Реферати українською » Экология » Використання олійніх рослин для оцінкі токсічності нафтозабрудненого грунту


Реферат Використання олійніх рослин для оцінкі токсічності нафтозабрудненого грунту

Страница 1 из 2 | Следующая страница

>Дипломна робота

На тему:

>Використанняолійнихрослин дляоцінкитоксичностінафтозабрудненогоґрунту


>ЗМІСТ

>ВСТУП

>1.ОГЛЯДЛІТЕРАТУРИ 

1.1 Проблеманафтовогозабрудненняґрунту

1.2Якістьґрунту якскладовастійкостіекосистеми

1.3Оцінкаякостіґрунту задопомогою тест-систем

2.ОБ’ЄКТИ,МЕТОДИ ТАУМОВИПРОВЕДЕННЯДОСЛІДЖЕНЬ

2.1Об’єктдослідження та його характеристика

2.2Підготовкаматеріалу длядослідження

2.3Методидосліджень

2.3.1Визначенняфітотоксичностіґрунту

2.3.2Визначеннятест-показниківльонузвичайного

2.4Статистично-математичнеопрацюваннярезультатів

3.РЕЗУЛЬТАТИДОСЛІДЖЕНЬ ТАЇХОБГОВОРЕННЯ

3.1Залежністьпроцесупроростаннянасінняльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.) відконцентраціїнафти уґрунті

3.2МорфометричніпараметрипроростківLinumusitatissimum L. яктест-реакції надіюнафтовогозабрудненняґрунту

>ВИСНОВКИ

>ЛІТЕРАТУРА


>ВСТУП

>Інформація про стандовкілляотримується задопомогоючисленнихметодів контролю,спостереження таоцінки.Об’єктивна тасвоєчаснаінформаціяформуєправильнерозумінняпроблеми таєосновою дляприйняттяефективнихуправлінськихрішеньщодо покращання станудовкілля.Екологічниймоніторингмає наметізбір,оброблення,збереження тааналізінформації про станнавколишнього природногосередовища,прогнозування йогозмін та розробкинауковообґрунтованихрекомендацій длязбереження чи покращання станудовкілля (>Еколог. право України, 2008).

Одним звидівзабруднення, що лагодититривалийстресовийвплив наекосистему,єнафта.Забрудненняґрунтівнафтоюспричиняє якдеградацію земель, то йстворюєнебезпекупроникненняполютантів уживильніланцюги,однією ізланок якіє людина.Нафтопродуктизавдякивисокійадсорбуючійздатностіґрунтудовгий годинузберігаються вньому,змінюючи йогофізико-хімічні табіологічнівластивості.Природневідновленняґрунтовихекосистем,забрудненихнафтою –довготривалий йскладний процес (Оборін таін., 1987).

Дляоптимізаціїданогопроцесунеобхідневеденнямоніторингунафтогазового комплексу тасупутньогозабрудненняґрунтів.Важливоюскладовоюекологічномоніторингуєбіомоніторинг,якийвикористовуєметодибіоіндикації табіотестуванння (>Самсонов таін., 2005).Ціметодивиступаютьдоповнювальними припроведенніфізико-хімічногоаналізу. Ос-кількидетальнийхімічнийаналізнафти таїївмісту взабрудненомуґрунтіможенадатидокладнуінформацію прозагальнуконцентраціюполютанта,протепотенційнівпливи наекосистеми неможуть бутипередбачені,використовуючи лишеданіконцентрації. Томунеобхіднідослідження черезсеріюбіотестів (>Cornelis et al., 2001).

Ряднаслідків, щовипливають ізпервісногохімічногозабруднення,призводять доти, щостандартніхімічніметодианалізуєнедостатніми,щобповністюоцінитивплив нанавколишнєсередовище.Обмеженістьхімічнихметодіваналізуполягає у неврахуваннісинергізмузабруднювачів,абсорбціюґрунтовимиколоїдами тавзаємодію згуміновими кислотами. (>Baker,1970;Wang, 1990). Убіотестахвідображаєтьсяінтеграціяцихефектів, й тому їхнізастосуваннярекомендується дляоцінкиекологічногоризикузабрудненогоґрунту (>Keddy, 1995).Крім того,використання такихбіологічнихметодівтестуваннярекомендується дляоцінкиефективностіпроцесівремедіації грунту. Убіотестуванніосновним параметромоцінкизабрудненнявиступає неконцентраціяполютанта, ареакція тавідповідь живогоорганізму.Цей методдозволяєоцінитизабруднення повідношенню добіотичнихкомпонентівекосистеми.Біотести наочнопродемонстрували, щохімічногоаналізу недостатньо дляекологічноїоцінкизабрудненого грунту, особливо, припрогнозуваннівпливускладнихсумішейсполук,наприклад, таких якнафта (>Banks, 2005).

>Рослини можнавважатинайбільшзручнимиоб’єктами длябіомоніторингуґрунтів. Простотаоблікуефектів таінтерпретаціїрезультатів, їхнічутливість йвідтворюваністьробитьдоцільнимзастосуваннярослинних тест-систем длядіагностування таоцінкитоксичностінафтозабрудненихґрунтів. Тому,враховуючивищесказане, мипрацювали надрозробкоюекспрес-методуоцінкитоксичностінафтозабрудненогоґрунту задопомогоюрослин. яктест-об’єктвикористовувалильонзвичайний (>Linumusitatissimum L.).

Мета роботи –встановленнязакономірності „>доза-ефект”міжконцентрацієюнафти уґрунті тачутливимитест-реакціямипроростківльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.) дляфітооцінкитоксичностінафтозабрудненихґрунтів.

Длядосягнення мети булипоставленіконкретні заподіяння:

·оцінитифітотоксичністьґрунту,забрудненогорізноюкількістюнафти задопомогоюнайбільшчутливихтест-реакційрослинльонузвичайного:енергіїпроростання,схожостінасіння таморфометричних характеристикпроростків;

·з’ясуватизакономірність ставлення „>доза-ефект”міжконцентрацієюнафти уґрунті тачутливимитест-показниками L.usitatissimum;

·зробитивисновки продоцільністьвикористанняданихпараметрів дляоцінкифітотоксичностінафтозабрудненогоґрунту.


1.ОГЛЯДЛІТЕРАТУРИ

1.1 Проблеманафтовогозабрудненняґрунту

УмежахКарпатськогорегіонувидобуваєтьсязначнакількістьнафти й газу.Бориславськенафтоверодовище, що уЛьвівськійобласті України, – один ізнайстарішихнафтопромисловихцентрів світу. У м.Бориславі та йогооколицяхунаслідокдовготривалогонафтовидобуткузначначасткаприроднихугрупованьзазналадегресивнихзмін (>Цайтлер, 2000).Нафтовіродовищаміста Бориславарозглядаються якоб’єктипідвищеногоризикурозвиткуекологічного лиха.

 >Середкомпонентівназемнихекосистемнасампередзабрудненінафтоюґрунти, щоопосередковановпливає наґрунтовумікрофлору,рослинний йтваринний світло. Назабрудненихнафтоютериторіяхформуєтьсяспецифічниймікроклімат,зумовлениймікрорельєфом, складом субстрату,порушенимводним тазміненимтемпературним режимами,з’являєтьсяспецифічний запах.Чорнезабарвленнянафтозабрудненихґрунтівпризводить донадмірногопоглинаннясонячноїрадіації (>Андресон таін., 1980 ).

>Нафтовівиливиутворюють наповерхніґрунтущільну,в’язкубітумінознукірку.Забрудненнянафтоюґрунтівзумовлюєзміни їхньогофізико-хімічнихвластивостей. Так,склеюванняструктурнихчастинокґрунтунафтоюпризводить дозначногозростанняв’язкості йщільностіґрунтовоїмаси, щопогіршує йогоповітряно-водний режим.Ґрунти,просоченінафтопродуктами,втрачаютьздатністьвбирати йзатримувативологу. Такихґрунтахстворюютьсяанаеробніумови,змінюєтьсяокисно-відновнийпотенціал.Порушуєтьсявуглецево-азотний балансґрунту:різкозростаєспіввідношенняміжвуглецем й азотом зарахуноквуглецюнафти,знижуєтьсянітрифікаційназдатність,зменшуєтьсявмістнітратного азоту,вільного фосфору,обмінногокалію,змінюєтьсявмістпоглинутих основкальцію ймагнію. Цепогіршуєазотний режимґрунту йпорушуєкореневеживленнярослин (>Оборини та інших., 1987).

>Основнимимеханізмамидеградаціїґрунту призабрудненнінафтоює:

·безпосереднєпригніченнябіологічнихпроцесівтоксичними компонентами;

·зменшеннявологоємностіґрунту ізаблокуванняпоживнихречовинвнаслідокгідрофобізаціїповерхніважкимивуглеводнями;

·диспергаціяґрунтуодновалентнимикатіонамисупутніх солей. (>Мірошниченко, 2005).

>Значненафтовезабрудненняґрунту, щовиникає приаварійнихвикидах,супроводжуєтьсягостроютоксичноюдієюнафти наживіорганізми. Увисокихконцентраціяхнафта лагодитисильнутоксичнудію протягом усьогоґрунтовубіоту,однак,періодтоксичностіє порівнянонедовготривалим. З годиноюгостротатоксичної діїнафтипомітнознижується, адовготривалезниженнябіологічноїпродуктивностінафтозабрудненихґрунтів, очевидно,пов’язане ззміноюважливихвластивостейґрунтів (Никифорова та інших., 1987).

>Полікомпонентністьнафт тамінливість їхнього складуобумовлюєрізнобічністьнегативної дії наґрунти (>Мірошниченко, 2005).Метановівуглеводні (>алкани)легкоїфракціїчинятьнаркотичну татоксичнудію наживіорганізми,зокрема, нанервову систему,викликаючиїїнестійкість.Цівуглеводнірозчинні уводі, тому легкопроникають уклітиниорганізмів черезмембрани.Парафін нетоксичний дляживихорганізмів,бовнаслідоквисоких температурзастигання тарозчинності вумовахземноїповерхнівін переходити утвердий стан,позбавляючинафтурухомості (>Пиковский, 2003;).Навітьневеликепідвищеннятемпературирізкоактивує молекулупарафіну,роблячиїїздатною доглибокихпроцесівокиснення

>Ароматичнівуглеводні –найбільштоксичнікомпонентинафти. Уконцентраціїлише 1% уводі смердотівбивають усіводнірослини;нафта, щомістить 38%ароматичнихвуглеводнів,значнопригнічуєріствищихрослин.Важкікомпоненти (смоли,асфальтени тощо) слабкорозкладаютьсяґрунтовоюмікрофлорою йобумовлюютьстійкігідрофобнівластивостізабрудненогоґрунту.Легкіфракції (>насамперед,нормальні йрозгалуженіалкани іздовжиноюланцюга до 12-16атоміввуглецю)високотоксичні длярослин йґрунтовоїфауни, легкомігрують уґрунті, але йдоступні дорозкладу.Гідрофобнівластивості,спричиненіцимифракціями,поступовозникаютьпротягом 2-3, максимум5-річногоперіоду. (>Мірошниченко, 2005).

>Спостереження задинамікоюфітотоксичності окремихнафтопродуктіввиявилисуттєвурізницю й всамовідновленніродючостіґрунту. За тестовогорівнязабруднення 10л/м2очищенняґрунту від бензинувідбувалося за перше півріччя после йогонадходження,переважно шляхомфізичноговипаровування. Часочищенняґрунту відгасускладаєблизько двох років,провіднімеханізми –випаровування йбіодеградація.Негативнадія мазуту,викликаназбільшеннямгідрофобностіповерхніґрунтовихчасточок,триваєнабагато понад (>Мірошниченко, 2005).

Отже, уфітотоксичностінафтовогозабруднення можнавиділити якпряму, то йопосередкованудію.Першучинять парілегколетючихвуглеводнів уґрунтовомуповітрі, другу –складаютьпогіршенняпоживного йводно-повітряного режиму таінактиваціяважливихмікробіологічнихпроцесів (>нітрифікація,амоніфікація,целюлозолітичнаактивність) “>важкими” компонентаминафти.

1.2Якістьґрунту якскладовастійкостіекосистеми

>Сучаснаконцепціяякостіґрунтурозвинулася відрозуміннярізноманітнихфункцій, котрівиконуєґрунт векосистемі.Якістьґрунтувизначається якключова устійкостіекосистеми. Навідміну відфункцій води таповітря, котрі прямопов’язані зздоров’ямлюдини,функціїґрунтучинятьопосередкованийвплив (>Warkentin, 1995).

>Якістьґрунту –цездатністьвиконуватифункції вмежахприродних чикерованихекосистем,щоб підгримуватибіологічнупродуктивністьрослин йтварин,забезпечуватиякістьдовкілля,сприятиздоров’юлюдини (>Doran et al., 1996).

>Властивостіґрунту, котрівизначають йогоякість, можнаподілити напостійні (>мінеральнаскладова,гранулометричний склад) тадинамічні (>вміст гумусу, рН,мікробіота).Самединамічнікомпонентипотребуютьпостійногоспостереження длявідслідковуваннязмін (>Carter, 1996).

>Визнано, щоґрунтиєнеобхідними для нормальногофункціонуванняекосистем, щосприяютьздатностісистемивитримуватинесприятливінаслідки такихпорушень, якпосухи,шкідники,забруднення,експлуатаціялюдиною,включаючисільськегосподарство.Стійкістьпротидеградації таздатністьвідновитися послепорушенняєважливимипоказникамифункціонуванняґрунту.

 >Екологічнийпогляд наґрунтрозглядаєвплив йогофункції наіншікомпонентиекосистеми (>наприклад, воду,атмосфернеповітря йбіту), атакожприлеглі перед тимекосистеми. Таким чиномґрунтзмінюєхімічний складопадів йперерозподіляєводуу внавколишньомусередовищі,бере доля впідтриманні балансу води й тепла,газіватмосфери й б служити уякості резервуара длябіорізноманіття тагенетичногоматеріалу.

>Існуєкількапідходів довизначенняфункцій грунту векосистемі:

·Soil ScienceSociety of America (1995):підтриманнябіологічноїпродуктивності,різноманітності;регулювання тарозподіл води йрозчинених потокомречовин;фільтрація,буферизація,іммобілізація йдетоксикаціїорганічних йнеорганічнихречовин;зберігання тавключення вколообігпоживнихречовин таіншихелементів вбіосфери землі.

·Blum andSantelises (1994):виробництвобіомаси;ґрунт як реактор (>фільтри,буфери,перетворюєматерію);ґрунт яксередовищеіснування й депогенетичнихрезервів

·Warkentin (>1995):утилізація тарециркуляціяорганічнихматеріалів звивільненнямпоживнихречовин таенергії;розподілопадів наповерхніґрунту;підтриманнястабільноїструктури дляпротистоянняводної тавітровоїерозії;буферизаціяшвидкихзмінтемператури йвологості,вмістухімічнихелементів;підтриманнярізноманітності місцьпроживання,створюючи широкий, спектррозмірів пір та порожнин уґрунті;зберігання тапоступовевивільненняпоживнихречовин й води;розподіленергії наповерхніґрунту.

 >Ґрунт як одна зфундаментальнихабіотичнихскладовихекосистемиєважливимоб’єктомекологічногомоніторингу.Цязначущістьвипливаєтакож звзаємозв’язку всіхкомпонентівекосистеми черезкругообігречовин. Придеградаціїґрунту негативномувпливупіддаються ііншікомпонентиекосистем.Речовини, котрієґрунті,можутьвключатися утрофічніланцюги, котріможутьзакінчуватисялюдиною.Полютантиздатнімігрувати уґрунтові води, котрістаютьносіямитоксичнихречовин (>Kоrdel, 2001).

Длянормативноїоцінкиякостіґрунтувизначаютьзагальнуконцентраціюзабруднюючихречовин,отриману задопомогоюфізико-хімічнихметодіваналізу. Однак, длявивченняпотенційноговпливу наекосистемунеобхідноюєоцінка черезсеріюбіотестів (>Banks, 2005).

1.3Оцінкаякостіґрунту задопомогою тест-систем

>Отриматиінформацію прорекціюбіологічних систем можна задопомогоюметодівбіоіндикації табіотестування.Методибіоіндикаціїдозволяютьотриматидані, щохарактеризуютьвідгукбіоценозів наантропогеннийвплив. Характерно, щореакціяформуєтьсяпротягомдоситьтривалогопроміжку години, томуможевключатинакладаннярізнихчинників, їхніколивання таадаптаційнімеханізмивиду-індикатора (Семенов, 1984).Біоіндикатори неможутьмиттєвореагувати назмінуекологічних умів, бо їхнііндикаторнимивластивостямиєпопуляційніпроцеси тапроцесиугруповання вцілому.Методибіотестування, навідміну відбіоіндикації,являють собою характеристикуступенявпливу набіоценози. Задопомогоюцихметодів можнаотриматидані протоксичністьконкретноїпроби води,ґрунту,забрудненоїхімічнимиречовинами – антропогенного чи природногопоходження в даний годину. Таким чином,методибіотестуванняблизькі дометодівхімічногоаналізу. У тієї ж годину, навідміну відхімічнихметодів, смердотідозволяютьдатиреальнуоцінкутоксичнихвластивостей води чиіншогосередовища,обумовленихприсутністю комплексузабруднюючиххімічнихречовин та їхньогометаболітів (>Саксонов та інших., 2007).

