В умовах зростання техногенного навантаження на довкілля є актуальними питання щодо постійного моніторингу якісних показників природного середовища, а особливо якості водних об’єктів і джерел постачання питної води. Використання якісної води для населення, побутових та промислових цілей в певній мірі залежить від постійного контролю її якості. Дослідження якісних показників води, у відповідних державних лабораторій, постійно проводяться із залученням значної кількості висококваліфікованих працівників за допомогою інструментальних та інших методів. Ці дослідження часто вимагають використання вартісної апаратури, комплектуючих до них та значних людських ресурсів щодо отримання результатів [1].
Перелічені методи мають свої переваги та недоліки. Коли в дослідженнях використовувати фізико-хімічні чи хіміко-аналітичні методи, то за допомогою їх можна визначити лише один із якісних показників. Однак, за умов техногенного навантаження різноманітними токсичними речовинами водних об’єктів, відбувається комплексна негативна дія на біоту водного середовища. Тому використання вищезгаданих методів контролю не дає повної, об’єктивної оцінки щодо якісних показників досліджуваних поверхневих вод. Через це, все частіше застосовують метод біологічної індикації, за використанням певних тест-об’єктів, що дозволить мати повну об’єктивну картину про якісні показники досліджуваного об’єкту. Коли за використанням біологічних методів, не виявлено токсичної дії на тест-об’єкти гідробіонтів, тоді відпадає необхідність проводити фізико-хімічних та інших методів дослідження Метод біоіндикації зручним у використанні не вимагає апаратурного забезпечення та реактивів, є інформаційним, дає загальну характеристику про якісні показники досліджуваного водного об’єкту [2].
Проведеними лабораторними дослідженнями, із використанням інструментальних методів (атомно-абсорбційна спектрофотометрія) було встановлено вміст важких металів у Добротвірському водосховищі (табл. 1). Вміст досліджуваних біогенних (Купруму та Цинку) та важких металів (Плюмбуму та Кадмію) у воді Добротвірського водосховища перевищував ГДК господарсько-питтєве та соціально-побутове відповідно у 4,6 (рухомі форми Cu); 3,4 (рухомі форми Zn); 6,0 (рухомі форми Pb) і 4,0 (рухомі форми Cd) рази. Перевищення концентрації досліджуваних металів порівняно до ГДК рибо-господарської діяльності були на порядки вищими.
Таблиця 1. Вміст біогенних та важких металів у воді досліджуваного водосховища
Для швидкого визначення впливу важких металів на водну біоту, можна використовувати дешевий порівняно із інструментальними дослідженнями, експрес-методу, в основі якого лежить біоіндикація водного середовища за допомогою зообентосу. Як тест-об’єкт було личинки хірономід, які були широко представлені у донних шарах досліджуваних водосховищ. Личинки Chironomidae відносяться до найбільш розповсюджених донних організмів прісних водойм, від калюж та боліт до великих річок та озер. Їх активно використовують для індикації різноманітних видів водойм, забруднених тими чи іншими речовинами.
В лабораторних умовах візуально досліджували зміну кольору личинок хірономід у воді залежно від навантаження її біогенними металами в дозах ГДК та 2,0 і 5,0 рази вище за нього. На 24 годину експерименту, зміни в забарвлені хірономід виявили в зразках води, де додавали солі цинку та марганцю в дозі 5 ГДК в перерахунку на їх рухомі форми. Для рухомих форм Купруму в зазначеній концентрації зміни забарвлення личинок хірономід спостерігали на 48 годину експерименту. Враховуючи результати досліджень, можна стверджувати, що вибраний тест-об’єкт малочутливий до навантаження підвищеної дози біогенних металів упродовж доби.
У лабораторних умовах не можливо врахувати всіх факторів, які впливають на личинки хірономід, одні з них пригнічують дію іншого токсичного фактору, а інші навпаки підсилюють його. Тому в наступних дослідженнях, ми вивчали сумісну дію перелічених вище металів. Аналізуючи дані табл. 2. можна припустити, що за сумісного навантаження на тест-об’єкт (личинки хірономід) спостерігається накладання токсичних впливів, яке проявляється у зміні забарвлення. Так, за 1 ГДК починаючи із 24 по 96 години експлікації зміна забарвлення личинки хірономід була в межах 13,3-26,7%, за 2,0 і 5,0 ГДК починаючи із 1-ої по 96-ту години експерименту відповідно 6,7-56,7 та 13,3-63,3.
Зообентос досліджуваних водних середовищ володіє значною кумулятивною активністю щодо нагромадження важких металів. На основі експериментальних даних було встановлено, що вміст Плюмбуму, Цинку та Купруму у зообентосі є досить значним та складає відповідно 0,98; 2,44 та 1,85 мг/кг. Значна кумулятивна активність зообентосом щодо зазначених вище елементів, в подальшому буде сприяти міграції важких металів трофічним ланцюгом [2].
За сумісного впливу важких металів, який досліджували на модельних водних розчинах з підвищеним вмістом (1,0; 2,0 та 5,0 ГДК) рухомих форм важких металів (Купрум + Марганець + Цинк) спостерігали за змінами забарвлення личинок хірономід. Результати експериментальних досліджень показують взаємозв’язок між кількісною оцінкою забруднення важкими металами та якісними показниками зміни забарвлення личинок хірономід. Враховуючи отримані результати, можна рекомендувати для визначення якості води забрудненої рухомими формами металів використовувати личинки хірономід як біоіндикаційний тест-об’єкт. За допомогою, яких можна визначити наближені концентрації (кількісні показники) важких металів у водному середовищі.
Таблиця 2. Динаміка зміни кольору личинок хірономід у %, за сумісного впливу важких металів (Купрум +Марганець + Цинк) упродовж 96 год
У результаті наших досліджень (табл. 2) щодо зміни кольору личинок хірономід за сумісного впливу важких металів (Купрум +Марганець + Цинк) упродовж 96 годин було встановлено комплексну екологічна оцінка даного водного середовища. Так, на 24 годину експерименту, коли рухомі форми досліджуваних металів були в концентрації 1, 2 та 5 ГДК комплексна екологічна оцінка відповідала ІІІ (задовільному) та ІV (перехідному) індексам. За 96 годинної експлікації досліджуваними металами в дозі 1, 2 та 5 ГДК комплексна екологічна оцінка також відповідала ІІІ (задовільному) та ІV (перехідному) індексам.
Поряд із дослідженням у водному середовищі Добротвірського водосховища вмісту рухомих форм металів, нами також досліджувалась концентрація в ньому неорганічних мінеральних сполук Нітрогену у вигляді катійонів та аніонів: NH4+; NO2-; NO3- та Фосфату PO43-. Так, сумарна кількість мінеральних форм Нітрогену (NH4+; NO2-; NO3-) значно перевищує ГДК (2,0 мг/л). Вміст фосфатів у досліджуваних зразках води на порядки перевищував ГДК (0,5 мг/л). Значне забруднення досліджуваної води у водосховищі може бути наслідком від надходження поверхневих вод річки Західний Буг, куди надходять стічні води населених пунктів, сільськогосподарських та промислових підприємств, а також дощові і талі води. Сумісні кількісні показники токсичних речовин визначають ступінь забруднення водойми та її якість. Тому, необхідно постійно моніторити якість води використовуючи як інструментальні, так й біоіндикаційні методи досліджень.
У відібраних пробах води досліджували біоіндикаційними методи (за допомогою набору класичних методик) хронічну токсичність із використанням тест-об’єктів: ракоподібних Daphnia magna та Ceriodaphnia affinis; інфузорій Tetrachymena pyriformis; та водоростей Scenedesmus quadricauda [3]. Серед використаних гідробіонтів (ракоподібних, інфузорій та водоростей) найбільш чутливим до хронічної токсичності досліджуваних поверхневих вод була реакція-відповідь тест-об’єкту – ракоподібних (Ceriodaphnia affinis та Daphnia magna ).
Висновки. 1. Зміни забарвлення личинок хірономід на модельних розчинах з підвищеним вмістом (1,0; 2,0 та 5,0 ГДК) Cu, Mn та Zn вказує на взаємозв’язок між вмістом важких металів та зміни забарвлення личинок.
2. Серед використаних гідробіонтів (ракоподібних, інфузорій та водоростей) найбільш чутливими до хронічної токсичності поверхневих вод була реакція-відповідь тест-об’єкту – ракоподібних.
Список літератури:
1. Скиба В.П., Вознюк Н.М. Екологічна оцінка якості поверхневих вод р. Молочна. Науковий вісник НУБіП України. Сер. Біологія, біотехнологія, екологія. 2018. № 287. С. 33-43.
2. Методика екологічної оцінки якості поверхневих вод за відповідними категоріями / А.В. Гриценко, О.Г. Васенко, Г.А. Верніченко та ін. Х.: УкрНДІЕП, 2012. 37 с.
_______________________
Науковий керівник: Снітинський Володимир Васильович, доктор біоогічних наук, професор, академік НААНУ
|
Голосування 
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter