Биоиндикация - оценка состояния окружающей среды, экологических факторов и их динамики при помощи признаков и свойств самих экосистем, их биоты. Биоиндикация изучает теоретические основы и практические способы использования организмов для оценки условий среды.
Методы биоиндикации используют для оценки качества среды обитания и ее отдельных показателей по состоянию организмов и биоценозов в природных условиях. Биоиндикаторы – это виды, группы видов или сообщества, по различным показателям которых судят о качестве воды, воздуха, почвы и состояния экосистем. Методы биоиндикации обычно достаточно просты, не требуют специального оборудования и больших затрат [1].
Биотестирование с помощью растений разнообразных субстратов (воды, почвы и т.д.) является стандартным приемом и может быть использовано при оценке степени их загрязнения. Преимуществом биотестирования, как первичного этапа, например, перед химическим анализом, является простота операций, минимальное оборудование и достаточно быстрое получение ответа. Поскольку корневые системы очень отзывчивы на воздействия среды, то и учет проводится в основном на них [2].
Одной из основных культур для данного метода является пшеница, и поэтому она была выбрана в качестве объекта исследования.
Методика закладки биотеста:
1. Закладывают биотест. Для этого на 10-20 мин семена пшеницы помещают в 1%-ный раствор перманганата калия, а затем отмывают водой и раскладывают в чашки Петри по 12 штук. В каждую чашку Петри вводят по 10 мл испытуемой жидкости, а в контрольный вариант – дистиллированную воду. Испытуемыми жидкостями могут быть образцы воды из городского водопровода, ближайших водоемов (пруда, озера, реки) и из отстойников очистных сооружений канализации.
2. Затем проводят измерения длины главного корня и зоны боковых корней у 10 проростков. Измерения проводят с помощью линейки или полоски миллиметровой бумаги. Данные вносят в таблицу. Проводят статистическую обработку полученных данных. Делают вывод о чувствительности биотеста и о возможности его применения к данным исследованиям, дают характеристику среды с экологической точки зрения и данных биотестирования [3].
Преимуществом методов биоиндикации и биотестирования перед физико-химическими методами является интегральный характер ответных реакций организмов, которые:
· суммируют все без исключения биологически важные данные об окружающей среде и отражают ее состояние в целом;
· выявляют наличие в окружающей природной среде комплекса загрязнителей;
· позволяют судить о степени вредности тех или иных веществ для живой природы и человека;
· дают возможность контролировать действие многих синтезируемых человеком соединений;
· фиксируют скорость происходящих в окружающей среде изменений;
Живые организмы постоянно присутствуют в окружающей человека среде и реагируют на кратковременные и залповые выбросы токсикантов, которые может не зарегистрировать автоматизированная система контроля с периодическим отбором проб на анализы [4].
Важным элементом биоиндикационных исследований являются фенологические наблюдения. Под влиянием специфических экологических факторов сроки вегетации и соответственно фенофазы растений могут увеличиваться или, напротив, уменьшаться по сравнению с эталонными участками, где фактор не действует [5].
Для данного исследования были выбраны три опытные пробы: вода водопроводная, вода из пруда, и вода из отстойника. В качестве контрольной пробы использовалась дистиллированная вода.
В таблице 1 приведены результаты биотестирования на проростках пшеницы уровня загрязнения воды из трех водных объектов.
Таблица 1 - Учет длины главного корня и длины стебля у проростков пшеницы
|
Вариант опыта |
Средняя длина главного корня |
Средняя длина стебля |
||
|
см |
% |
см |
% |
|
|
Контроль (дистиллированная вода) |
63,3 |
100 |
22,5 |
100 |
|
Водопроводная вода |
31,5 |
49,76% |
33,3 |
148% |
|
Вода из пруда |
33,5 |
52,9% |
29,5 |
131,1% |
|
Вода из отстойников |
30,5 |
48% |
33,5 |
53% |
Как показали результаты исследования, наибольшей является длина главного корня проростков пшеницы на воде из пруда, которая составила 52,9% от длины корня контрольной группы, взятой за 100%, уровень загрязнения водопроводной воды на втором месте, так как длина главного корня составила 49,76%, и самым небольшим по длине являются корни проростков, обработанных водой из отстойника – 48%.
Вывод. Проведенные исследования на проростках пшеницы показали, что наиболее загрязненной является вода из отстойника, затем - водопроводная вода, и меньше всех загрязнена вода из пруда.
Также можно сделать вывод о том, что загрязненная вода оказывает отрицательное влияние на рост корневой системы пшеницы и замедляет их рост.