>Біотест –дослід, вякомузіставляютьсяреакціїпевногоорганізму вумовах токсичногозабруднення й чистомусередовищі (контроль).Підтоксичністюрозуміютьвластивістьхімічнихречовинпроявлятипошкоджуючу чилетальнудію наживіорганізми.Речовина, щомаєтоксичнудію,називаєтьсятоксикантом, а процесвпливу токсиканту наорганізм –токсикація (наекосистему –токсифікація).

>Основнимпоказником вбіотестуваннієтест-функція –функціональнийпоказник, щореагує натоксичнийвплив йможе бутивимірянийкількісно задопомогоюпевного методу.Тест-реакція –кількіснийвираззмінитест-функції (>Гідроекологічнатоксикологія табіоіндикаціязабруднень, 1995).

>Тест-фукнкціі, щовикористовуються вякостіпоказниківбіотестування длярізнихоб'єктіввідмінні: дляінфузорій,ракоподібних,ембріональнихстадіймолюсків,риб,комах виживання (>смертність)тест-організмів; дляракоподібних,риб,молюсків плодючість,появааномальнихвідхилень уранньомуембріональномурозвиткуорганізму,ступіньсинхронностідробленняяйцеклітин; для культуродноклітиннихводоростей таінфузорій зазагибельклітин, зміну (>приріст чизменшення)чисельностіклітин вкультурі,коефіцієнтділенняклітин,середняшвидкість зростанню,добовийприрісткореня таін ( Брагинський, 1993).

За М. З.Строгановим (>Строганов, 1971),кількіснотоксичністьречовини дляокремогоорганізмувизначається як величина,обернена домедіанноїлетальноїконцентрації: Т =1/LC50.ПротеLC50 можнавизначити лише дляоднієїречовини й лише вексперемкнтальнихумовах й дляпевного видуорганізму.Проте,усіціпоказникитоксичностіє болееактуальними длягідробіонтів йвикористовуються дляоцінкитоксичності вод таґрунтовихвитяжок (>Гідроекологічнатоксикологія табіоіндикаціязабруднень, 1995).

>Методибіотестування широкоговикористовуються припроведеннігідрологічногомоніторингуякості вод. Урозвиненихкраїнах приконтроліякості води,крімгідрохімічниханалізів,обов'язковимєтоксикологічний контроль.Показник „>токсичність” як норматив приконтролістічних вод тавидачудозволів на їхніскидання вприродніводоймизастосовується вкраїнах, якДанія,Франція,Германя,Ірландія,Нідерланди,Великобританія,Норвегія,Бельгія,Швеція,Швейцарія, Канада, США,Австралія,Бразилія,Японія (>Саксонов та інших., 2007).

>Існуєбезлічбіологічнихпоказників, задопомогою якіоцінюється стан таякістьґрунтів.Найбільшважливими дляцілейґрунтовогомоніторингу напромисловихоб'єктахєінтегральніпоказникибіологічноїактивності:токсичність, „>дихання ”,кількістьвільнихамінокислот йбілків.Інтенсивністьдиханняґрунтуєвиключноваріабельноювеличиною йзалежить відвеликоїкількостіфакторів (температурного режиму,вологість, стануфітоценозу таін.) Дляоцінкиекологічноговпливузабрудненьнеобхіднопроводитипорівнянняданих,отриманих нарізнихділянках в максимальноблизькихумовах.Інформативнимиє ііншіпоказники,наприклад,ферментативнаактивність.Попаданнянафти йнафтопродуктів уґрунтпризводить дотрансформаційнихзмінактивностіосновнихґрунтовихферментів, щовпливає наобмін азоту, фосфору,вуглецю йсірки (Кірєєва,Новоселова та інших., 2001).Стійкізміни вактивностідеякихґрунтовихферментівможутьвикористовуватися якдіагностичніпоказникизабрудненняґрунтівнафтою. Для цогозручнимиоб’єктамиєферменти, щооб'єднуються подзагальноюназвоюґрунтовіуреази.По-перше, смердоті меншепіддаютьсявпливуіншихекологічнихфакторів й,по-друге,прослідковуєтьсячітка залежність їхніактивності відступенязабрудненняняґрунтів (>Киреєва та інших., 2001).

>Застосуваннямікроорганізмів дляоцінкиінтегральноїтоксичностіґрунту йстворення на їхньогоосновікомплексноїсистемичутливих,достовірних йекономічнихбіотестівєперспективнимнапрямкомдосліджень.Багатофізіологічних групґрунтовихмікроорганізміввиявляютьчутливість повідношенню донафтовихвуглеводнів.Загальнакількістьмікроорганізмів, як правило,доситьчітковідображаємікробіологічнуактивністьґрунту,швидкістьрозкладанняорганічнихречовин йкругообігумінеральнихелементів. Напідставіданогопоказника можна не лишесудити проступіньзабрудненняґрунтунафтою, а і пропотенційнуздатність довідновлення, атакож пропроцесирозкладаннянафти уприроднихумовах й прирекультиваціїзабрудненихґрунтів (Кірєєва та інших., 2003).Нафтовезабрудненняможетакожсприятинакопиченню вґрунтівмікроскопічнихгрибів, котрівиділяютьфітотоксини тавикликаютьзахворюваннярослин.Безпосереднійвпливнафти нарослиннийпокриввиявляється до того, щосповільнюєтьсярістрослин,порушуютьсяфункції фотосинтезу йдихання,відзначаютьсярізніморфологічніпорушення, сильностраждаютькоренева система,листя,стебла йрепродуктивніоргани (Кірєєва та інших., 2003).

>Рослини можнавважатинайбільшзручнимиоб’єктами длябіомоніторингуґрунтів,оскільки смердотієпервиннимиланкамитрофічнихланцюгів,виконуютьосновну роль упоглинаннірізноманітнихзабруднювачів йпостійнозазнають їхньоговпливувнаслідокзакріплення насубстраті. Простотаоблікуефектів таінтерпретаціїрезультатів, їхньогочутливість йвідтворюваністьробитьдоцільнимзастосуваннярослинних тест-систем длядіагностування таоцінкитоксичностінафтозабрудненихґрунтів.

>Оперативнуінформацію профітотоксичністьзабрудненогоґрунту можнаотримати,використуючись яктест-об'єктинасіння та проростірослин. Длякоректної постановкидосліду натоксичність,насіння длятестуванняпідбирають зарозмірами йшвидкістюпроростання,наприклад: салат (>Lactucasativa L.), просо (>Panicummiliaceum L.) редьку (>Raphanus L.),червонуконюшину (>Trifoliumpratense L.),пшеницю (>Trifoliumaestivum L.) (>Chaіneau, 1997). Уякостітест-функціївиступаютьпоказникисхожостінасіння,дружність й годинупоявисходів,швидкість зростаннюпроростків,останній із яківважаєтьсянайбільшчутливим. У цьомувідношеннірослиннітест-системимаютьістотніпереваги передприладами:дешеві, легковідтворюються,швидкорозмножуються,маютьтиповувідповіднуреакцію навплив (>Гродзинський, 2006)

Длявизначеннятоксичності навищихтрофічнихрівняхвикористовуютьґрунтовихбезхребетних. Уприроднихекосистемах, для комплексногобіотестуваннявикористовуютьмікроартроподи.Ґрунтовіногохвістки (>колемболи)дужечутливі до діїорганічнихречовин, тому їхнього можна ізуспіхомзастосовувати привизначенніінтегральноїтоксичностінафтозабрудненихґрунтів (>Трублаевич, 1997).Тест-показникомможеслужити відсоток тихийособинколлембол, щовижили,тривалість їхні життя,поведінковіреакції. Привмістінафти 1-5%масиґрунту буввиявленийлінійнийзв'язокміжвмістомзабруднювача йвеличиноютест-показника (>Cornelis, 2001).

>Ціннимибіоіндикаторами єдощовічерв’яки (>Hund-Rinke et al., 2003). Закількістюдощовихчерв’яків, їхні станом можнасудити проступіньзабрудненняґрунтів.Цітваринимаютьвідповіднітест-реакції, котрізалежать нелише відтривалостізабруднення, але й і віддозизабруднювача.Існує пряма залежністьміжконцентрацієювнесенихнафтопродуктів йсмертністюдощовихчерв’яків назабрудненихділянках в Першідні послевнесення уґрунтнафтопродуктів.Перевагидощовихчервяків яктест-обєктівполягають учутливості дозмін вґрунті, щопов’язано зособливостями їхніжиттєдіяльності:газообмін черезшкіряні покриви,заковтуваннячасточокґрунту (Козлов, 2002).

>Біотестування надафніях стало широковикористовуватися вконтролізабруднення вод (>Строганов, 1971).ПопулярністьDaphniamagna яктест-обєктапов’язана із тім, що вона легкорозводиться вкультурі,доситьстійка вштучнихумовах,даєцілий комплекстест-реакцій, тамає короткийжиттєвий цикл, щодозвляєпрослідковуватитоксичнийвплив нанаступніпокоління (>Брагинський, 2000).Біотестуванняґрунтів звикористаннямдафнійдоцільнопроводитилише наводнихвитяжках длягідрофільнихречовин, тому дляоцінкитоксичностінафтопродуктівцей метод неєефективним.

>Комплекснебіотестування, якувключаєнаступнітест-об'єкти:насіннярослин,мікроорганізми,ґрунтовібезхребетні таферменти можнавикористовувати як вповномуобсязі, то йчастково, взалежності відцільовогопризначеннядосліджень йступенянафтовогозабрудненняґрунту.Якщопроби ізґрунтовиминогохвістками йактивністьферментівдаютькількісну характеристикутоксичностіґрунту принизькому тасередньомуступенізабруднення, томікробіологічні тестізручні дляопису стану сильнозабрудненихвисокотоксичнихґрунтів (Кірєєва та інших., 2003).Тестуванняводнимиорганізмами, як правило,здійснюється навитяжках ззабрудненого грунту,досліджуючикороткостроковіперіодивпливу.Переваги такого методуполягають унизькихвитратах йшвидкійвідповіді.Проте, ізекологічної точкизору,оцінкагострої дії,єменшзначущою тарепрезентативною.Такі тестіможуть бутивикористані,наприклад, длявиявленняпотенційноговпливухімічнихзабруднюючихречовин нафункціонуванняфільтраційногомеханізмуґрунтів (>Keddy, 1995).Довготерміновіметодибіооцінки, щоґрунтуються навизначенніхронічноговпливу,є болеезначущим ізекологічної точкизору йможутьнадатиінформацію проможливінаслідкизмінивластивостейґрунту яксередовищаіснування. Тестігострої тахронічної діївідрізняються затривалістю життяпіддослідногоорганізму,тобтоперіодомвпливу.

>Проте,лише комплекснаоцінка, щовраховуєвплив нарізнівидиорганізмів,різнихтрофічнихрівнівможевідображатиступіньекотоксичностіґрунту (>Cornelis, 2001).


2.ОБ’ЄКТИ,МЕТОДИ ТАУМОВИПРОВЕДЕННЯДОСЛІДЖЕНЬ

2.1Об’єктдослідження та його характеристика

>Льонзвичайний (LinumUsitatissimum L.) видрослин із родинильоновихLinaceae.Однорічнатравянистарослина.Стеблоциліндричне,вгорігілчасте ізланцетовидними листками.Віночок ізп’ятьмапелюсткамиблакитногокольору.Плід п’ятигнізднакуляста коробочка іздесятьмамаслянистиминасінинами.Цвіте ізчервня посерпень,насіннядостигає улипні (рис. 2.1).Насінняміститьслизистіречовини (>близько 12 %), пектин,жирнуолію (30-40%),складену згліцеридівлінолевої (35-40%),ліноленової (25-35%) та ),олеїнової (15-20 %),пальмітинової йстеаринової кислот,ціаногеновийглікозидлінамарин (1,5%),ензимлінамаразу, до 20-25%протеїнів,цукри, каротин тощо.Типовібіотопи дляльонузвичайного цеузлісся,пустища,узбіччядоріг,вирощується укультурі.Рослина невимоглива до умівсередовища (>Опред. вищих рослин України, 1987).

2.2Підготовкаматеріалу длядослідження

Длявизначенняфітотоксичності грунту булипідготовленізразкинафтозабрудненого грунту Длядослідженьвикористовували сирунафтугустиною 0,86г/мл,ґрунтглинистий (>середньосуглинковий) ізекологічночистої територї. Уповітряно-сухийґрунт вносилинафту за такоюсхемою:

· контроль (>ґрунтчистий);

· 99 р чистогоґрунту + 1 рнафти (1%забруднення);

· 97,5 р чистогоґрунту + 2,5 рнафти (2,5%забруднення);

· 95 р чистогоґрунту + 5 рнафти (5%забруднення);

· 94 р чистогоґрунту + 6 рнафти (6%забруднення);

· 92 р чистогоґрунту + 8 рнафти (8%забруднення);

· 90 р чистогоґрунту + 10 рнафти (10%забруднення);

· 85 р чистогоґрунту + 15 рнафти (15%забруднення);

2.3Методидосліджень

2.3.1Визначенняфітотоксичностіґрунту

>Наважкуґрунту 20 рпоміщали в ступку йзволожували водоюприблизно до 75% відповноївологоємкості, добророзтиралицюмасу.Потімсуспензію переносили в чашкиПетрі. Приструшуванні чашкиутворилосялегенькеводянедзеркальце.

На грунт у чашкивисівалинасінняльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.) (по 20 штук).Закриті чашки наводили за термостат на притемпературі +>24°С. Через 3 добирахувалисхожістьнасіння, на6-тудобу –вимірювалидовжинукореня йпагонапроростків.

2.3.2Визначеннятест-показниківльонузвичайного

>Післяпроростаннянасінняльонузвичайногоаналізувалинаступнітест-показники:індекссхожості (>ІС) на3-тюдобу,індекскореня (>ІК) таіндекспагона (>ІП) на6-тудобу,індекспроростаннянасіння (>ІПН) (>Teaca, 2008).

,

де к-тьпророслогонасіння вдосліді,

 к-тьпророслогонасіння вконтролі;

,

де довжинакореня вдосліді,

 довжинакореня вконтролі;

,

де довжинапагона вдосліді,

 довжинапагона вконтролі;

 

2.4Статистично-математичнеопрацюваннярезультатів

>нафтовийзабрудненняґрунтльон

>Досліди проводили уп’ятикратнійповторності.Отриманірезультатиопрацьовувалистатистично ізвикористаннямпрограмного пакета Microsoft Excel дляперсональнихкомп’ютерів.Визначалисереднєарифметичне,стандартнупохибку.Достовірністьрізниціміжконтрольним йдосліднимиваріантамиоцінювали закритеріємСтьюдента;вірогіднимивважалирізниці, деР<0,05 (Кучеренко, 2001).


3.РЕЗУЛЬТАТИДОСЛІДЖЕНЬ ТАЇХОБГОВОРЕННЯ

3.1Залежністьпроцесупроростаннянасінняльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.) відконцентраціїнафти уґрунті

Дляпроростаннянасіннянеобхідніпевніумови,передусім – вода.Процеспроростаннянасіннярозпочинається послеадсорбції водикрізьмікропіле танасіннєвіоболонкизавдякибіоколоїдам,якимиєбілки,крохмаль,геміцелюлоза,пектиновіречовини.Набряканняцихречовинстворює силу длярозривуоболонки.Зародокзбільшується урозмірахзавдяки зростаннюклітинрозтягуванням йпоглинанню води.Зародковийкорінецьвиходитьунаслідокрозривунасінноїшкірки йнасінинувважаютьпророслою (Терек, 2007).

Намивстановлено, щозалежно відконцентрації уґрунтінафтапо-різномувпливає напроростаннянасінняльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.).Кривідинамікипроростаннянасіння вчасіілюструють, що принизькихконцентраціяхнафтинасінняпроростаєшвидше, ніж уконтролі (рис. 3.1). На3-тюдобу призабрудненні 1%нафти уґрунтікількістьпророслогонасіння на 9%більша, ніж уконтролі, при 2,5%нафти – на 15%. Приданихконцентраціяхкривідинамікипроростаннянасінняшвидшевиходять на плато (>кількістьпророслогонасіннядосягає максимальногозначення на4-тудобу). Уконтролідосягнення максимумусхожостіспостерігається на5-ту. Отже,нафта принизькихконцентраціях (1%, 2,5%)сприяєвиходунасіння з стануспокою тастимулюєпроростаннянасіння.

Це можнапояснитистимулюючоюдієюнафти принизькихконцентраціях (Грищенко, 1982).Встановлено, щостимулюючийефектмаютьполіароматичнівуглеводні (ПАР) яккомпонентинафти,зокремафлуорен,антрацен,пірен,хризен. Принизькихконцентраціях (10 мг/кг).спостерігалосястимулювання зростаннюрослин наранніхетапахрозвитку для такихдосліджуванихвидів, якпшениця -TriticumvulgareVill, овес -Avenasativa L.,кукурудза -Zeamays L.,помідори -LycopersiconesculentumMiller,квасоля -Phaseolusvulgaris L,соняшник -Helianthusannus L. (>Maliszewska-Kordybach, 2000).

Уконцентраціях 5%, 6% та 8%нафтазначнопригнічує процеспроростаннянасіння.Кількістьпророслогонасіння на3-тюдобу при 5%нафтовогозабрудненнязменшується на 32%, а при 6% – на 34%щодо контролю.Кривідинамікипроростаннядосягають свого плато, як й вконтролі, на5-тудобу. Призабрудненні 8%насінняпочинаєпроростатилише на4-тудобу, а платонастає на6-тудобу. Принафтовомузабрудненні 10%насінняпроростає на6-тудобу. Отже, привисоких щабляхнафтовогозабрудненняшвидкістьпроростаннянасіннягальмується, щозумовленовисокоютоксичністюнафти. Таким чином,швидкістьпроростаннянасіннязалежить відконцентрації токсиканту, що якщовраховано прирозробці методуфітооцінкитоксичностінафтозабрудненихґрунтів.

>Рис. 3.1.Часовадинамікапроростаннянасінняльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.) прирізнихконцентраціяхнафти уґрунті

Нафта яктоксикант негативновпливає напроростаннянасіння,зменшуючисхожість. Намивстановлено, щоіндекссхожості на6-тудобу принизьких тасередніхконцентраціяхнафти (1 – 8%)залишаєтьсяблизьким до контролю. Напроміжку 0—8% криваіндексусхожості ідемайже горизонтально й наближається до плато, щовідображаєслабку залежністьміжконцентрацієюнафти уґрунті таІС вцихмежах (див. рис. 3.2). Приконцентрації 10%ІСстановить 28%, щосвідчить провисокутоксичністьнафтозабрудненогоґрунту. Привищихконцентраціяхіндекссхожості наближається нанівець.Зменшеннясхожості можнапояснитиздатністюнасінняадсорбуватинафту, Яка на свійчергузмінюєрозвитокметаболічнихреакцій, врезультаті чогонасінина непроростає (>Baker, 1970).

Отже, дляІС привмістінафти 1%, 2,5%, 5%, 6% та 8%спостерігаєтьсянезначневідхилення від контролю, тоді як привищихконцентраціяхвідбуваєтьсярізкезменшеннякількостіпророслогонасіння.Показовимиє фотодосліднихрослин (рис. 3.3).

>Рис. 3.2.Індекссхожостінасінняльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.) за діїрізнихконцентраційнафти уґрунті

>Отримані намирезультатисвідчать, щодинамікапроростання тасхожістьнасінняльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.)єчутливими таінформативнимитест-реакціями дляоцінкитоксичностінафтовогозабрудненняґрунту.Такітест-реакціїєперспективними дляпроведенняфітооцінкинафтозабрудненого грунту, на їхніоснові можнарозроблятиметодичнірекомендації дляфітоіндикаціїнафтозабрудненихтериторій.

3.2МорфометричніпараметрипроростківLinumusitatissimum L. яктест-реакції надіюнафтовогозабрудненняґрунту

>Зручнимиоб’єктами длябіоіндикаціїзабруднювачівє проростірослин (>Гродзинський, 2006; Горова, 2005). Нафтавпливає на усіетапи онтогенезурослин,серед якінайбільшчутливимиє прорості. Придослідженніфітотоксичностінафти було б показано, щонафтовезабрудненнязначноінгібуєріст йрозвитокрослин (Кірєєва, 2007).

якморфометричнийпоказник мивимірювалидовжинукоренів тапагонівпроростків тавизначалиіндекскореня (>ІК)льонузвичайного.Буловстановлено, що за діїнафтивідбуваєтьсяінгібування зростаннюкореня.Індекскореня привмістінафти 1%, 2,5%, 5%, 6%зменшуєтьсявідповідно на 70, 66, 63, 61%щодо контролю (рис. 3.3.).ІК при цьому слабкозмінюється,утворюючи полозі плато. Привищихконцентраціяхвідбувається подалізменшенняІК: при 8% – на 80%, при 10% - на 94%.Пригнічення зростаннюкоренязумовленетоксичністюнафти, котра черезводнийрозчинвзаємодіє зпроростками (>Linderat al, 1990).Схожістьнасінняілюструєпрямийвпливнафти, тоді якдовжинапроростківєреакцією наопосередкованийвпливводорозчиннихнафтопродуктів. Цесвідчить провисокучутливістьдосліджуваноїтест-реакції талінійну залежністькривої „>доза-ефект”.

Отже,ІКчутливореагує натоксичністьнафти.Прямолінійна залежністьміжіндексомкореня таконцентрацієюнафти уґрунтіспостерігається напроміжку 6–10%забруднювача. ЦедозволяєвикористовуватиІК припроводитидіагностицівмістунафти уґрунті в цьомуінтервалі.


>Рис 3.3.Індекскореняльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.) за діїнафти уґрунті

Митакожаналізувалитакутест-реакцію, якіндекспагона (>ІП).Даний параметрвважаєтьсяменшчутливим,оскількипагінбезпосередньо неконтактує ззабруднювачем. Атоксичнийвплив якщозумовленийміграцієютоксикантів відкореня допагона таствореноюконцентрацієюлеткихнафтопродуктів учашціПетрі (>Wong, 1999).

>Індекспагонапоступовозменшується ззростаннямвмістунафти уґрунті (рис. 3.4.). Прислабкомузабрудненнінафтою,концентрація 1 та 2,5%,ІПстановитьвідповідно 55 та 52 %щодо контролю. Нафта укількості 5%виявляє болеетоксичнудію, про щосвідчитьзменшенняІП до 21%. Приконцентрації токсиканту 6%індекспагонастановить 16,3%, при 8% – 12,8%, при 10%пагін нерозвивається.Показовимиє фотодосліднихрослин (рис. 3.6).

Отже,ІПчутливореагує навмістнафти уґрунті. Ззростаннямконцентраціїнафти від 1%індекспагонапоступовозменшується й при 10%забруднення наближається нанівець. Цесвідчить продоцільністьвикористанняданоїтест-реакції припроведенніфітооцінкитоксичностінафтозабрудненихґрунтів.


