Оценка токсичности снегового покрова приусадебных участков г. Красноярска по реакции выживаемости инфузорий Paramecium caudatum (Ehrenberg, 1833) и фитотоксичности семян салата посевного Lactuca sativa

Таким образом, пигментный аппарат сосны обыкновенной проявляет повышенную чувствительность на поллютанты городской среды, что выражается в снижении общего количества пластидных пигментов.

Выводы. Установлено, что загрязнение газообразными поллютантами оказывает влияние на пигментную систему сосны обыкновенной. Снижение накопления хлорофиллов и каротиноидов и их деструкция приводят к изменению активности фотосинтетического аппарата, что в конечном итоге отражается на росте и продуктивности деревьев. Таким образом, результаты исследований подтверждают возможность оценки состояния городской среды по количественным показателям работы фотосинтетического аппарата. А пигментный комплекс сосны обыкновенной может служить своеобразным маркером уровня антропогенной загрязненности территории.

Литература

1. Розломий Н.Г. Зелёная зона г. Уссурийска Приморского края (состояние естественных и искусственных насаждений, оптимизация рекреационного лесопользования): автореф. дис. ... канд. биол. наук. -Владивосток, 2010. - 23 с.

2. Сотникова О.В., Степень Р.А. Эфирные масла сосны как индикатор загрязнения среды // Химия растительного сырья. - 2001. - № 3. - С. 74-81.

3. Гетко Н.В. Растения в техногенной среде. - Минск, 1989. - 208 с.

4. Шлык А.А. Определение хлорофиллов и каротиноидов в экстрактах зеленых листьев // Биохимические методы в физиологии растений. - М.: Наука, 1971. - С. 170-174.

5. Реакция пигментной и антиоксидантной систем растений на загрязнение окружающей среды г. Калининграда выбросами автотранспорта / Г.Н. Чупахина, П.В. Масленников, Л.Н. Скрыпник [и др.] // Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. - 2012. - № 2(18). - С. 171-185.

6. Тужилкина В.В. Реакция пигментной системы хвойных на длительное аэротехногенное загрязнение // Экология. - 2009. - № 4. - С. 243-248.

---------♦'----------

УДК 574.21 И.А. Шадрин, Н.С. Напесочный

ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ СНЕГОВОГО ПОКРОВА ПРИУСАДЕБНЫХ УЧАСТКОВ г. КРАСНОЯРСКА ПО РЕАКЦИИ ВЫЖИВАЕМОСТИ ИНФУЗОРИЙ PARAMECIUM CAUDATUM

И ФИТОТОКСИЧНОСТИ СЕМЯН САЛАТА ПОСЕВНОГО LACTUCA SATIVA

Проведена оценка токсичности снегового покрова приусадебных участков, расположенных в черте г. Красноярска, по выживаемости инфузорий Paramecium caudatum и фитотоксичности семян салата посевного Lactuca sativa.

Ключевые слова: инфузории, Paramecium caudatum, салат посевной, Lactuca sativa, биотестирование, токсичность, фитототксичность.

I.A. Shadrin, N.S. Napesochnuy

T HE ASSESSMENT OF THE SNOW COVER TOXICITY IN THE KRASNOYARSK PERSONAL PLOTS ACCORDING TO THE SURVIVAL REACTION OF INFUSORIA PARAMECIUM CAUDATUM (EHRENBERG, 1833) AND LETTUCE LACTUCA SATIVA SEED PHYTOTOXICITY

The assessment of the snow cover toxicity on the personal plots located within Krasnoyarsk, on the survival of infusoria Paramecium caudatum and lettuce Lactuca Sativa seed phytotoxicity is carried out.

Key words: infusoria, Paramecium caudatum, lettuce, Lactuca sativa, biotesting, toxicity, phytotoxicity.

Введение. Рост крупных городских центров приводит к росту антропогенного воздействия на окружающую среду. В связи с этим большое значение имеет биологический мониторинг качества снегового покрова, так как снег аккумулирует пыль, тяжелые металлы и пр. В период снеготаяния вредные примеси попадают из снега в почву, что может привести к загрязнению почв и грунтовых вод.

