01 мл/л) смертность составила 25%, в то время как при такой же концентрации в нефти наблюдается смертность 40% тест-организмов. Но все равно при максимально взятой нами концентрации мазута (10 мл/л) опыт показывает 100% смертность рачков.

Количество кислорода (рис. 4) с увеличением концентрации токсиканта и временем экспонирования снизилось не более чем на 4%.

При оценке результатов (рис. 5) видно, что дизельное топливо в водной среде пагубно действует на тест-организм в концентрациях 1 мл/л и 10 мл/л. В этих концентрациях смертность тест-объектов составила 100%.

Количество кислорода в пробах дизельного топлива (рис. 6) почти не снижается по сравнению с растворами нефти и мазута.

По представленным результатам мы можем сделать вывод, что дизельное топливо имеет отличительный от нефти и мазута характер действия, т.к. при производстве дизельного топлива применяют разнообразные присадки, в состав которых входят полимеры этилена, эфиры кислот и спиртов, амиды и т.д.

97

97,6

96

й ч о л о ч о к

* 95

о

и

б

¡г 94

к ч о

« 93

92

л н о о к н а <и

о

3

и

К *

ffl

Контроль 0,01 0,1 1 10

Концентрация мазута, мл/л

в начале опыта  через 48 ч, % Рис. 4. Количество кислорода в зависимости от концентрации мазута М-100

100 90 80 70 60 я 50

л

О 40

30 20 10

Контроль

0,01

0,1

1

10

Концентрация дизельного топлива, мл/л

Выживаемость, %  Смертность, % Рис. 5. Выживаемость и смертность рачков Artemia salina в зависимости от концентрации дизельного топлива

0

98

\р

о <й 97,5

о

ft о нн 97

R О

§ 96,5

й & 96

К

<D Я 95,5

к о

á 95

94,5

97,5

97,5

97,5

96,4

97,5

97,5

Контроль 0,01 0,1 1 10

Концентрация дизельного топлива, мл/л

в начале опыта  через 48ч, % Рис. 6. Количество кислорода в зависимости от концентрации дизельного топлива

То есть дизельное топливо действует на организмы непосредственно своим химическим составом, в то время как нефть и мазут воздействуют не на химическом уровне, а на физиологическом.

3. Сравнение токсического действия сырой нефти и нефтепродуктов после биодеструкции на выживаемость Artemia salina.

Под биодеструкцией понимают совокупность разрушающих материал химических и физических процессов, вызванных действием организмов.

Для проведения сравнения токсичности сырой нефти и нефтепродуктов после биодеструкции мы в очищенные растворы токсикантов поместили тест-объект Artemia salina. Полученные нами результаты представлены в табл. 3.

Таблица 3 . Влияние сырой нефти и нефтепродуктов на выживаемость и смертность тест-объектов после биодеструкции

Токсикант Концентрация, мл/л Выживаемость, %

Нефть после биодеструкции 0,01 100

0,1 100

1 100

10 90

Мазут М-100 после биодеструкции 0,01 100

0,1 100

1 100

10 95

ДТ после биодеструкции 0,01 100

0,1 100

1 100

10 100

Анализируя табл. 3, можно сделать вывод, что после биодеструкции нефти и нефтепродуктов наибольшая смертность тест-организмов наблюдается в нефти 10%, по сравнению с мазутом М-100 и дизельным топливом 5% и 0% соответственно.

Таким образом, сырая нефть является более токсичной, это объясняется присутствием в ней летучих ароматических углеводородов (толуол, ксилол, бензол), нафталина и ряда других фракций нефти, а также наличие водорастворимой фракции, которая образует поверхностную маслянистую пленку.

Выводы. По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. С ростом концентрации сырой нефти выживаемость тест-объекта снижается, в то время как концентрация кислорода снижается не более чем на 7%.

2. Смертность рачков была выше в дизельном топливе по сравнению с мазутом М-100. Дизельное топливо имеет отличительный от нефти и мазута характер действия, т.к. при производстве дизельного топлива применяют разнообразные присадки, в состав которых входят полимеры этилена, эфиры кислот и спиртов, амиды и т.д.

3. Дизельное топливо действует на организмы непосредственно своим химическим составом, в то время как нефть и мазут воздействуют не на химическом уровне, а на физиологическом.

4. Применение в нефтяной промышленности микроорганизмов, обладающих высокой нефтеокисляющей и биоэмульгирующей активностью, позволит в кратчайшие сроки восстановить экологию загрязненных территорий.

Литература

1. Губкина Т.Г. Способы получения гидрофобных сорбентов нефти модификацией поверхности вермикулита органосилоксанами // Вестник МГТУ. - Т. 14. - № 4. - 2011. - С. 34.

2. Евдокимова Г.А. Биоремедиация загрязненных нефтепродуктами почв в условиях Кольского Севера // МурманшельфИнфо. - 2011. - №2 . - С.34-38.

3. Еремеева А.С., Донченко М. И., Бучельников В. С., Перегудина Е. В., Азарова С. В.

Обзор методов биоиндикации и биотестирования для оценки состояния окружающей среды // Молодой ученый. - 2015. - №11. - С. 537-540.

4. Ляшенко О.А. Биоиндикация и биотестирование в охране окружающей среды. - СПб.: Издательство СПбГТУРП, 2012. - 67 с.

5. Мелехова О.П. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - C. 288.

Literatura

1. Gubkina T.G. Sposoby polucheniya gidrofobnyh sorbentov nefti modifikaciej poverhnosti vermikulita organosiloksanami // Vestnik MGTU. - T. 14. - № 4. - 2011. - S. 134.

2. Evdokimova G.A. Bioremediaciya zagryaznennyh nefteproduktami pochv v usloviyah Kol'skogo Severa // Murmanshel'flnfo. - 2011. - №2 . - S.34-38.

3. Eremeeva A.S., Donchenko M. I., Buchel'nikov V. S., Peregudina E. V., Azarova S. V. Obzor metodov bioindikacii i biotestirovaniya dlya ocenki sostoyaniya okruzhayushchej sredy // Molodoj uchenyj. - 2015. - №11. - S. 537-540.

4. Lyashenko O.A. Bioindikaciya i biotestirovanie v ohrane okruzhayushchej sredy. - SPb.: Izdatel'stvo SPbGTURP, 2012. - 67 s.

5. Melekhova O.P. Biologicheskij kontrol' okruzhayushchej sredy: bioindikaciya i biotestirovanie: ucheb. posobie dlya stud. vyssh. ucheb. zavedenij. - M.: Izdatel'skij centr «Akademiya», 2007. -C. 288.