Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка батареи краткосрочных биотестов для оценки экологического состояния почвенных и водных экосистем in situ и в процессе биоремедиации нефтезагрязненных территорий Казахстана

Сведения об участнике
ФИО
Жубанова Ажар Ахметовна
ФИО (на английском языке)
Zhubanova Azhar Ahmetovna
Название организации
Казахский Национальный Университет имени аль-Фараби
Тезисы
Название
Разработка батареи краткосрочных биотестов для оценки экологического состояния почвенных и водных экосистем in situ и в процессе биоремедиации нефтезагрязненных территорий Казахстана
Название (на английском языке)
Development of short-term bioassay battery to assess the ecological status of soil and water ecosystems in situ and in the process of bioremediation of oil-contaminated sites of Kazakhstan
Соавторы (ФИО, организация, город, страна)
Г.К.Кайырманова, Н.Ш.Акимбеков, А.К.Ерназарова, А.С.Баубекова, Г.Ж.Абдиева, П.С.Уалиева, К.Т.Тастамбек; Казахский Национальный Университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан
Соавторы (на английском языке)
G.K.Kayirmanova, N.Sh.Akimbekov, A.K.Yernazarova, A.S.Baubekova, G.Zh.Abdyieva, P.S.Ualyieva, K.T.Tastambek
Содержание

В современных условиях, при постоянно растущем воздействии  техногенных факторов на природную среду, становится необходимым наличие современных  биотестов для оценки состояния почв и воды in situ и  при воздействии различных поллютантов. Главным требованием к ним является их чувствительность к  микроколичествам токсикантов.

Подбор биообъектов осуществляется на основе установления их  чувствительности к большому спектру химических компонентов, фиксации изменений в качестве и количестве тестовых объектов, а также на основе  реакции живого организма на воздействие поллютантов.  in situ и при проведении ремедиационных мероприятий

Пробы морской и речной воды отбирались стандартным батометром.   в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05-85 «Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод» в весенний период.

 

                                  а                                                                            б

Рисунок 1- Место нахождения точек отбора проб для анализа: а - по Актаускому региону, б - по Атыраускому региону.

 

Отбор почвенных проб велся по методике, соответствующей условиям ГОСТ 14.4.4.02.-84., ГОСТ-29269-91.

Для микробиологического анализа  1 г почвенного образца увлажняли до состояния пасты, растирали в ступке в течение 3 мин. и  в 100 мл стерильной воды готовили суспензию. Высев проводили на плотные питательные селективные среды.

    Морфологию клеток микроорганизмов изучали методами световой микроскопии при помощи стериоскопическо-тринокулярного микроскопа MicroOptix MX-1150. Колонии бактерий учитывали на 2-3 сутки, дрожжей и грибов – 5-7 сутки. При посевах использовали разведение 1:102 и 1:104.

  Для оценки интегральной токсичности  почв и воды проводились модельные эксперименты с использованием в качестве тест-объектов:

1. Клеток бактерий Pseudomonas putida АК2, выделенных из почвы.

2. Культуру ракообразных - Daphnia magna Straus - представителя ветвистых рачков. Дафнии выделялись нами из трех непроточных водоемов. Для получения накопительных культур в лабораторных условиях дафний из воды перемещали с помощью стеклянных трубок в стеклянную емкость с отстоянной водой. Начальная плотность посадки была – 6-10 особей на литр воды.

Видовая принадлежность дафний определялась доц. Б.К.Минсариновой по видовому признаку: постадомен с выемкой.

3. Культура красного калифорнийского червя Eisenia foetida (дождевые черви), относящегося к семейству крупных почвенных олигохет, проявляющих высокую чувствительность к действию различных концентраций нефти. Культура была любезно предоставлены профессором Богуспаевым К.К. Для определения интегральной токсичности нефти  использовался обыкновенный чернозем, в который вносились различные концентрации нефти. Результаты исследований свидетельствуют, что во всех исследуемых пробахх в достоверном количестве были обнаружены жизнеспособные микроорганизмы:  в больших количествах обнаружены бактерии на средах  MIA и TSA, в   меньшем -на других средах, при этом их численность в разных пробах воды колебалась в пределах  от 102 до 105 КОЕ/г.

  Известно, что в биосфере экологическое значение имеют только те микроорганизмы, которые многочисленны и проявляют бурную жизнедеятельность.   Однако, в исследуемых нами почвах  бактериальный пейзаж в изучаемом регионе относительно беден по своему количественному и качественному составу.   Результаты гидробиологических исследований подтвердили высокую техногенную нагрузку и на биоценозы водных экосистем Актау и бедность бактериального пейзажа в изучаемом регионе. Изучение выживаемости дафний свидетельствует о том, что для этих объектов максимально нетоксичной следует считать концентрацию нефти - 0,5 мл/кг, поскольку  при концентрации в среде нефти - 0,5 % все дафнии поднимались на поверхность и позднее погибали. Поэтому их переход на границу раздела, где находится пленка нефтепродуктов, можно рассматривать как тест-реакцию, характерную для стадии, предшествующей их гибели.  Таким образом, о токсичности нефти и нефтепродуктов можно судить уже через час после начала экспозиции тест-объектов в растворе, т.е. этот метод отличается экспрессностью и высокой чувствительностью. Для  установления границ токсичности нефти эксперименты проводились с использованием калифорнийских червей при помощи следующих тестов: кратковременное биотестирование (screening test), тест на поведенческие реакции дождевых червей (avoidance test) и  длительное биотестирование (prolonged test). При кратковременном биотестировании определяли острое токсическое действие почвы, содержащей нефть в концентрациях 0,02; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8 мл /100 г почвы  на дождевых червей по их выживаемости и поведенческим реакциям.  Показателем выживаемости служило среднее количество тест-объектов, выживших в тестируемой почве или в контроле за определенное время. Критерием токсичности являлась гибель 50 и более процентов дождевых червей за 2 суток в тестируемой почве по сравнению с контролем. Согласно результатам проведенных экспериментов, в концентрации от 0,2 мл и выше на 100 г почвы оказывает негативное воздействие на дождевых червей. Острая токсичность нефти на них наблюдалась при концентрации нефти - 0,4 мл на 100 г почвы. Показателем поведенческих реакций тест-объектов является скорость зарывания в субстрат, а критерием токсичности являлось отсутствие зарывания дождевых червей в тестируемую почву, активное ползание по поверхности земли и попытки к выползанию из ящика (avoidance test). При проведении этого теста, токсическое влияние нефти наблюдалось уже при 0,1 %. При этом отмечалось агрессивное поведение червей и замедление их зарывания в почву. Кроме того, были отмечены и изменения в скорости зарывания червей и их внешнего вида: нарушалась кутикула и эпидермис поверхности тела червей, вплоть до нарушения мышечного покрова. Длительное биотестирование – до 30 суток позволяло определить хроническое токсическое действие почвы на дождевых червей по снижению их выживаемости и плодовитости.Таким образом, установлено, что дождевые черви могут быть включены в батарею тест-объектов для определения интегральной токсичности почв, загрязненных нефть. 

Разработанная нами батарея биотестов может широко использоваться в различных экологических исследованиях и при проведении ремедиационных мероприятий.

Благодарности
Не заполнено