Применяемые в экологическом мониторинге физико-химические методы не всегда способны выявить токсичное влияние комплекса химических элементов, а также отдаленные последствия загрязнения. Приоритетными методами экологического контроля в настоящее время являются биологические и, в частности, методы биотестирования [1, 2].

Методы биологического анализа экосистем позволяют учесть суммарное взаимодействие поллютан-тов (синергизм), их взаимную нейтрализацию (антагонизм), биологическую аккумуляцию веществ и состояние экосистем в целом. Биотестирование в качестве тест-объектов используют организмы, способные дать интегральную оценку экологической ситуации, т.е. токсичности [2, 3].

Под биотестированием понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменение жизненно важных функций организмов. Благодаря простоте, оперативности и доступности биотестирование получило широкое признание во всем мире [4].

Целью данной работы является оценка токсичности снегового покрова приусадебных участков, расположенных в черте г.Красноярска, по выживаемости инфузорий Paramecium caudatum и фитотоксичности семян салата посевного Lactuca sativa.

К разрешению были поставлены следующие задачи: оценить токсичность снегового покрова приусадебных участков по выживаемости Paramecium caudatum и динамике роста корней и проростков семян салата посевного Lactuca sativa; проанализировать пространственную динамику токсичности снегового покрова приусадебных участков, расположенных в черте города Красноярска; провести сравнительный анализ токсичности снегового покрова разных районов по реакциям тест-объектов.

Объект исследования. Объектами исследования являлись образцы снегового покрова приусадебных участков, расположенных в черте г. Красноярска.

Пробы снега отбирались в марте 2012 г. в трехкратной повторности с приусадебных участков из следующих районов г. Красноярска: Ветлужанка, Бугач, Академгородок, Покровка, Красфарма (рис. 1).

Рис. 1. Карта-схема г. Красноярска: станции отбора проб (приусадебные участки): ст. 1 - пос. Бугач; ст. 2 - мкр-н Ветлужанка; ст. 3 - мкр-н Покровка; ст. 4 - мкр-н Академгородок; ст. 5 -

Красфарма

Методика биотестирования. Показателем токсичности служит выживаемость, фиксируемая по числу выживших линий Paramecium caudatum. Критерием токсичности является достоверное отличие контрольных и опытных вариантов, которая оценивалась по критерию Стьюдента [4-6].

Тест-объект салат посевной (Lactuca sativa). Критерием вредного действия принято 50 %-е ингибирование роста корней и проростков семян. Достоверное различие контрольных и опытных показателей определяют по критерию Стьюдента.

Результаты исследования. Для выявления токсичности снега проводились эксперименты на выживаемость и смертность тест-объекта (инфузории Paramecium caudatum) (рис. 2).

токсичность, %

Рис. 2. Токсичность снегового покрова приусадебных участков, расположенных в черте г. Красноярска, по реакции выживаемости инфузории Paramecium caudatum

Установлено, что в пробах снегового покрова, отобранных в районах - Октябрьском (Ветлужанка, станция Бугач), Центральном (Покровка), отмечается достоверное снижение выживаемости парамеций по критерию Стьюдента (р<0,05), ситуация характеризуется как токсичная, за исключением проб, отобранных в микрорайоне Академгородок.

В пробах, отобранных по правому берегу в Свердловском районе (Красфарма), также отмечается достоверное снижение выживаемости Paramecium caudatum по критерию Стьюдента (р<0.05), ситуация характеризуется как токсичная (табл. 1).