>Рис. 3.4.Індекспагональонузвичайного (>Linumusitatissimum L.) за діїнафти уґрунті

>Параметр,якийоб’єднуєІС,ІК таІП,єіндекспроростаннянасіння (>ІПН). Вочевидь, данийпоказникмав бі бутинайбільшдостовірним таінформативним,оскількиінтегруєнайтиповішітест-реакціїдосліджуваногооб’єкта.Отриманийіндекспроростання дійснонайповнішевідображавступіньтоксичностінафти (див.рис.3.9). Так приконцентраціїнафти 1%ІПНзменшується до 14,3%, при 2,5% – до 24,5% (рис. 3.5.).Вже принизькихконцентраціяхнафтифіксуєтьсязначневідхиленнящодо контролю. Припослідовномузростаннівмістунафти до 5%, 6%, 8%, 10%ІПНстановитьвідповідно 11,1%, 9,2%, 2,6%, 1,4%.

>Інтегруваннятест-показники дозволитисуттєвозбільшитидіагностичнупродуктивністьтест-системи.


>Рис. 3.5.Індекспроростаннянасінняльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.)


>ВИСНОВКИ

Наосновіотриманихданих можназробитинаступнівисновки:

1.Встановлено, щонафта принизькихконцентраціях (1%, 2,5%)сприяєвиходунасіння з стануспокою тастимулюєпроростаннянасінняLinumusitatissimum L, привисоких (5%, 6% та 8%, 10%) –пригнічує

2.Індекссхожостірізкщзменшення привисокихконцентраціяхнафти угрунті (10%).

3.Отримані намирезультатисвідчать, щодинамікапроростання тасхожістьнасінняльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.)єчутливими таінформативнимитест-реакціями дляоцінкитоксичностінафтовогозабрудненняґрунту.Такітест-реакціїєперспективними дляпроведенняфітооцінкинафтозабрудненого грунту, на їхньогооснові можнарозроблятиметодичнірекомендації дляфітоіндикаціїнафтозабрудненихтериторій.

4.Встановленопрямолінійну залежністьміжіндексомкореня таконцентрацієюнафти уґрунті напроміжку 6–10%забруднювача.

5.Встановленолінійну залежністьміжіндексомпагона L.usitatissimum тавмістомнафти уґрунті:

6.Індекспроростаннянасіння –найбільшдостовірний таінформативний параметр,якийзбільшуєефективність тачутливістьтест-системи.

7.Досліджуванітест-реакціїльонузвичайного (>Linumusitatissimum L.)доцільновикористовувати приоціненніфітотоксичностінафтозабруд-неногоґрунту, на їхніоснові можнарозроблятиметодичнірекомендації дляфітоіндикаціїнафтозабрудненихтериторій.


>ЛІТЕРАТУРА

1.АндресонР.К.,Мукатанов А.Х., БойкоТ.Ф. Екологічні наслідки забруднення грунтів нафтою // Екологія. – 1980. – №6. – З. 21-25.

2.Брагинський Л. П. Методологічні аспектитоксикологического біотестування наDaphniamagnaStr. та іншихветвистоусихракообразних (критичний огляд) //Гидробиол.журн. 2000.Т.36, №5. С.50

3.Гідроекологічнатоксикологія табіоіндикаціязабруднень / За ред.Олексіва І. Р.,Брагінського Л. П. Львів: Світ, 1995440с.

4. Горова А.І.,Скворцова Т. М.,Клімкіна І. І, Павличенко, А. У.,Бучавий Ю. У.Цитогенетичниймоніторингдовкілля таздоровялюдини //Вісн.Укр.Тов-вагенетиків йселекціонерів. – 2005. – Т. 3, №1-2. – З. 36-47.

5. Грищенко О.М. Ботанічні аномалії як пошуково-розвідувальний критерій нафтогазоносності // Екологія. – 1982. - № 1. - З. 18-22.

6.ГродзинськийД.М.,Шиліна Ю.В.,Куцоконь М.К.,Михєєв О.М.,ГущаМ.І.,КоломієцьО.Д.,Фалінська Т.П.,ОвсянніковаЛ.Г.,КутлахмедовЮ.О.,Пчеловська С.В.Застосуваннярослинних тест-систем дляоцінкикомбінованої діїфакторіврізноїприроди. – До.:Фітосоціоцентр, 2006. - 60 з.

7. Гродзинський А.М. та інших. Прямі методи біотестування грунтів та метаболітів мікроорганізмів //Аллелопатия і продуктивність рослин:Сб.науч.тр. АН УРСР. - До.: наук. думка, 1990. – З. 121-124.

8.Екологічне право України.Академічний курс:Підручник. / Зазаг. Ред. Ю. З.Шемчушенка. До.:Юридична думка, 2008. З. 195.

9. Зміна чисельності та поведінкових реакцій дощових хробаківLumbricusrubellusHoffmeister за умов забруднення грунтівнефтьюНаучно-исследовательский інститут біології і біофізики при Томському державному університеті 634050 Томськ,просп. Леніна, Сибірський екологічний журнал, 2004, № 4, з. 463-466

10.Израель Ю.О.,Гасилина М.К.,РовинскийФ.Я. Система спостережень і місцевого контролю забруднень природного довкілля у СРСР //Метеорология і гідрологія, – 1978. – № 10. – З. 5-12

11. КозловК.С.Дождевие хробаки –биоиндикационний тест грунтів забруднених нафтою // Матеріали доповідей міжрегіональної науково-технічної цук. «Наукова сесіяТУСУР». – Томськ, 2002.Ч.3. – З. 136-138.

12. Кірєєва Н.А.,Кабиров Т. Р., Дубовик І. Є. Комплекснебиотестированиенефтезагрезньонних грунтів //Екология. – 2007. – №5..

13. Кірєєва Н.А.Фитотоксичностьантропогенно-загрязненних грунтів / Н.А. Кірєєва,Г.Г.Кузяхметов,А.М.Мифтахова,В.В.Водопьянов. – УфаГилем, 2003.

14. КучеренкоМ.Є.Бабенюк Ю.Д.,Войціцький В.М.Сучасніметодибіохімічнихдосліджень. – До.:Укрсоціоцентр, 2001. – 424 з.

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація