Антиплагиат

Министерство образования и науки Республики Дагестан

Конкурс научно-исследовательских и прикладных проектов учащихся
старших классов по теме охраны и восстановления водных ресурсов
«^[26]

Вода: проектируем будущее»
Влияние сточных вод на жизнедеятельность и
физиологические процессы катушки обыкновенной
Российская Федерация, г. Махачкала
Мехтиханова Амина Абдужамаловна
МБОУ школа-лицей №39 им. Багаудина Астемирова, 10
х/б
класс
Научный руководитель:
к.б.н., доцент кафедры
биохимии и биофизики ФГБОУ
ВПО «Дагестанский государственный
университет»
Бекшоков К.С.
Махачкала – 2015
Введение
Актуальность темы.

Оценка качества среды и антропогенных изменений водных
экосистем может производиться ^[1]

как по абиотическим параметрам, так и

по биотическим
(т.е. с применением биоиндикации и ^[1]биотестирования). ^[13]Оба подхода имеют свои
преимущества и недостатки. Абиотические параметры удобнее тем, что непосредственно
характеризуют состав среды, в частности, ее конкретные негативные изменения, причем
имеют строгое количественное выражение. Однако получить по ним полную
характеристику среды невозможно, ^[1]так как ^[10]главный критерий – реакция на нее биоты -
остается неучтенным. Кроме того, современные антропогенные воздействия на водные
экосистемы, как правило, весьма сложны, и даже при контроле значительного количества
абиотических параметров всегда остается сомнение, что какие-либо влиятельные
факторы, либо их взаимодействие все же остались неучтенными. Реакция экосистем
существенно зависит не только от состава факторов, но и от их взаимодействия. Все это
весьма затрудняет оценку состояния экосистемы и качества водной среды по одним лишь
абиотическим параметрам (^[1] Методы биоиндикации…, 1989).
Преимущество ^[2]использования биотических параметров (биоиндикации и
^[1]биотестирования) ^[10]заключается в их большей надежности и объективности. Состояние
биоты определяется всем состоянием среды и четко реагирует на негативные воздействия
любого происхождения, независимо от их учета и степени изученности.
^[1]

Биотестированием называется частный случай биоиндикации, когда у свободно
живущих организмов, находящихся в стандартизованных условиях, исследуются
повреждения или отклонения от нормы, вызванные воздействием неблагоприятных
факторов (токсических веществ) (Лукьяненко, 1983).
Так, например, при использовании в качестве биотеста люминисцентных бактерий
снижение уровня их люминисценции на 50% и более в опыте по сравнению с контролем
через 30 мин. после воздействия анализируемой пробой оценивается как токсическое
воздействие пробы.
Также токсичной считается проба, если при использовании в качестве тест-объекта
одноклеточных водорослей произошло снижение их численности на 50% и более в опыте
по сравнению с контролем за 72 часа биотестирования и т.д.
Предоставляя мало информации о природе токсического агента, биотестирование
дает возможность с большой достоверностью определять степень общей токсичности
объекта исследований. Методы биотестирования отличаются высокой чувствительностью
и позволяют определять токсические вещества в концентрации до 10
-8
%. Объектом
исследований может быть любой объекты внешней среды (вода, почва), отходы
промышленного производства и т.д.
Так, например, в связи с возрастающим антропогенным загрязнением воды на
Земле возникает необходимость в экспресс-анализе ее качества. В настоящее время
оценку качества воды, включающую содержание физиологически вредных примесей,
принято контролировать дифференцированными химическими анализами, а пригодность
– сравнением с существующими ГОСТами. Однако число известных токсикантов сейчас
уже превысило 40000, а стандартизовано лишь около 1000.Следует учесть и стоимость
химического анализа воды – более 1000 руб. при расширении спектра обязательных
исследований по новому ГОСТ. Все это ограничивает возможности применения
химических способов исследования и делает систему биологического тестирования все
более привлекательной (Ашихмина, 2006).
Для интегральной оценки применяют различные биотесты, известно их более 100.
В качестве тест-объектов используют представителей основных трофических звеньев
водной экосистемы: бактерии, водоросли, простейшие, ракообразные, рыбы.
Одним из таких объектов служит брюхоногий моллюск катушка роговая
(Planorbarius corneus).
Цель и задачи исследования. Целью нашей работы явилось изучение качества
различных источников воды в черте г. Махачкалы с помощью широко распространенного
гидробионта - катушки.
В соответствии с основной целью исследования нами были поставлены следующие
задачи:
1. Произвести наблюдения за окраской, поведением, выживаемостью (в течение 5-10 суток) катушки в воде из разных источников и водоемов;
2. Изучить степень влияния воды из разных источников и водоемов на указанные
показатели;
3. Сделать выводы о экологическом благополучии и санитарной чистоте той или иной
воды.
Гипотеза: В условиях проживания катушки в воде разного качества и содержащей
различные загрязнители будут наблюдаться различия во внешнем виде, физиологических
параметрах и выживаемости катушки.

Действие токсических веществ по влиянию на организмы можно разделить на острую и
хроническую токсичность. Различают также прямую токсичность, косвенную, общую,
избирательную и остаточную токсичность. В данной работе было проведено определение
острой прямой токсичности.
В результате применения экспресс-методов на токсичность устанавливают, является ли
испытуемое вещество или сточная вода резко токсичными или нет, при каком
разбавлении чистой водой исчезает острая токсичность. Однако эти определения
являются ориентировочными. Если же необходимо определить минимальное разбавление
воды или максимальную концентрацию токсических веществ, при которых не будет
вредного влияния на гидробионтов, надо проводить испытания с несколькими тестами в
течение длительного срока (месяца и более) ( Филенко, 1988).
При постановке опытов по определению острой токсичности сточных вод или
токсических веществ следует учитывать влияние среды во время проведения
экспериментов: состава воды, рН, жесткости, температуры. Воду для разведения берут
обычно из водоема-приемника сточных вод в том месте, где она наиболее чистая.
^[9]Показателем токсичности воды считают увеличение относительного числа
моллюсков с закрытыми створками до 70% и более. ^[18]При биотестировании с помощью
^[19]брюхоногих моллюсков в основном ^[18]используют ^[19]прудовиков, а также лужанку и катушку,
взятых из природных водоемов. Оценку токсичности водной среды производят чаще всего
в хронических опытах (5 - 60 дней) по изменению двигательной активности моллюсков,
интенсивности их питания, размножения, плодовитости или выживаемости.
^[18]

Основная часть
Глава 1. Характеристика тест-объекта
Кату
шки (лат. Planorbidae) – семейство брюхоногих моллюсков из отряда лёгочных
улиток (Pulmonata). Распространённые по всему миру обитатели пресных вод. К числу
представителей относятся некоторые промежуточные хозяева опасных паразитов
человека.
На территории России наиболее крупный представитель – роговая катушка
(Planorbarius corneus). Катушки отличаются от прудовиков уплощенной, как бы
сдавленной с боков раковинкой. Кладки яиц катушек имеют округлую форму.

Для всех представителей катушек характерен возврат от лёгочного дыхания к
дыханию растворенным в воде кислородом: мантийная полость у них более или менее
редуцирована, но на нижнем крае мантии находится лопастевидный вырост,
функционирующий как вторичная жабра
(^[12]

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%EE%E3%EE%E2%E0%FF_%EA%E0%F2%F3%F8%EA%E
0).
Большинство представителей катушек обитают в пресной воде. Водные лёгочные

улитки непосредственного значения в хозяйственной деятельности человека не имеют, но
косвенное влияние некоторых видов огромно. Они служат промежуточными хозяевами
для тех или иных видов паразитических червей-сосальщиков (Trematoda), а некоторые из
последних наносят существенный вред животноводству. Другие представители катушек
служат промежуточными хозяевами для паразитов и самого человека (например, один из
видов катушки Planorbis pfeifferi).
^[12]Катушки питаются растительной пищей, поедая части растений, которые
соскабливают при помощи терки. Особенно охотно эти улитки поедают зеленый налет из
мелких водорослей, который образуется на стенках аквариума. Снаружи через стекло
нетрудно наблюдать, каким образом животное действует своей теркой, сгребая налет, как
лопаткой. Весьма возможно, что катушки могут питаться и животной пищей. По крайней
мере, в неволе они охотно набрасываются на сырое мясо или рыбу.
Катушки размножаются при помощи яиц, которые откладывают на листья водных
растений и других подводных предметов. Кладка роговой катушки имеет вид плоской
студенистой пластинки овальной формы желтоватого или светло-коричневого цвета и
заключает в себе несколько десятков круглых розоватых прозрачных яиц. Через две
недели или более (в зависимости от температуры воды) из икринок выводятся крошечные
улиточки, которые довольно быстро растут. Икра катушек, как и других улиток, охотно
поедается рыбами и истребляется ими в большом количестве. Как и прудовик, катушки –
гермафродиты(^[5]

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%EE%E3%EE%E2%E0%FF_%EA%E0%F2%
F3%F8%EA%E0).
Катушки чрезвычайно живучи и могут существовать даже в очень грязной воде.
Это возможно благодаря тому, что дышать они могут как

атмосферным воздухом, вбирая
его в легочную полость, образованную стенками мантии, ^[5]

так и кислородом, добываемым
из воды. Настоящей жабры у них нет, но есть тонкий выступ мантии, который по своей
функции жабру заменяет. Причем к легочному дыханию катушки прибегают лишь в том
случае, когда кислорода в воде мало.
Передвигаются катушки, как и другие улитки, при помощи своей ноги, а
ориентируются посредством пары щупалец, расположенных на голове и глаз, которые
находятся у оснований щупалец. Эти улитки могут передвигаться и по поверхности
водоема, прикрепляясь к пленке поверхностного натяжения воды.
Глава 2. Материалы и методы исследования
Материалом исследования служили экземпляры катушки роговой, взятой в
школьном аквариуме. Отбирались здоровые, жизнеспособные особи с диаметром
раковины от 5 до 9 мм, что для катушки означает молодой возраст. Катушек помещали в
трехлитровые баллоны с отстоенной водопроводной водой, без аэрации. В ходе
наблюдений кормили катушку мелкими кусками сырой рыбы. Всего в эксперименте было
использовано 15 экземпляров моллюсков.
После адаптации катушек к условиям проживания, добавляли в баллоны
испытуемую воду.
В качестве испытуемой воды были выбраны: вода водопроводная из крана, вода из
канала им. Октябрьской революции, вода из сливных каналов на автомойке.
Для определения острой токсичности катушек выдерживали в течение 7 суток. В
течение эксперимента наблюдали за поведением катушек, их состоянием,
выживаемостью. Площадь пораженной поверхности раковины измеряли с помощью
миллиметровой бумаги.
Глава 3. Результаты исследования
Результаты нашего исследования отражены в виде таблицы.
Изучение выживаемости катушки показало, что наибольшая смертность
экземпляров моллюсков, наблюдалась у катушек в воде, собранной из коллектора
автомойки в течение эксперимента 7 суток – 80%, следовательно, выживаемость составила
20% (таблица 1). Такая высокая смертность и низкая выживаемость свидетельствует о
сильном токсическом действии компонентов, содержащихся в воде, смытой с
автомобилей. Прежде всего, это различные нефтепродукты, пыль, адсорбирующая
загрязнители, а также сами моющие средства, применяемые на автомойках. Таким
образом, система оборотного водоснабжения на автомойках является крайне необходимой
мерой для защиты водной среды от попадания токсических веществ. У катушек,
проживающих в воде с автомоек, могло произойти нарушение дыхания, так как нефтяная
пленка нарушала газообмен между водой и воздухом. Кроме того, нефтяная пленка
снижает поверхностное натяжение воды и катушки не могут передвигаться по поверхности
воды и вылезти подышать с помощью легких.
У катушек, помещенных в воду с автомойки, наблюдалось повреждение раковины в
виде расслоения и побеления (рис.1).
Уже на вторые сутки эксперимента катушки, проживающие в воде с автомойки
перестали питаться и двигаться.
Также наблюдалось снижение активности катушки в воде из водопровода без
отстаивания.
Рис.1 Точки повреждения раковины катушки в воде с автомойки
Таблица 1.
Выживаемость и смертность катушки при культивировании в разной воде, M±м
Источник воды
Выживаемость,
%
Смертность,
%
Повреждение
раковины, % от
поверхности
Прекращение
питания
(степень)
Вода
водопроводная
из крана свежая
100 0 0 +
Вода из канала
им. Октябрьской
революции
100 0 0 -
Вода из
сливных
коллекторов
автомойки
20 80 15 + + +
Водопроводная вода показала низкий уровень токсичности, в связи с чем
выживаемость составила 100%, но наблюдалась потеря аппетита. Повреждающее действие
водопроводной воды связано не столько с содержанием токсических веществ, а с
избыточным хлорированием в условиях опасности инфекционных заболеваний. Вместе с
тем, при хлорировании воды наблюдается появление токсических хлорорганических
соединений, которые могут повредить организм моллюска.
Наиболее благополучная ситуация наблюдалась при проживании катушки в воде из
КОР. Источником для КОР являются речные воды Сулака, на который оказывается слабая
степень антропогенной нагрузки. Вместе с тем, известно, что в КОР особенно в черте
города и пригороде сливаются канализационные воды, выбрасывается мусор и моются
автомобили. В связи с этим, хотя выживаемость катушек составила 100%, и не
наблюдалось потери аппетита, требуются дальнейшие хронические эксперименты с этой
категорией воды.
Заключение
1. Наибольшей прямой, острой токсичностью обладают стоки автомоек, в связи с чем
необходимо срочно реализовать программу оборотного водоснабжения.
2. Наиболее благоприятной средой для жизни катушки оказалась вода из канала им.
Октябрьской революции, которая относится к категории природных вод.
3. Вода из водопровода без отстаивания имеет слабую токсичность для тесторганизма.
Список использованных источников и литературы
1.

Методы биоиндикации и биотестирования природных вод // сб. науч. тр. / под ред.
В.А. Брызгало, Т.А. Хоружая. – Л.: ^[16]

Гидро-метеоиздат, 1989. – 160 с.
2.

Теоретические вопросы биотестирования // сб. науч. тр. / под ред. проф. В.И.
Лукьяненко. – Волгоград: ИБВВ АН СССР, 1983. – 194 с.
3. Филенко, О.Ф. Водная токсикология / О.Ф. Филенко. – М.: МГУ, 1988. – 156 с.
4. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие / под ред. Т.Я.
Ашихминой. – М.: Академический Проект, 2006. – 416 с.
5. ^[16]

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%EE%E3%EE%E2%E0%FF_%EA%E0%F2%F3%F8%
EA%E0.