Таблица 1

Оценка токсичности снегового покрова приусадебных участков г. Красноярска по реакции выживаемости Paramecium caudatum

Вариант Экспозиция, мин Данные эксперимента, X ± m Достоверность различий по критерию Стьюдента, Р<0,05

1 2 3 4

5 11,8+0,5

Контроль 30 11,1+0,5

60 11,3+0,5

5 11,2+0,4 Недостоверно

Проба 1 (Ветлужанка) 30 7,5±0,4 Достоверно

60 4,3±0,4 Достоверно

Проба 2 5 11,7+0,5 Недостоверно

30 8,9+0,4 Недостоверно

!а£ н а ж у л т е (В 60 4,8+0,4 Достоверно

Окончание табл. 1

1 2 3 4

Проба 3 (Ветлужанка) 5 30 60 12,7±0,6 10,1 ±0,4 7,2±0,5 Недостоверно Недостоверно Достоверно

Контроль 5 30 60 10,4±0,8 6,4±0,6 9,2±0,6

Проба 1 (Академгородок) 5 30 60 13,6+0,8 10,5+0,5 8,3±0,2 Недостоверно Недостоверно Недостоверно

Проба 2 (Академгородок) 5 30 60 12,3±0,4 8,9±0,4 7,3±0,7 Недостоверно Недостоверно Недостоверно

Проба 3 (Академгородок) 5 30 60 12,7+0,5 10,2+0,4 6,6±0,5 Недостоверно Недостоверно Достоверно

Контроль 5 30 60 9,4±0,6 9,3±0,6 8,9±0,5

Проба 1 (Бугач) 5 30 60 10.1 ±0,7 9,3±0,7 6.1 ±0,5 Недостоверно Недостоверно Недостоверно

Проба 2 (Бугач) 5 30 60 9,6±0,4 7,7±0,3 2,3±0,4 Недостоверно Недостоверно Достоверно

Проба 3 (Бугач) 5 30 60 10,5±0,5 6,4±0,4 3,5±0,3 Недостоверно Достоверно Достоверно

Контроль 5 30 60 10,4±0,5 10,0±0,7 9,2±0,3

Проба 1 (Покровка) 5 30 60 10,3±0,4 8,0±0,5 4,4±0,3 Недостоверно Недостоверно Достоверно

Проба 2 (Покровка) 5 30 60 10,6±0,5 9,1 ±0,4 5,2±0,4 Недостоверно Недостоверно Достоверно

Проба 3 (Покровка) 5 30 60 10,5±0,5 9,0±0,5 5,7±0,3 Недостоверно Недостоверно Достоверно

Контроль 5 30 60 11,3±0,6 10,9±0,5 10,2±0,4

Проба 1 (Красфарма) 5 30 60 12,3±0,6 8,1 ±0,5 3,8±0,3 Недостоверно Достоверно Достоверно

Проба 2 (Красфарма) 5 30 60 12,0±0,7 8,0±0,5 3,1 ±0,4 Недостоверно Достоверно Достоверно

Проба 3 (Красфарма) 5 30 60 12,2±0,5 7,7±0,3 2,8±0,4 Недостоверно Достоверно Достоверно

Проанализированные пробы снегового покрова районов города Красноярска по фитотоксичности семян салата посевного оценивались в основном как токсичные, так как отмечалось ингибирование роста корней и побегов по сравнению с контролем как по правому, так и по левому берегу районов города Красноярска (рис. 3).

Фитотоксичность, %

Рис. 3. Токсичность снегового покрова приусадебных участков, расположенных в черте г.Красноярска, по фитотоксичности семян салата посевного іаоїиса ваїїуа

По левому берегу в районах Октябрьском (Ветлужанка, станция Бугач), Центральном (Покровка) токсикологический анализ отмечает ингибирование роста корней и побегов (А=27-47%) по сравнению с контролем, ситуация характеризуется как токсичная, за исключением проб, отобранных в микрорайоне Академгородок (А=5-24%), что свидетельствует о нетоксичности проб.

По правому берегу в Свердловском районе (Красфарма) фитотоксический анализ отмечает значительное ингибирование роста проростков семян салата посевного (А=35-63%), ситуация характеризуется как токсичная (табл. 2.).

Таблица 2

Длина корня и стебля и фитотоксическая активность салата посевного (ЬаоШоа эайуа) в различных

вариантах опыта

Вариант опыта Длина корней, мм X ± т Фитотоксическая активность ингибирования корней, % Длина побега, мм Фитотоксическая активность ингибирования побега, %

1 2 3 4 5

Ветлужанка

Контроль 0,57+0,05 0,27+0,03

Проба 1 0,44±0,05 23 0,17+0,03 37

Проба 2 0,41±0,05 28 0,15+0,03 44

Проба 3 0,42±0,05 26 0,18+0,03 33

Академгородок

Контроль 0,58+0,05 0,25+0,03

Проба 1 0,53±0,05 9 0,21+0,03 16

Проба 2 0,55±0,05 5 0,19+0,03 24

Проба 3 0,47±0,05 19 0,23+0,03 8

Окончание табл. 2

1 2 3 4 5

Покровка

Контроль 0,55+0,05 0,29+0,03

Проба 1 0,31±0,05 44 0,23+0,03 21

Проба 2 0,34±0,05 3B 0,19+0,03 34

Проба 3 0,29±0,05 47 0,21+0,03 2B

Ст. Бугач

Контроль 0,51+0,05 0,25+0,03

Проба 1 0,33±0,05 35 0,17+0,03 32

Проба 2 0,37±0,05 27 0,1б+0,03 Зб

Проба 3 0,34±0,05 33 0,1B+0,03 2B

Красфарма

Контроль 0,53+0,05 0,25+0,03

Проба 1 0,29±0,05 45 0,17+0,03 35

Проба 2 0,27±0,05 49 0,14+0,03 44

Проба 3 0,25±0,05 бЗ 0,15+0,03 40

Таким образом, в результате анализа проб снежного покрова приусадебных участков г.Красноярска можно выделить участки с повышенным уровнем токсичности - Красфарма (Свердловский район); станция Бугач, Ветлужанка (Октябрьский район); Центральный район (Покровка); за исключением проб, отобранных в районах Академгородок и Госуниверситет (Октябрьский район), которые оценивались по показаниям тест-объектов как нетоксичные и малотоксичные.

Выводы

1. Токсичность снегового покрова ряда приусадебных участков г. Красноярска по реакциям выживаемости Paramecium caudatum оценена в основном на уровне допустимой (Т=0,0-0,24) и умеренной (Т=0,25-0,70).

2. В результате анализа снеговых проб по ингибированию роста корней и проростков семян салата посевного токсичность снегового покрова оценивается по фитотоксической активности в основном как повышенная (А=27-63%), за исключением проб, отобранных в районе Академгородка, где отмечены невысокие показатели фитотоксичности - 5-24%.

3. Установлено, что в первые 5 и 30 минут эксперимента (район Академгородок, Госуниверситет, Красфарма, Ветлужанка, Покровка и ст.Бугач) пробы снега характеризовались в основном как нетоксичные.

4. Отмечено усиление токсического эффекта по показателю выживаемости Paramecium caudatum во всех вариантах проб по прошествии 60 минут эксперимента, что свидетельствует о хронической токсичности проб снега.

5. Токсичный эффект по показателю выживаемости Paramecium caudatum проявлялся на уровне 20 % и выше смертности клеток.

6. Фитотоксический эффект по ингибированию роста корней и побегов семян салата посевного проявлялся в основном на уровне 24 % и выше.

Литература

1. Бойкова Д.Е. Применение простейших в токсикологических исследованиях // Экспериментальная водная токсикология. - 1991. - Вып.15. - С. 155-164.

2. Бурдин К.С. Основы биологического мониторинга. - М.: Изд-во МГУ, 1985. - 155 с.

3. Бурковский И.Б. Экология свободноживущих инфузорий. - М.: Изд-во МГУ, 1984. - 208 с.

4. Жмур Н.С. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России. - М.: Междунар. Дом сотрудничества, 1997. - 144 с.

5. Инфузории в биотестировании: тез. докл. Междунар. заоч. науч.-практ. конф. - СПб.: Архив ветеринарных наук, 1998. - 304 с.

6. Кокова В.Е. Непрерывное культивирование беспозвоночных. - Новосибирск: Наука, 1982. - 167 с.