Регистрация / Вход
Прислать материал

Применение биотестирования для анализа снеговых проб в рамках изучения техногенного загрязнения города Ярославля

Сведения об участнике
ФИО
Иовчева Анастасия Дмитриевна
ФИО (на английском языке)
Iovcheva Anastasia Dmitrievna
Название организации
МГУ имени М.В. Ломоносова
Тезисы
Название
Применение биотестирования для анализа снеговых проб в рамках изучения техногенного загрязнения города Ярославля
Название (на английском языке)
Applying the bioassay method for the analysis of snow samples in the study of technogenic pollution of the Yaroslavl city
Соавторы (ФИО, организация, город, страна)
Павел Владимирович Учанов, Институт проблем эволюции и экологии им. Северцова (ИПЭЭ РАН), Москва, Россия.
Соавторы (на английском языке)
Pavel Vladimirovich Uchanov, A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution, Moscow, Russia
Содержание

Метод биотестирования используется для определения токсичности проб воды и почвы. Но можно применять его и для косвенного определения загрязнение атмосферы в отдельном районе, используя в качестве исследуемой среды (тест-объекта) пробы снега (в виде талой воды комнатной температуры) с изучаемой территории.

Снег обладает высокой сорбционной способностью и осаждает из атмосферы на земную поверхность значительную часть поллютантов: сажу и пыль, соединения кислот и тяжелых металлов из аэрозолей, органические соединения. В связи с этим снежный покров является косвенным показателем состояния атмосферы, химические и физико-химические показатели талой снеговой воды позволяют судить о степени антропогенной нагрузки.

В рамках зимней студенческой экспедиция кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова проводился мониторинг снежного покрова в Ярославле. Его целью было оценить степень антропогенного воздействия на атмосферу в районе города. Кроме химического анализа талой снеговой воды на некоторые ТМ, бенз(а)пирен и нефтепродукты, были проведены два вида биотестирования: фитотест с использованием культуры «Raphanus sativus» (редис посевной) и биотестирование с использованием ракообразных - «Daphnia magna». Фитотест проводился пробах № 5,6,18,8,9,1,7,13 по методике, описанной в пособии «Фитотестирование в экологическом контроле» (Воронина Л.П., Терехова В.А., 2014). Биотестирование с использованием дафний в пробах №5, 6, 18, 19, 9, 14, 1, 7, 13, 12 по методике «Биотестирование качества среды с использованием гидробионтов» (Филенко О.Ф., 2015). Выбор проб определялся их приуроченностью к различным функциональным зонам города (промышленная, транспортная) или фоновым положением.

При анализе нефтепродуктов и бенз(а)пирена в качестве анализируемого объекта использовался осадок с фильтра, образующийся при фильтрации талой снеговой воды. При анализе ТМ определялось их валовое содержание: твердая фаза (в осадке с фильтра) и водорастворимая (в фильтрате). Для обнаружения ТМ использовался атомно-абсорбционный метод, твердофазный компонент предварительно экстрагировался с фильтра однонормальной HNO3. Концентрации бенз(а)пирена и нефтепродуктов в гексановой вытяжке с фильтров определялись на установке Флюорат методом низкотемпературной спектроскопиии высокого разрешения. Полученные концентрации использовались для расчета поступления, иными словами поставки, поллютантов на единицу площади (м2 или км2) за месячный период залегания снежного покрова. Данные о поставках и концентрациях (для нефтепродуктов) представлены на рисунках 1 и 2 (Белик А.Д., 2016).

                          

      Рис.1. Поставка бенз(а)пирена и нефтепродуктов на единицу площади, содержание нефтепродуктов в снеговой воде, мг/л. Желтым показано – превышение ПДК рыбохозяйственного (0,05 мг/л), красным – превышение ПДК культурно-бытового (0,3 мг/л).

Из рис.1 видно, что повышенные значения бенз(а)пирена наблюдаются в пробе №8, 18, 19. А в 9 пробе превышен культурно-бытовой ПДК. При этом анализ талой снежной воды на ТМ показывает, что повышенные по сравнению с фоновыми значения ТМ наблюдаются в точках 1, 5, 6 (рис.2).

            

            Рис.2 Суммарные поставки твердых и водорастворимых форм ТМ по отношению к фоновым (проба №7 – фон).

 

Биотестирование проводилось с целью получения дополнительной информации о степени токсичности проб и определения организмов, наиболее чувствительных к анализируемым поллютантам.

По результатам проведенного биотестирования выяснено, что тест-культура редис посевной мало чувствительна к поллютантам. Заметный токсический фитоэффект наблюдался только в пробе №18, где повышена доля бенз(а)пирена. Однако в пробе №8 с максимальной поставкой бенз(а)пирена наблюдается эффект стимуляции, а не угнетения (рис.3). Так же пробе №9, в которой ПДК по нефтепродуктам превышен почти в 3 раза, отмечается небольшой эффект стимуляции, а не угнетения. В пробах №1,6,5 содержание ТМ было повышено по сравнению с фоновыми; при этом в пробах №1 и 6 угнетение не наблюдалось, а в пробе №5 наблюдался эффект стимуляции.

       

                                 Рис.3.Фитоэффект угнетения в % к контролю.

 

Биотестирование с использованием дафний в качестве тест-культуры показало большую чувствительность живых организмов к загрязнителям, содержащимся в снеговой воде. Наибольшие значения гибели и, одновременно, наибольший разброс наблюдался в пробах № 6, 18, 19.

         

                                        Рис.4. Гибель дафний в % от Контроля.

В пробах № 18 и 19 обнаружено повышенное содержание бенз(а)пирена и нефтепродуктов, а в пробе №19 также превышение фоновых значений по меди. В пробе №6 обнаружены повышенные, по сравнению с фоновыми, концентрации тяжелых металлов (кадмия и цинка), а высокое содержание углеводородов не наблюдалось. Повышенное содержание нефтепродуктов и гибель дафний характерны и для пробы №9.

Гибель дафний и повышенные значения поллютантов характерны для проб, отобранных в определенных функциональных зонах города Ярославля. Повышенное значение бенз(а)пирена наблюдается либо вблизи Ярославского НПЗ (пробы №18, 19), либо вблизи автомагистралей в городе (проба №9). Повышенные поставки тяжелых металлов также тяготеют к транспортным зонам города (к примеру проба №6). В основном гибель дафний происходит в пробах, отобранных с территорий, подвергающихся высокой техногенной нагрузке (Белик А.Д., 2016).

На основании полученных данных можно сделать вывод, что биотестирование с использованием ракообразных позволяет достаточно эффективно установить токсичность анализируемой снеговой пробы. Однако биотестирование необходимо проводить параллельно с химическими анализами проб, так как живые организмы – это очень сложные системы, чье существование зависит от огромного количества факторов. Иногда они проявляют бóльшую чувствительность не к содержащимся в пробе поллютантам, а к каким-то иным условиям, и результат получается недостоверный. Подробное исследование условий, которые могут мешать достоверности результатов биотестирования, в том числе снеговых проб, – это одна из приоритетных задач экологии.

 

 

                                                         Список использованной литературы.

  1. Белик А.Д., Волобаев А.А., Иовчева А.Д., Капустина И.С., Михайлова Д.В., Фомичева Д.В. "Эколого-геохимическая оценка снежного покрова г. Ярославль как региональной геохимической аномалии". Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2016». Секция "География".  — М.: МАКС Пресс, 2016
  2. Воронина Л.П., Терехова В.А. «Фитотестирование в экологическом контроле». Учебно-методическое пособие к практическим занятиям. – М.: «Доброе слово», 2014. - 32с.
  3. Филенко О.Ф., Исакова Е.Ф., Гершкович Д.М., Ипатова В.И., Дмитриева А.Г. Биотестирование качества среды с использованием гидробионтов. Учебно-методическое пособие. – М.: МГУ, 2015. – 44 с.

 

 

 
   
Благодарности
Не заполнено