Daphnia sp тест - объектісін пайдалана отырып Астана қаласының табиғи және ақаба суларын бағалау
Тақырыбы: Daphnia sp тест-объектісін пайдалана отырып Астана қаласының табиғи және ақаба суларын бағалау
Зерттеудің мақсаты: Астана қаласы, Есілдің Сарыбұлақ және Ақбұлақ өзендерінің табиғи және ақаба суларын бағалау
Міндеттер: Табиғи сулардың уыттылығын анықтау бойынша әдістемелер дайындау
Есілдің Сарыбұлақ және Ақбұлақ өзендерінен су сынамасын алу
ЖЭО ақаба суларын модельдеу және оның уыттылығын анықтау
Металлургиялық өндірістегі ақаба суларын модельдеу және оның уыттылығын анықтау
Жұмыстың өзектілігі Бүгінгі күннің мәселесі болып отырған табиғи сулардың өндірістік, ауыл шаруашылық, тұрмыстық қалдықтар ақаба сулармен ластануында болып отыр. Қазіргі таңда табиғи сулардың, су қоймалардың құрамы едәуір дәрежеде антропогендік жүктеме әсерінен қалыптасады. Түбінде көптеген түрлі табиғи ластаушы заттар жинақталады: ауыр металдар, органикалық заттар, мұнай өнімдері. Өнеркәсіптік кәсіпорындардың ағынды жерлерінде түптік шөгінділерден тасынды жиналуы болады. Сондықтан ақаба және табиғи суларға бағалау жүргізу қажет. Ең қолжетімді және тиімді қадағалу әдісі дафния түріндегі тест - объект қолдану болып табылады. Сол себепті біздің жұмыста ҚР индустрия және инфрақұрылымдық даму министрлігі техникалық реттеу және метрология комитетінің 2017 жылдың 1 қарашасында № 295 нормативтік құжатына сәйкес ұсынылған биотестілеу әдісі қолданылады. Аталған әдіс үзіліссіз мониторинг жүргізуге, табиғи және ақаба сулардың сапасын бағалауға мүмкіндік беруімен өзекті болып отыр.
Ғылыми жаңағылы:
1.Нормативтік құжат негізінде табиғи сулардың ықтимал ластануына болжам жасау, уыттылығын анықтау әдістемесі дайындалды және жетілдірілді.
2 Биотестілеу негізінде түтін газдарының уыттылығын тазарту кезінде ақаба сулардың корреляциялық тәуелділігі табылды.
Практикалық құндылығы: Қазіргі уақытта Қазгидрометтің ақпараты бойынша Қазақстанда ақаба суларды биотестілеудің екі зертханасы бар. Біз жүргізген зерттеу табиғи және ақаба суларды қадағалау бойынша зертханалық жұмыстардың тізбегін жасауға мүмкіндік береді. Аталған зертханалық жұмыстарды өнеркәсіптік экология дисциплинасы бойынша табиғи сулардың ластануын қадағалау бөліміне студенттерді оқыту процесіне кіргізуге болады.
Кіріспе
Бүкіл әлемде қоршаған ортаға деген антропогендік жүктемелер күннен күнге артып отыр. Адамзаттың өндірістік әрекеттері күн өткен сайын жаңа одан да жаңа табиғи ресурстарды қосып, ол тиісінше ауа, суды жерді ластап жатыр. Химиялық антропогенді жүктеменің қоршаған ортаға деген нақты көлемі баяғыдан-ақ дәстүрлі мемлекеттік санитарлы - гигиеналық нормалау талаптарынан асып кетті. Табиғи сулардың ластануын қадағалауды жүзеге асыру үшін бірнеше ондаған иондар, заттар мен қосылыстар класын сенімді түрде анықтау міндеті тұрады. Табиғи сулар біршама спецификалық орта болып табылады, өйткені токсиканттар жағдайы мен олардың химиялық қасиеттері мен биологиялық белсенділігі қарапайым зертханалық зерттеулерде жүргізілетін модельден олардың химиялық, биологиялық, уыттылық және өзге де қасиеттері айтарлықтай айырмашылық жасайды. Гидробионттардың қалыпты өмір сүруі, жекелей алғанда уытты заттарға, түрлі заттардың уыттылық дәрежесіне, су ортасының абиотикалық мынадай факторларына: минералдану, кермектілік, иондар қатынасы, комплексондардың болуы, оттегінің құрамы, температура және т.б. байланысты болады[1].
Қоршаған ортаны қорғаудың биологиялық қадағалауының негізгі әдістемелерінің бірі биотестілеу болып табылады. Биотестілеу әдістемесі қоршаған ортаға осы не өзге ластаушы заттардың болуы кезінде немесе экологиялық жағдайлардың өзгеруіне деген жоғары сезімталдығы бар белгілі бір ағзалардың жағдайы, яғни тірі ағзалардың және олардың қауымдастықтарының реакцияларына негізделген биологиялық маңызды антропогендік жүктемені табу және анықтау. Осылайша, қоршаған ортаны бағалау үшін биологиялық әдістемелерді қолдануда осы не өзге типті әсерлерге нақты жауап қайтара алатын өсімдіктер мен жануарлар түрін ажыратып алумен түсіндіріледі[2].
Биотесттің негізгі мақсаты табиғи және басқа да сулардың қауіпсіздігін тест-объектілер негізінде бағалау. Басқа химиялық әдістермен салыстырғанда биотестілеу зиянды заттардың кешені мен олардың қосындылары себеп болатын судың интегралды уыттылығы жөнінде ақпарат алуға мүмкіндік береді.Биотестте түрлі тест-объектілер қолданылады. Дафния табиғи және ақаба сулардың ластануын мониторингіне бір тәсіл ретінде ұсынылады. Дафнияның тест-объект ретіндегі артықшылығы келесі факторлармен анықталады; жер беті суларында таралған зоопланктон бөлігі; культурасын лабораториялық жағдайда алуға болады, бұл тәжірибелерді жыл мезгілі мен уақытына қарамастан жүргізуге мүмкіндік береді; жоғары сезімталдық. Биотест әдістері басқа да дәстүрлі әдістерді толықтырады[3].
1 ГИДРОСФЕРАНЫҢ ЛАСТАНУ ДЕҢГЕЙІНІҢ ТӘСІЛДЕМЕСІ ЖӘНЕ ЖАЛПЫ МӘСЕЛЕЛЕРІ
0.1. Су қоймаларын ластаушы негізгі заттар тобы және олардың су экожүйесіне әсері
Қазіргі уақытта су қоймалардың табиғи суларының құрамы едәуір дәрежеде антропогендік жүктеме әсерінен қалыптасады. Түбінде көптеген түрлі табиғи ластаушы заттар жинақталады: ауыр металдар, органикалық заттар, мұнай өнімдері. Өнеркәсіптік кәсіпорындардың ағынды жерлерінде түптік шөгінділерден тасынды жиналуы болады[4].
Ластаушы заттардан түсу көлемі бойынша ең алдымен назар аударуға тұрарлығы ауыр металдар, мұнай көмірсутектері, полихлорланған бинефилдер (ПХБ) және полиароматтық көмірсутектер(ПХК).
Органикалық ластаушы заттарға қарағанда металдар практикада мәңгілік болып келеді, себебі олар табиғи факторлар әсерінде бұзылмайды. Барлық ауыр металдар жалпы бір қасиетке ие : олар биологиялық белсенді болуы мүмкін. Осыдан, антропогендік әрекеттердің нәтижесінде қозғалмалы - белсенді жағдайда қоршаған ортаға түсіп, осы не өзге дәрежеде биологиялық айналымға қосылады да, белгілі бір биохимиялық шарттарда және концентрацияда тірі ағзаларға уытты әсер ете бастайды [4]
Металл қосылыстарын олардың табиғатына байланысты үш топқа бөледі: металл құрайтын бөлшектер, суда еритін металл қосылыстар, майда еритіндер. Ең қауіптісі суда еритін қосылыстар, себебі олар жоғары өту қабілетіне ие. Канцерогенді заттарға никель, кобальт, хром, күшәла, бериллий, кадмий қосылыстары жатады [5].
Су қоймалардың түптік шөгінділері металдардың белсенді жиналуы болып табылады (Веигзкеш, 1994).Сорбциялық үдерістің арқасында су қоймалардың ауыр металдар қосылысынан өздігінен тазартуы жүреді. Алайда белгілі бір жағдайларда металдардың десорбция әдісі де шеттетілмейді және су бетінде олардың еріген күйінде болуы яғни, түптік шөгінділер су объектілерінің екінші ластау көздеріне айналады [6].
Ауыр металдарды (қорғасын, сынап, мыс, мырыш, кадмий, кобальт, қалайы, висмут, ванадий және т.б.) тиолды (протоплазмалық) улар деп атайды. Олар ақуыздың тиолды тобымен (БН), қайтарымсыз байланысқа түседі де, өзінің биологиялық белсенділігінен ақуыздың шығынына әкеледі. Тиолды улар ақуыздарға талғамалы әсер етпейтіндіктен, ферменттер, гормондар, тасымалдаушы ақуыздар, ахроматикалық ұршық ақуыздар, хромосом ақуыздар және құрылымдық ақуыздар қызметі бұзылады. Сондықтан БН-тобы үшін аталған улар кең көлемді әсер ету спектріне ие. Олар мутация, рак, аллергия, бауыр, бүйрек, ми, қан жүйесі ауруларын тудырады [7].
Темір табиғатта екі және үш валентті күйде кездеседі, үш валентті темір тек қышқыл ортада ериді (рН 2,5 кем) сол себепті де, аз қозғалыста, екі валентті темір керісінше, әлсіз қышқылды суларда да жеңіл қозғалады[8].
Тірі ағзаларда мыс биологиялық қызметі бойынша қарапайым микроэлемент болып табылады. Мыстың интенсивті сорбциясы оның түптік шөгінділердегі жоғары концентрациясымен шарттасады. Түптік шөгінділерде ( 1000 мгкг құрғақ массада) мыстың жоғары құрамы әдетте ақаба сулардың әсеріне байланысты болады.
Мырыш кең тараған металдарға жатады. Тұщы сулы жүйедегі түптік шөгінділердегі мырыштың жалпы дәрежесі металдарды өндіру аудандарында құрғақ массада 1000 мгкг асады. Ең аз дәрежесі қалалық аудандар арқылы өтетін өзендерге тән, ластанбаған белдеулерде оның құрамы 50 мгкг аспайды.
Қоршаған ортаны сақтау тұрғысынан қарағанда ең қауіпті ластаушылар полихлорланған бенефилдер мен полиароматтық көмірсутекті органикалық қосылыстар жатады. Олар жоғары созылмалы уытты және мутагенді эффектіге ие болуымен сипатталады [9]
0.2. Судың уыттылығын биотестілеумен анықтау
Биотестілеу су ортасының уыттылығын бағалаудың интеграциялық әдісі ретінде химиялық талдаудың міндетті толықтырушысы болып табылады Биотестілеуде түрлі мақсаттағы су сапасын қадағалау бойынша стандарты болады [10].
Токсикант - энтропияға қызмет ететін фактор, тірінің бұзылу факторы. Экологиялық жүйеде энтропиялық факторды жоюға ұмтылатын қарсы әрекет ету дамуда, бұл оның ерекше қасиеті - буферлігін [11].
Экожүйе белгілі бір шекте токсикантты жұтады және қайта өңдейді. Тек осы қарсылық потенциалы жоғалған кезде ғана уытты әрекет басталады.
Биологиялық тестілеудің орындалу сапасы мен сипаты тікелей үш көрсеткішке байланысты болады:
тест-ағзаларына;
тәжірибені жүргізу жағдайларына;
тіркелген көрсеткіштер.
Daphnia ағзаларының классификациясы
Дафния өлшемдері бойынша келесідей түрлерге шартты түрде жіктеледі:
- ірі шаяндар Daphnia magna, ұрғашы түрлері 6 мм дейін жетеді, еркегі 2 мм, жұмыртқасы 0,7мм. Жыныстық жетілуі 4-14 күн ішінде жүреді, бір уақытта 80 жұмыртқаға дейін дамиды, өмір сүру ұзақтығы 110-150 тәулік.
- орташа шаяндар: Daphnia pulex, Daphnia longispina, Simocephalus және Ceriodaphnia. Ұрғашы түрі 3-4 мм, 25 жұмыртқаға дейін дами алады, жұмыртқаны әрбір 3-5 тәулік сайын салады, 26-47 тәулік аралығында өмір сүреді.
- ұсақ шаяндар (1,5 мм дейін): Daphnia moina, Daphnia bosmina, Daphnia Chydorus. Ұрғашы түрі 1,5 мм дейін жетеді, еркек түрі 1,1 мм, жұмыртқасы 0,5 мм. Жыныстық жетілуі тәулік ішінде орын алады, жұмыртқаны әрбір 1-2 күн сайын салады, 53 жұмыртқаға дейін салады, 22 күнге дейін өмір сүреді.
Дафниялар өсімдік планктон, бактерия, инфузориялармен қоректенеді. Қоректену үшін дафния шаяны аяқ көмегімен суда тоқ жасайды, осы арқылы ол өзіне қорек тартады. Олар жарыққа өте сезімтал; қараңғы түскенде су бетіне көтеріледі және жарық кезде керісінше. Дафнияларға вертикалды миграция тән, сондықтан оларды таңертең ерте аулайды: күндіз судың астына көшсе, қараңғыда жоғарыға шығады.
Ұрғашы дафнияларда арқа беті мен арқа шетіндегі ұяда жұмыртқа салатын және дамитын арнайы қуыс бар. Жазғы уақытта осы қуыста 100 дейін ұрықтанбаған жұмыртқалар қаыптасады, кейінірек одан тек ұрғашы дафниялар дамиды. Жас дафниялар туылғаннан соң бірнеше күннен кейін көбеюді бастайды. Шаяндардың көптеп көбеюі кезінде су тотты түске боялады. Күн салқындайтын жаз аяғы мен күзде жұмыртқалардан еркек дафниялар дамиды, ал ұрғашы дафниялар жұмыртқа қалыптастырады, ол жұмыртқалар еркек дафния ұрықтандырған соң дамиды. Мұндай ұрықтанған тұтас қабықпен қапталған жұмыртқалар ауыр және ақуызға бай. Олар суда жүзеді, түбінде жатады, аяз бен суыққа төзімді, жылы кезең түскенде ұрғашы дафниялар пайда болып цикл жалғасады [12].
Daphnia қатысуымен жасалатын биотест
Жер беті және ақаба сулардың ластану деңгейңн анықтауда дафниялар тест-объект ретінде жиі қолданылады. 1, 2 және 4 тәулік ішінде жүргізілген зертханалық анализдегі, бақылау сынамасымен салыстырғанда 50 % және одан да жоғары түрдің өлімі судың жоғары деңгейде ластанғандығын білдіреді [13].
Фаретдинов Аяз Омшанка өзеніндегі (Ресей) судың сапасын дафния магна қолданумен анықтады. Зерттеу тамыз-қыркүйек айында жасалды, су нысанының әртүрлі зонасынан 3 сынама алынды. Биоиндикация, яғни су нысанының әртүрлі зонасындағы ластануға дафния реакциясы анықталды (белсенділік жоғалуы, өте қатты ластану кезінде "бұралу" жағдайының басталуы, орташа ластану кезінде судың түбінде жатуы, жекелеген түрлердің жоғары белсенділігі, төсменгі ластану кезіндегі қалыпты жағдайы).
Одан соң 1, 6, 24, 48, 72, 96 сағаттарда тірі қалған ағзалардың санын анықтаған 4 тәуліктік биотест жасалды, яғни бақылау сынамасындағы ағзаларға қатысты дафниялар өлімі (%) анықталды. Бақылау және зерттеудегі тірі қалған дафниялардың орташа арифметикалық саны анықталды. Тәжірибедегі дафния өлімінің бақылау сынамасындағы санына қатысты процентін анықтау үшін келесі формула қолданылды:
100*(Х1-Х2Х2),
мұнда, Х1 - бақылау сынамасындағы тірі қалған дафниялардың орташа саны; Х2 - тәжірибе сынамасындағы тірі қалған дафниялардың орташа саны.
Нәтиже бойынша №1 сынамада 30% түрлер өлген (эксперимент соңына қарай 10 дафнияның 6 тірі қалған), бұл судың орташа ластанғандығын білдіреді. №2 сынамада тәжірибе басталғаннан кейінгі 60 минут ішінде 1 түр өлген, 6 сағаттан соң 3, ал тәуліктен соң 6 түр өлген, ол барлық түрдің 60 % құраған. 50% жоғары түрлердің өлімі тәжірибені тоқтатуға негіз болады. Тәжірибе кезіндегі түрлердің көп санының өлімі судың жоғары дәрежедегі ластануын білдіреді, осыған сәйкес су қатты ластанған деп бағаланған. №3 сынамада дафнияның 20 % өлген (10 түрдің 8 тірі қалған), бұл су сапасының қолайлы орта екендігін білдіреді [13].
Ғалым Олег Никитиннің (2014ж.) зерттеуі дафния магнаның мінез-құлқын (жүзу жылдамдығы) автордың өзі жасап шығарған копьютерлік көрнекті алгоритмді "Toxicity Analyzer "TrackTox бағдарламасы арқылы бақылауды қарастырады.
Зерттеу барысында автор қалыпты жағдайда және калий дихроматы, мырыш сульфаты, эсфенвалерат, цианобактериялар сияқты токсиканттар енгізген соң дафнияның жүзу белсенділігін компьютерлік визуализация көмегімен бақылаған. Әсер ету уақыты - 30 минут. Нәтиже металл иондарын енгізгенде дафнияның белсенділігі төмендейтіндігін, ал эсфенвалерат, цианобактериялар сияқты органикалық токсиндер енгізгенде керісінше жоғарылаған [14].
Вятск университетінің бірқатар ғалымдары Daphniamagna белсенділігі бойынша табиғи және антропогенді ортаны анықтау мақсатында тәжірибе жүргізген. Қозғалыс белсенділігін анықтау мақсатында тәжірибені жүргізудің бірнеше нұсқасы төмендегі ғылыми сұрақтарды шешумен қатар жасалған: қозғалу белсенділігін есептеу үшін шекті периодты анықтау; параметрлерді есептеуге қажетті сынама санын анықтау; белгілі сызықтарды өткенде палетканың сыртқы түрін анықтау.
Тәжірибе нәтижелері су ортасының уыттылық деңгейін бағалауға мүмкіндік беретіндігін көрсеткен. Әдістеме жоғары сезімталдыққа ие экспрессивті әдіс ретінде бағаланған. Тәжірибе дафния өлімі арқылы судың жоғары ластану жағдайында да диагностика жасау қиындық тудырғандығын, ал қозғалу жылдамдығы су ортасының уыттылығы туралы қысқа уақыттың ішінде де қорытынды жасауға болатындығын дәлелдейді [15].
Ауыр металл иондарымен ластану жағдайларын анықтағанда су температурасы белгілі рөл атқарады. 25-30°С температурада ауыр металдардың уытты әсер ету зонасы тарылады, шаянтәрізділердің өлімін туғызатын заттардың концентрациясы төмендейді. Ауыр металл ерітінділеріндегі шаянтәрізділердің өмір сүру ұзақтығы жоғарыдағы температуралар кезінде едәуір азаяды [16]. Осыған сәйкес, тәжірибе жүргізгенде су температурасын ескеру керек.
Daphnia magna,Vibrio Fischeri, MitoScanTM қатысуымен пестицид уыттылығын анықтауға жасалған тәжірибелер арасында Daphnia magna жоғары сезімталдық көрсеткен және қоспалардың уытты өзара әрекеттесуін анықтай алды. Daphnia magna жоғарыда көрсетілген 2 тест-объектілеріне қарағанда кешенді биохимиясына байланысты еріген металл иондары, органикаға сезімтал [17].
Дафния бақылауға жататын зиянды заттарды 80% жоғары қамтитын түрлердің бірі. Көптеген қарапайымдыларға қарағанда олардың түр құрамы мен саны ортаның сапробты деңгейіне сәйкес келеді және қоршаған орта өзгерістеріне жоғары сезімталдық және реакциямен ерекшеленеді, салыстарымалы түрде размерлері үлкен және тез көбейеді. Осыған байланысты дафния қатысуымен жасалатын биотесттер қандай ластаушылар және қандай концентрацияда ағзада өзгерістер туғызатынына қарамастан орта уыттылығын анықтайды [18].
Биотесттің нәтижелерін растау мақсатында оттегінің химиялық қажеттілігі мен қалқымалы заттар мәнін анықтауға болады. Зерттеулер ОХҚ мен ҚЗ мәні дафния қатысуымен анықталған уыттылық деңгейінің 0,85-1 деңгейіндегі жоғары статистикалық корреляция деңгейін көрсетеді, бұл көрсетілген әдістің жоғары тиімділігін көрсетеді [19].
XX ғасырдың 40 жылдары дафниялардың бейорганикалық заттардың иондарына реакциясы зерттелді, нәтижесінде бихромат, кадмий, күміс, сынап, хромат, цианид және йодид иондарына жоғары белсенділік тіркелді. Дафния магнаның ауыр металл катиондарына салыстырмалы жоғары емес сезімталдығы дәлелденген, бұл құбылыс суда кешен түзілу нәтижесінде катиондардың байқалатын детоксикациясымен түсіндіріледі. Дафнияның суда еріген заттарға сезімтал реакциясы олардың фильтрат және өз ағзасы арқылы судың көп көлемін фильтрлейтін қасиетімен түсіндіріледі. Ұзақ уақытта әсер ету кезінде металл катиондары келесі концентрацияларда (мгл) дафния магнаның көбеюіне қолайсыз жағдай туғызады: сынап 3,4*10-2, мыс, қорғасын, никель, платинум 1,3*10-1, темір, хром, мышьяк, алюминий 3-5, сілтілі және сілтілі жер металдары 40-120, ал натрий хлориді 500-680 мгл кем емес концентрацияда тірі ағзалар белсенділігіне қолайсыз жағдай тудырады. Металл катиондарының сублетальді концентрациясында ұрпақ беру функциясына әсер ету байқалады: эмбриональды даму кезеңінің үлкеюі, жас түрлер санының төмендеуі, жыныстық жетілуінің баяулауы. Металл мен органиканың қосындысына сол металдың катионына қарағанда дафния сезімталдығы жоғары[20].
Сондықтан дафния қатысуымен жүргізілетін тест суда жүргізілетін кластар кешенін бақылау химиялық әдістерді қоса алғанда күрделі тапсырма болып табылады. Дафнияның өміршеңдік және трофикалық белсенділігінің салыстырмалы талдауы модель токсиканттарда (кадмий, мыс иондары және калий бихроматы) трофикалық белсенділік (белгілі уақыт ішінде дафния тұтынатын азық көлемі) өміршеңдікке қарағанда жоғары сезімталдыққа ие екендігін көрсетеді. Тамақтану дағдылары дафнияны судағы токсиканттарға сезімтал етеді. бұл жағдайда трофикалық белсенділік шаянтәрізділер ортасында азық концентрациясының азаю деңгейімен анықталады. Ауыр металдармен жасалған зерттеу дафнияның қоректену жылдамдығы параметрлері азаюы уақыт бойынша токсиканттардың аз концентрациясында олардың өлімінен ертерек жүретіндігін көрсеткен. Мысалы, дафнияның трофикалық белсенділігінің төмендеуі кадмий ионы концентрациясы 0,0025 мгл кезінде байқалады, ал өміршеңдіктің 50 % төмендеуі 0,0125 мгл концентрацияда және тәжірибенің екінші тәулігінде байқалған. Осыған байланысты дафнияның троификалық белсенділігі уыттылық әсерін бастапқы кезеңде тезірек анықтауға мүмкіндік береді [21].
Сынамаларды алу уақытына қарамастан судың құрамы мен ластануы барлық байқау аймақтарында бірдей болып қалды. Сондай-ақ, динамиканы салыстыру төмендегі үрдістің бар екендігін көрсетеді: сынақ соңында өлім-жітімнің шамалы айырмашылығы күзгі сынамаларда уыттылықтың ұлғаюы қыстағыға қарағанда (50% өлім бір тәуліктен соң орын алған) байқалады [22].
Ұлттық және мемлекеттік нормаларға сәйкес өлім проценті немесе тест кезіндегі дафния қозғалу белсенділігі әсер ету соңына қарай =10% шегінде болу керек. Бұл критерий дафниямен тест дұрыс жасалған жағдайда қанағаттандырылады. Биотесттің дұрыстығының басқа бір дәлелі бақылаудағы оттегінің концентрациясының тест соңына қарай 2 мг*л-1 немесе 3 мг*л-1 аспауы [23].
Стандарт хаттамаларға сәйкес, дафния қатысуымен жасалатын тәжірибелер су кермектілігі 40 пен 200 мгл-1 аралығында жасалуы мүмкін. Сонымен қатар, зерттеу нәтижелері қоршаған орта, химиялық компоненттер, тест-объектілердің жағдайына тәуелді екендігін ескеру керек [24].
Түрлі өндіріс салаларынан келіп түсетін ақаба сулармен қызықты зерттеулер жасалған. Мысалы, сут заводы, ет комбинаттары, құс фабрикалары үшін жыл бойына тиімді тест-объект Ceriodaphnia affinis,ал төменгі өндіріс жағдайындағы мұнай өңдеу және металлургиялық кәсіпорындарынан шығатын ақаба сулар үшін Daphnia Magna тиімді, ал жоғары өндіріс жағдайында Ceriodaphnia affinis тиімді; ал төменгі өндіріс жағдайындағы тұрғын-үй коммуналдық шаруашылық үшін Ceriodaphnia affinis тиімді ал жоғары өндіріс жағдайында жоғарыда аталған екі тест-объект тиімді [25].
Дамыған елдерде жүргізілетін табиғи және ақаба суларды биотестілеудің лабраториялық практикасының негізгі қағидасы түрлі қоректік топтармен: балдырлар және жоғары сатыдағы өсімдіктер - су қоймада көптеген азықтар тізбегін беретін бастапқы азықтар; тұщы су қоймаларында негізгі фильтратор және тұндырушы шаяндармен көрсетілетін тест - ағзалармен бір уақытта 4 әдістерді қолдану. Тест - ағзалар сонымен қатар жылдам және ұзақ уақытты ұлуларды, өзен және су айдындарындағы балықтарына жасалатын тәжірибеде пайдаланылады [26].
Су ортасының биотестілеудің мақсаты - гидробионттарға судың уыттылығы сипаты мен деңгейін, осы сулардың мүмкін болатын қаупі және сулы және өзге ағзалар үшін биологиялық қауіпті заттармен ластануын анықтау[27].
Биотестілеудің басты артықшылықтары - қарапайымдылығы және оның орындалу тәсілінің қолжетімділігі, тест - ағзалардың минималды концентрациядағы уытты агенттерге деген жоғары сезімталдығы, жылдамдығы, қымбат реактивтер мен құрылғыларға деген мұқтаждықтың жоқтығы болып табылады. Бірқатар авторлардың пікірінше бірде - бір жекелей ағзалар әмбебап тест - объект бола алмайды, түрлі химиялық табиғатта заттарға сезімталдығы, сәйкесінше ортада уытты агенттерді сенімді түрде анықтау үшін түрлі уытты топтарда көрсетілетін ағзаларға биотестілеу жиынын пайдалану қажет [28]
Бұтақмұртшалы шаяндар ортасында классикалық объектінің аналитикалық индикаторы ретінде Daphnia magna Straus болды. Ол тест - объект ретінде су сапасын зерттеудің ұлттық және халықаралық стандарттарына кіреді [29].
Суда органикалық емес иондарды анықтау үшін дафнияны 40 - 50 жылдардан пайдалана бастады.
Табиғи су қоймаларының суларын тестілеу үшін басты талап - тесттің жылдамдығы негізгі болатын қайтарымды суларға қарағанда, табиғи сулар үшін сипатты микроөлшемді уыттарға тест - объектінің сезімталдығы болады[28].
Осыдан, жекелей заттарда болатын әртүрлі жүйелерге тән сезімталдығы және қоректік мәртебесі бірдей еместігі, биотестілеу кезінде түрлі деңгейдегі реакциялар пайдаланылады: құрылымды (сандық динамика, мінездік және т.б.), қызметтік (көбею қарқыны және т.б.)[1].
Тәжірибенің стандартты шарттарын таңдау да, тест - объектіні таңдау секілді маңызға ие. Тәжірибені орындау кезінде сол сәтте әрекет етуші факторлар мен олардың өзгеру ауқымдылығын ескеру міндеті тұрады. Мұндай факторлар санына ең алдымен, уыттың мөлшері, су температурасы мен уытты ортада тест - ағзалардың экспозиция ұзақтығы, яғни әрбір тәжірибеде болатын және практикалық түрде жоя алмайтын факторларды жатқызуға болады [3]).
Тәжірибенің ұзақтылығын таңдау кезінде тест - объектінің биологиясын, зерттелетін заттың әрекет ету сипаты, биотестілеудің мақсаты мен міндеттерін ескеру қажет. Ең көп қолданылатын тесттер өміршеңдік және өсімталдығы бойынша пайдаланылады. Өміршеңдік критерийінің популяциялық мәні мынада: кез келген популяция уыттылықа сезімталдық қатынаста біртекті емес, онда ерекше төзімді және шыдамдылық бар, уыттылық популяцияның ары қарайғы тағдырына іріктелу факторы ретінде әрекет етеді. Ең басты қолайлы критерийлердің бірі популяция тұрғысынан қарағанда, өсіп өні мен өлім жітім арасындағы қарым - қатынас болып табылады. Оны табиғи жағдайларда ескеру өте қиын, бірақ ол қысқа өмір кезеңімен омыртқасыз жануарлардың бір мезгілді тест - өсіндісі тәжірибесінде анық сипатталуы мүмкін. Ағзаның жауап реакциясына бақылау уақытының үзіндісі талдаудың мақсатын ескере отырып таңдалады (ұзақ уақытты тәжірибе 40 - 50 тәулікке созылуы мүмкін).
Шиеленіскен тәжірибелерде заттарға уытты әрекеттердің көрінуі 24,48, 72,96 және 120 сағ аралығында айтарлықтай өзгереді. Қарапайым үшін олардың қысқа өмір кезеңіне байланысты экспозиция шиеленіскен тәжірибеден бір сағатқа дейін қысқарады және 24 - 28 сағатқа созылады. Шиеленіскен тәжірибелер аталған тест - ағза үшін зерттелетін заттың уыттылығы туралы шұғыл ақпаратта алынумен есептеледі. Ауыр металдармен шиеленіскен тәжірибелердің орнатылуы (25°С температурада ) кезінде тест - өсіндінің (омыртқасыз, балдырлар және т.б.) жойылу динамикасын бақылау кезінде алғашқы тәулікте жойылу мардымсыз, ал өлімнің ең жоғары көрсеткіші 5 тәулікте болады. Басқа жағдайларда өлімнің ең жоғары кезі 3 тәулікте жетуі мүмкін. Шиеленіскен уытты анықтау кезінде ең болмағанда LC 5o48 көрсетілуі кездейсоқ емес. Осы уақытта барлық тест - объектілер in vitro-да 4 - 5 тәулік өмір сүре алмайды. Жеткілікті түрде ұзақ өмір сүретін тірі ағзалар (бұтақмұртшалылар,ескекаяқтылар, гаммаридтер, балықтар ) үшін уақыт шиеленіскен тәжірибе уақытымен қарастарылуы мүмкін, қысқа өмір сүру кезеңімен (мысалы, бактериялар, қарапайымдылар, коловраткалар) тест - объектілерде өмір сүру кезеңі бірнеше генерацияны қамтуы мүмкін(яғни ұзақ уақытты болып табылады). Түрлі уыттардың эффективті көріну уақыты айтарлықтай алуан түрлі болып келеді. Су жануарларымен жүргізілетін биотестілеу әдістемесі мына аталатын жұмыстарда толық келтірілген [30].
Әдебиеттерде жасанды дайындалған ерітінділерді(ауыр металдар, СББЗ және т.б.) танымал концентрацияда тестілеу нәтижелері кеңінен айқындалған[31].
Көп компонетті ластанған ағындар, өз араларында табиғи компоненттермен күрделі қайта тұтастырылған, табиғи суларды тестілеудің нәтижелерінің интерпретациясы шұғыл күрделі міндетті көрсетеді. Судың уыттылығының химия - талдамалы көрсеткіштері мен аталған биотестілеудің арасындағы қарым - қатынас күрделі және теориялық түрде дайындалмаған[32]).
Аз ғана әсер ету толығымен ағзаның ымыралық жауап беруімен жабылуы және бұл кездегі әсер қалыпты мәннен шыға қоймайды. Сублеталды әсер ету кезінде (көп жағдайда су объектісінде нақты жағдайда болады) зақымдалған жиналым компенсаторлы потенциалдан аспауы мүмкін, мұнда бұл жағдайларда ағза тек қана өмір сүрмейді ол өсіп өнеді де, қарқын алады. Қарқын алу кезеңі және өмірлік қызметтің қысымы кезектесіп келеді де, ағзаға уытты әсер ету қозғалысында екі фазада көрінеді [33].
Уыттылықты зерттеуде жекелей биотестілеу кезінде биотестілеудің нәтижесіне айтарлықтай әсер ететін температуралық фактор сирек ескеріледі[2]).
Өзгермелі температура диапазонында критерий су ағзаларының ферментті жүйлеренің ең белсенді қызметі сәйкесінше 18-25°С температура шегінде уыттар әрекеті үшін ең осал көрсетіліміне сүйене отырып таңдалады. Ақуызды ұюту температурасы әдетте, рұқсат етілген температураның өзгеру интервалын шектейді. Температурадан уыттың түсу және шығу жылдамдығы, ксенобиотиктерді залаласыздандыру және репарация үдерісін анықтайтын зақым тударатын реациялар мен үдерістер тәуелді болады. Температураны 4-15°С-қа арттыру кезінде уыттың әсер ету айырмасы гидробионттардың химиялық агенттерге деген сезімталдығының кілт артуымен көрсетілуі мүмкін. Алқынқанды ағзаларға қарағанда оптималды температура жағдайында омыртқасыз гидробионттар удың түсуі үшін физиологиялық ашық болып келеді. 15°С-тан төмен температура кезінде олардың ферментті жүйелері қысымға ұшырап, қоршаған ортамен алмасуы әлсірейді, ал ортада уыттың болуы олар үшін ешқандай да күрделі қауіп тудыра [34].
Осындай жолмен, заттың уыттылық фактісі және жоғары өлім-жітімдігі тәжірибелерде орнатылуы оны популяциялық қауіптілігіне дәлел бола алмайды, ол тек оптималды жағдайлар кезінде уыттың әрекет ету қаупін ескертеді. Зертханалық жағдайларда әдетте, 18 -25°С оптималды температурада ұстап тұрады, ал бұл температуралар Ресей су қоймалары үші қалыпты болып табылмайды, тіпті жазда суды 25°С жоғары қыздырылмайды немесе мұндай температура қысқа уақытты болады (Брагинский, Щербань, 1978; Сапрыкина, 2000).
Температураның гидробионтарға деген әсерітүрлі химиялық табиғатта заттарда әр түрлі болады. 10°С - дан 30°С температура кезінде күкірт қышқылды тұзды металдар Си, Cd, Ni, Мп әрекеті кезінде D. magna, Acantocyclops viridis, Cloen dipterum үшін олардың уыттылығы шұғыл түрде кадмий үшін 1 - 3 ретінде және 2 - 3 ретінде мыс пен мырышта артады [35].
1.3 Талдамалы индикатор ретінде пайдаланылатын әртүрлі жүйелі тірі ағзалар тобы
Талдамалы индикатор ретінде микроағзалар зерттеушілерді заттардың кең ортасына жоғары сезімталдығына назар аудартады да, өсінділіктің қарапайымдылығы мен талдамалы нәтижелердің объективтілігі алынады.
Мүмкіншілігі тұрғысынан қарағанда органикалық емес иондарды анықтау кезінде оларды пайдалануда ең зерттелген микроағзалар Aspergillus тұқымдасынан зең саңырауқұлақтары болып табылады [36]).
Зерттелген өсінділер сынап нитраты, кадмий, талиий және күміске сезімталдығы жоғары болып, уытты әрекеттері микроағзалардың ақуыздың SH - тобы молекулаларының байлануымен түсіндіріледі.
Омыртқасыздар тұщы да, тұзды су қоймаларында кең таралған сол себепті су ортасының сапа көрсеткіштері мен су ерітінділерінде заттардың анықталу кезінде талдамалы индикатор ретінде қызмет етуі мүмкін. Талдамалы тұрғыдан омыртқасыздардың әртүрлі түрлерін қарастыратын боламыз.
Талдамалы индикатор ретінде қарапайымдылар ортасында ең перспективтісі ол Paramecium caudatum. Талдамалы тұрғысынана қарапайымдылар физиологиялық және биохимиялық өзгерістерде рецептрлі - эффектрлі жүйелер ретінде қарапайым, химиялық әсерлерге барлық биологиялық жиында жауап қайтару қабілетіне ие болуымен қызықты болады. Мінез-құлықтық реакциялар әдетте, осы типті реакцияны пайдалану негізіндегі әдістеменің жоғары сезімталдығын қамтамасыз ететін өте аз (сублеталды) зиянды заттар мөлшеріндегі әсерге жауабы болып табылады [37].
Бұл инфузориялар күй талғамайтын, зертханалық жағдайда жеңіл өсірілетін және биологиялық белсенді заттарға жоғары сезімталдыққа ие болып келеді. Парамецияның катионды ауыр металдарға, шөпжойғылар, органикалық қышқылдар, фенолдар, спирттер, альдегидтерге бірнеше дәрілік препараттардың сезімталдығы бірқатар жұмыстарда талданады [38].
Жұмыстар ішінде парамецияны пайдалана отырып заттардың концентарциясын анықтау сипатталған әдістемелерді ескеру қажет [39].
Шаянтәрізділер классикалық объектісінен бұтақмұртшалы шаяндар ортасында талдамалы индикатор ретінде Daphnia magna атанды. Ол биотестілеуге қойылатын бірқатар талаптарға жауап береді: табиғатта қолжетімділігі, зертханалық құрамның қарапайымдылығы мен өсу үдерісінің жоғарылығы, аздаған сонымен бірге жануар өлшеміне визуалды бақылау жасауға жеткілікті болуы.
Жас D. Magna ересектеріне қарағанда уытты заттарға сезімтал болатыны орнатылды, осыдан биотестілеу ретінде 1526 сағ көп емес жастағыны пайдалану ұсынылады [29].
40 - 50 жылдары шаяндардың органикалық емес иондарға деген сезімталдығы зерттелді, мұнда D. magna күміс, сынап, кадмий, бихромат, хромат, цианид және йод иондарына деген жоғары сезімталдығы белгіленді. Келесі жылдары бұл сұраққа көптеген жұмыстар жүргізілген болатын. D. magna ауыр металдар катионына салыстырмалы түрде жоғары емес сезімталдығы суда кешенді түзілу есебінен катиондардың детоксикациясы бақылануына байланысты болады [40].
Бұл жануарлар тазартқыштар болып табылады және органикалық жүзінділермен қоректенеді бұл, олардың еріген суда заттардың сезімталдығымен түсіндіріледі. Талдамалы белгі уақытына дафнияның 100 % қимылсыздануы қызмет етеді. ДДВФ үшін анықталатын концентрация диапазоны 0,005 - 1 мкгг, бутифос үшін - 1 - 20 мкгг; қателігі - 2 - 8 % құрайды. Катионды металдардың ұзақ әсер етуі кезінде кадмийдің 1,7-10', D. magna көбеюіне кері әсер етеді (мгл): кадмий 1,7-10', сынаптың 3,4-10"2, мыс, қорғасын, никель, платинаның 1-3.10"1, темір, хром, күшәла, алюминий 3-5, сілтілі және сілтілі жер металдары 40-120 концентрациясында, ал натрийдің NaCl тұздары ретінде 500-680 мгл концентрациядан кем емес кезде жануарлардың өмір сүруіне келеңсіз жағдай туғызады [41].
0,1 мгл концентрациясынан кем емес кезінде катион металдараның дафнияға өткір уытты әрекеті болмайды, алайда сублеталды концентрацияда жануарлардың жаңғыру қызметіне әсер ететіні бақыланды: эмбриондық даму кезеңінің өсуі, ұялас жас санының төмендеуі, жыныстық жетілу жылдамдығының баяулауы (Щербань, 1975). Дафния мен инфузорияның ауыр металдар катиондарына сезімталдығын салыстыру кезінде практикада сәйкес келеді [40].
Катиондардың уыттылығы жоғарыда ескере кеткендей, суда түрлі кешендітүзгіштер, есебінен, сонымен бірге судың кермектігінің жоғарылауымен [41] айтарлықтай төмендеуі мүмкін. Катион металдарының уыттылығы сонымен бірге рН ортасына және ерітінді температурасына тәуелді болады. Cu2+ , Ni2+ , Zn2+ дафния көмегімен биотестілеу әдісі, сонымен қатар CN" ағынды суларда сезімталдығы бойынша балықтар мен микроағзалар арасында аралық орында алады [42].
Металорганикалық қосындыларға дафния әдетте сәйкестануші металдар катионына қарағанда күштірек жауап қайтарады. Үшбутилді қалайы 1-10' мгл концентрация кезінде жануарларға қазалы әрекет етеді, осы уақытта 2-10 мгл үшбутилді хлорид олардың өмір сүруіне түрткі болады, ал 2-10" - 4-10" мгл тетраметил - тетрафенил қалайы ерітінділері тірі қалуға әсер етпейді, бірақ дафнияның өсімталдығын төмендетеді [43].
Дафнияның металорганикалық қосындыларға тест-реакциясы назар аудартуға тұрарлық, себебі орта объектісінде бұл кластың қадағалау байланысы, соның ішінде химиялық әдістермен жүзеге асуы бірқатар күрделі тапсырмаларды қояды.
Дафнияның органикалық заттарға сезімталдығы заттардың қасиеттеріне тәуелді болады. Фенол 1-2 мгл құрамы кезінде жануарлардың көбеюіне түрткі болады [44]).
Дафнияны өлімге алып келетін әрекеттер беттік белсенді заттардың 0,8-30 мгл концентрациясы кезінде жүзеге асады [28].
Дафнияға қазалы әрекет полихлорпиненнің 0,5 мгл концентрациясы кезінде болатыны айтылды. Олардың 10" - 5-10' мгл шегінде болатын LC50 жәндікжойғы, метоксихлор,гептахлор, ронелла, альдринға деген ең жоғары сезімталдығы жөнінде деректер келтіріледі. Керісінше, Филипстің еңбегінде биологиялық объектілердің хлорорганикалық қосылыстарға әлсіз сезімталдығы жөнінде айтылады және олардың биоиндикациясының мүмкіншілігіне күмән келтіреді [45].
Талданатын сулы ортаның температурасын оптималдыға қарағанда 8 - 10°С арттыру дафнияның өміршеңдігі үшін талдау уақытын 2 - 6 рет қысқарту мен тізбекте орта есеппен табылу шегінің төмендеуіне алып келеді [46].
Температураның артуымен оттегі мөлшері төмендейді, әдетте бұл гидробионттар үшін уытты заттардың әсерін арттырады. Дәл осы уақытта кадмийдің уыттылығы және оның су жәндіктерінде жиналуы оттегі мөлшерінің артуымен көбейеді[47].
Дафнияның кемшілігіне олардың қыс мезгілінде өсуінің күрделілігі мен өсіндіні өсірумен байланысты операцияның көп еңбекті талап ететіндігін жатқызуға болады.
Биологиялық әдісте талдамалы индикатор ретінде D. magna-дан басқа циклоптар, гаммаридтер, артемийлер, бақалшақты шаяндар шығуы мүмкін. Алайда олар талдауда мейілінше аз пайдаланылады[30].
Артемия шаяны талдамалы индикатор ретінде қызығушылық тудырады. Бұл шаян судың тұздылығының ауытқуы кезінде бейімделе алуының арқасында, оны тәжірибе жасалатын ағза ретінде пайдалануға болады. Артемия 12%о тұздылық кезінде ең жақсы өсетіні дәлелденген, ол тұздырақ суда бола алады, тұздылығы 24%о дейін, әйтседе оны бұл кезде дамуы баяулайды[48].
Жәндіктер арасында талдау мақсатында пайдаланатыны ең алдымен маса дернәсілін бөліп айтуға болады. Бұл ағзалар жеңіл қолжетімді және оларды зертханалық жағдайда көп өлшерде ұстауға болады. Талдамалы белгі ретінде жылдамдық және қозғалыс траекториян көрсететін мінез-құлықтық реациялар, дернәсіл фототаксисі мен олардың тірі қалуы пайдаланылады. Culex pipiens molestus маса дернәсілдері пестицидтерге өте сезімтал болып келеді. Хирономид дернәсілдері Chironomus plumosus кадмий нитраты мен мысқа жоғары сезімталдық көрсетті. Бұл жануарлардың фототаксис реакцияларын өзгертетін тұздардың минималды мөлшері МО" және МО"6 мольл сәйкес келді[49].
Құрттар арасында талдау тұрғысынан қарағанда жақсы зерттелгені еркін өмір сүретін жұмыр құрт тұқымдасы Panogrolaimidae.
Сонымен қатар заттардың биологиялық анықталуы кезінде талдамалы индикаторларға сүліктер (Hirudo medicinalis) және коловраткаларды жатқызуға болады, алайда бұл жануарлар сирек пайдаланылады[50].
Балдырлар біржасушалы балдырлар тест - объект ретінде таңдауды анықтаудың негізгі факторлары жасушалардың жоғары қарқынды бөлінуі, клондау жағдайында моно - аралас өсінділер балдырлардың даму қабілеті тұрақты қайта өсіруге бейімделуі болып табылады. Scenedesmus capricornutum - стандартты тест-объект, тест- параметр ретінде 24 сағ ішінде таңбаланған көмір қышқыл ассимиляциясы негізінде фотосинтез қарқындылығында 96 сағатта осы балдырлардың өсуін пайдаланады. Табиғи және ақаба сулардың уыттылығын бағалау бойынша Chlorella vulgaris тестімен сипатталады. Хлорелламен тәжірибеде шоғырлық көрінген өзгерістер ескеріледі: санының, өлшемі, түсі мен беттік құрылымының өзгеруі [51].
Биологиялық әдісте омыртқалыларды аналитикалық индикатор ретінде пайдалану кезінде бүтіндей ағза ретінде қолдануға болады, өйткені, мүшелер де, тіндер мен мүше жүйелері де айқын хеморецепцияға ие.
Балықтар - су ортасына өнеркәсіптік уытты ағынды және су ағзалары үшін судың жарамдылығын анықтау мақсатында ең ұнамды объект. Бүкіл ағзаларға қолдануға негізделген заттардың биологиялық анықтау мінез - құлық реакцияларын, өсіп - өну жылдамдығы және өміршеңдікке қадағалау жасаумен қарастырылады [51].
1.4 Табиғи ортаның сапасын нормалау
Экологиялық нормативтер - ШРК (ПДК) барлық экожүйе типтері және түрлі климатографиялық жағдайлар үшін бірыңғай бола алмайды. Елдің бірқатар аудандарында химиялық заттар, металдар концентрациясы табиғи көріністе мысалы, айтарлықтай жоғары және ШРК бірнеше есе асады. Қазіргі ШРК бірыңғай ұлттық нормативтер жүйесінде бұрыннан әділ сынға ұшырады.
Ауданаралық ШРК экстраполяциясы рұқсат етілмейді және экожүйеге техногенді әсер ету шегіне биогеохимиялық тәсіл қажет деп есептейді мамандар. ШРК концепциясының негізгі кемшіліктерін келтірейік:
ШРК нормативтері қысқа және ұзақ мерзімді тәжірибелерде олардың қандай да бір ықтимал қарым - қатынасын есепке алмай, жекелей факторлар үшін мінез - құлықтық реакциялар мен физиологиялық шектелген жиыны бойынша оқшауланған популяция ағзаларына зертханалық жағдайларда анықталуы;
ШРК үлкен админстративті территория үшін бірыңғай норматив болып қабылданады, алайда ластаушы заттар спецификалық фонды, климаттық, шаруашылық және көптеген нақты ауданның өзге де сипаттамаларына байланысты болады;
Бірнеше ондаған жылдарда мыңдаған ШРК қабылданда, онда антропогенді сипаттағы ластаушы заттар миллиондаған атаудан асып жатқан еді. Одан өзге, су қоймаларына химиялық заттардың түсуі кезінде өзара қарым - қатынасы түрлі химиялық заттар түзеді;
Алынған нормативтер барлық жыл мезгілдері үшін әмбебап болып есептеледі.
Соңғы уақытқа дейін судың уыттылығын бағалау тек қана физика - химиялық талдау әдісімен ғана жүзеге асып келді. Фондық концентрация көбінесе орнатылған ШРК асады, бұл кезде су қоймаларының тұрақты мониторинг бағдарламасы шектеулі ингредиенттер тізімдерімен жүргізіледі және танымал улаушыларды қоспайтынын ескеру керек.
ШРК ретінде пайдаланған тест - объектілердің жиыны ортасында ең сезімтал буыны үшін рұқсат етілген әрекет етпеуші концентрация қолданылады. Заттар бойынша улаушы деректердің салыстырмалы талдауы ШРК орнатылғаны үшін көп жағдайда ШРК нормалау бойынша ең әлсіз буыны уылдырық, дернәсілдер мен құртшабақ балық пен бір жасушалы балдырлар дамитын планктонды шаянтәрізділер (дафния) болғанын көрсетті.
Ағзаларда түрлі зоналар мен аудандарда тұрақтылықтың (сезімталдық) әсер етуі айтарлықтай айырмашылық жасайды, бұл ең алдымен климаттық ерекшеліктерге, гидрохимиялық режимге, өзіндік тазарту қабілетіне байланысты болатынын ескеру керек. Әрбір экожүйе спецификалық бейімді потенциалды, жекелей компоненттер арасында ерекше комплексті эволюциялық шарттылыққа ие болады [28].
Гидробионттардың тұрақтылығы және олардың популяциясы жалғасушы улаушы әсерге уақыт өте келе артуы мүмкін. Мысалы, балдырлардың, ескекаяқтылардың, теңаяқтылардың, хирономид дернәсілінің металға тұрақтылығының артуы. Бұл өсім адаптацияның салдарынан болып табылады. Адаптация бір жағдайда қоршаған ортаның қолайсыз факторларына қарсы тұратын популяция немесе ерекше қабілеттің артуынана ағзадағы өзгерістермен көрсетіледі. Популяцияның жалғасуы өміршең тұрақты ерекшенің көбеюінен болып отыр. Мұндай қайта түзілген популяцияның қорытындысы оның тұрақтылығының улаушы әсерге жалпы артуынан болады [50].
Осылайша, тест - ағзаның жергілікті популяциясын пайдалана отырып жеке аудан үшін ШРК дайындалуы қажет. Су объектісінің ластануын нормалаудың стандартты процедурасында өзге қағидалы шектеулі қолдану ШРК концепциясы болып, басым сандық жағдайында оқшауланған әрекеттегі поллюанттарды нормалау қарастырылатын, мұнда нақты жағдайда олардың аралас құрамды қоспалары аралас әсерде орын алады. Аралас әрекеттің(аддитивті, күшейтуші немесе қарсыласушы) жалғыз объективті көрсеткішінің сипаты тест - жүйенің ластаушы қоспаларға жауапты реакциясы болып табылады. Мұндай жағдайда, биотестілеу гидрохимиялық талдаумен салыстырғанда әдістемелік жағынан дұрыс [52].
Ағзаға осы не өзге жағдайда фактордың әсер етуін анықтау үшін мөлшер рөлінің түсінігі немесе осы фактордың әсер ету деңгейі айтарлықтай мәнге ие. Гидробионттар үшін температура, еріген заттардың концентрациясы, соның ішінде оттегінің мөлшері, оптимумның кейбір диапазонына ие. Әртүрлі заттар бірдей сипатты ортаның өзгеруі кезінде соның ішінде, метаболиттердің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Зерттеудің мақсаты: Астана қаласы, Есілдің Сарыбұлақ және Ақбұлақ өзендерінің табиғи және ақаба суларын бағалау
Міндеттер: Табиғи сулардың уыттылығын анықтау бойынша әдістемелер дайындау
Есілдің Сарыбұлақ және Ақбұлақ өзендерінен су сынамасын алу
ЖЭО ақаба суларын модельдеу және оның уыттылығын анықтау
Металлургиялық өндірістегі ақаба суларын модельдеу және оның уыттылығын анықтау
Жұмыстың өзектілігі Бүгінгі күннің мәселесі болып отырған табиғи сулардың өндірістік, ауыл шаруашылық, тұрмыстық қалдықтар ақаба сулармен ластануында болып отыр. Қазіргі таңда табиғи сулардың, су қоймалардың құрамы едәуір дәрежеде антропогендік жүктеме әсерінен қалыптасады. Түбінде көптеген түрлі табиғи ластаушы заттар жинақталады: ауыр металдар, органикалық заттар, мұнай өнімдері. Өнеркәсіптік кәсіпорындардың ағынды жерлерінде түптік шөгінділерден тасынды жиналуы болады. Сондықтан ақаба және табиғи суларға бағалау жүргізу қажет. Ең қолжетімді және тиімді қадағалу әдісі дафния түріндегі тест - объект қолдану болып табылады. Сол себепті біздің жұмыста ҚР индустрия және инфрақұрылымдық даму министрлігі техникалық реттеу және метрология комитетінің 2017 жылдың 1 қарашасында № 295 нормативтік құжатына сәйкес ұсынылған биотестілеу әдісі қолданылады. Аталған әдіс үзіліссіз мониторинг жүргізуге, табиғи және ақаба сулардың сапасын бағалауға мүмкіндік беруімен өзекті болып отыр.
Ғылыми жаңағылы:
1.Нормативтік құжат негізінде табиғи сулардың ықтимал ластануына болжам жасау, уыттылығын анықтау әдістемесі дайындалды және жетілдірілді.
2 Биотестілеу негізінде түтін газдарының уыттылығын тазарту кезінде ақаба сулардың корреляциялық тәуелділігі табылды.
Практикалық құндылығы: Қазіргі уақытта Қазгидрометтің ақпараты бойынша Қазақстанда ақаба суларды биотестілеудің екі зертханасы бар. Біз жүргізген зерттеу табиғи және ақаба суларды қадағалау бойынша зертханалық жұмыстардың тізбегін жасауға мүмкіндік береді. Аталған зертханалық жұмыстарды өнеркәсіптік экология дисциплинасы бойынша табиғи сулардың ластануын қадағалау бөліміне студенттерді оқыту процесіне кіргізуге болады.
Кіріспе
Бүкіл әлемде қоршаған ортаға деген антропогендік жүктемелер күннен күнге артып отыр. Адамзаттың өндірістік әрекеттері күн өткен сайын жаңа одан да жаңа табиғи ресурстарды қосып, ол тиісінше ауа, суды жерді ластап жатыр. Химиялық антропогенді жүктеменің қоршаған ортаға деген нақты көлемі баяғыдан-ақ дәстүрлі мемлекеттік санитарлы - гигиеналық нормалау талаптарынан асып кетті. Табиғи сулардың ластануын қадағалауды жүзеге асыру үшін бірнеше ондаған иондар, заттар мен қосылыстар класын сенімді түрде анықтау міндеті тұрады. Табиғи сулар біршама спецификалық орта болып табылады, өйткені токсиканттар жағдайы мен олардың химиялық қасиеттері мен биологиялық белсенділігі қарапайым зертханалық зерттеулерде жүргізілетін модельден олардың химиялық, биологиялық, уыттылық және өзге де қасиеттері айтарлықтай айырмашылық жасайды. Гидробионттардың қалыпты өмір сүруі, жекелей алғанда уытты заттарға, түрлі заттардың уыттылық дәрежесіне, су ортасының абиотикалық мынадай факторларына: минералдану, кермектілік, иондар қатынасы, комплексондардың болуы, оттегінің құрамы, температура және т.б. байланысты болады[1].
Қоршаған ортаны қорғаудың биологиялық қадағалауының негізгі әдістемелерінің бірі биотестілеу болып табылады. Биотестілеу әдістемесі қоршаған ортаға осы не өзге ластаушы заттардың болуы кезінде немесе экологиялық жағдайлардың өзгеруіне деген жоғары сезімталдығы бар белгілі бір ағзалардың жағдайы, яғни тірі ағзалардың және олардың қауымдастықтарының реакцияларына негізделген биологиялық маңызды антропогендік жүктемені табу және анықтау. Осылайша, қоршаған ортаны бағалау үшін биологиялық әдістемелерді қолдануда осы не өзге типті әсерлерге нақты жауап қайтара алатын өсімдіктер мен жануарлар түрін ажыратып алумен түсіндіріледі[2].
Биотесттің негізгі мақсаты табиғи және басқа да сулардың қауіпсіздігін тест-объектілер негізінде бағалау. Басқа химиялық әдістермен салыстырғанда биотестілеу зиянды заттардың кешені мен олардың қосындылары себеп болатын судың интегралды уыттылығы жөнінде ақпарат алуға мүмкіндік береді.Биотестте түрлі тест-объектілер қолданылады. Дафния табиғи және ақаба сулардың ластануын мониторингіне бір тәсіл ретінде ұсынылады. Дафнияның тест-объект ретіндегі артықшылығы келесі факторлармен анықталады; жер беті суларында таралған зоопланктон бөлігі; культурасын лабораториялық жағдайда алуға болады, бұл тәжірибелерді жыл мезгілі мен уақытына қарамастан жүргізуге мүмкіндік береді; жоғары сезімталдық. Биотест әдістері басқа да дәстүрлі әдістерді толықтырады[3].
1 ГИДРОСФЕРАНЫҢ ЛАСТАНУ ДЕҢГЕЙІНІҢ ТӘСІЛДЕМЕСІ ЖӘНЕ ЖАЛПЫ МӘСЕЛЕЛЕРІ
0.1. Су қоймаларын ластаушы негізгі заттар тобы және олардың су экожүйесіне әсері
Қазіргі уақытта су қоймалардың табиғи суларының құрамы едәуір дәрежеде антропогендік жүктеме әсерінен қалыптасады. Түбінде көптеген түрлі табиғи ластаушы заттар жинақталады: ауыр металдар, органикалық заттар, мұнай өнімдері. Өнеркәсіптік кәсіпорындардың ағынды жерлерінде түптік шөгінділерден тасынды жиналуы болады[4].
Ластаушы заттардан түсу көлемі бойынша ең алдымен назар аударуға тұрарлығы ауыр металдар, мұнай көмірсутектері, полихлорланған бинефилдер (ПХБ) және полиароматтық көмірсутектер(ПХК).
Органикалық ластаушы заттарға қарағанда металдар практикада мәңгілік болып келеді, себебі олар табиғи факторлар әсерінде бұзылмайды. Барлық ауыр металдар жалпы бір қасиетке ие : олар биологиялық белсенді болуы мүмкін. Осыдан, антропогендік әрекеттердің нәтижесінде қозғалмалы - белсенді жағдайда қоршаған ортаға түсіп, осы не өзге дәрежеде биологиялық айналымға қосылады да, белгілі бір биохимиялық шарттарда және концентрацияда тірі ағзаларға уытты әсер ете бастайды [4]
Металл қосылыстарын олардың табиғатына байланысты үш топқа бөледі: металл құрайтын бөлшектер, суда еритін металл қосылыстар, майда еритіндер. Ең қауіптісі суда еритін қосылыстар, себебі олар жоғары өту қабілетіне ие. Канцерогенді заттарға никель, кобальт, хром, күшәла, бериллий, кадмий қосылыстары жатады [5].
Су қоймалардың түптік шөгінділері металдардың белсенді жиналуы болып табылады (Веигзкеш, 1994).Сорбциялық үдерістің арқасында су қоймалардың ауыр металдар қосылысынан өздігінен тазартуы жүреді. Алайда белгілі бір жағдайларда металдардың десорбция әдісі де шеттетілмейді және су бетінде олардың еріген күйінде болуы яғни, түптік шөгінділер су объектілерінің екінші ластау көздеріне айналады [6].
Ауыр металдарды (қорғасын, сынап, мыс, мырыш, кадмий, кобальт, қалайы, висмут, ванадий және т.б.) тиолды (протоплазмалық) улар деп атайды. Олар ақуыздың тиолды тобымен (БН), қайтарымсыз байланысқа түседі де, өзінің биологиялық белсенділігінен ақуыздың шығынына әкеледі. Тиолды улар ақуыздарға талғамалы әсер етпейтіндіктен, ферменттер, гормондар, тасымалдаушы ақуыздар, ахроматикалық ұршық ақуыздар, хромосом ақуыздар және құрылымдық ақуыздар қызметі бұзылады. Сондықтан БН-тобы үшін аталған улар кең көлемді әсер ету спектріне ие. Олар мутация, рак, аллергия, бауыр, бүйрек, ми, қан жүйесі ауруларын тудырады [7].
Темір табиғатта екі және үш валентті күйде кездеседі, үш валентті темір тек қышқыл ортада ериді (рН 2,5 кем) сол себепті де, аз қозғалыста, екі валентті темір керісінше, әлсіз қышқылды суларда да жеңіл қозғалады[8].
Тірі ағзаларда мыс биологиялық қызметі бойынша қарапайым микроэлемент болып табылады. Мыстың интенсивті сорбциясы оның түптік шөгінділердегі жоғары концентрациясымен шарттасады. Түптік шөгінділерде ( 1000 мгкг құрғақ массада) мыстың жоғары құрамы әдетте ақаба сулардың әсеріне байланысты болады.
Мырыш кең тараған металдарға жатады. Тұщы сулы жүйедегі түптік шөгінділердегі мырыштың жалпы дәрежесі металдарды өндіру аудандарында құрғақ массада 1000 мгкг асады. Ең аз дәрежесі қалалық аудандар арқылы өтетін өзендерге тән, ластанбаған белдеулерде оның құрамы 50 мгкг аспайды.
Қоршаған ортаны сақтау тұрғысынан қарағанда ең қауіпті ластаушылар полихлорланған бенефилдер мен полиароматтық көмірсутекті органикалық қосылыстар жатады. Олар жоғары созылмалы уытты және мутагенді эффектіге ие болуымен сипатталады [9]
0.2. Судың уыттылығын биотестілеумен анықтау
Биотестілеу су ортасының уыттылығын бағалаудың интеграциялық әдісі ретінде химиялық талдаудың міндетті толықтырушысы болып табылады Биотестілеуде түрлі мақсаттағы су сапасын қадағалау бойынша стандарты болады [10].
Токсикант - энтропияға қызмет ететін фактор, тірінің бұзылу факторы. Экологиялық жүйеде энтропиялық факторды жоюға ұмтылатын қарсы әрекет ету дамуда, бұл оның ерекше қасиеті - буферлігін [11].
Экожүйе белгілі бір шекте токсикантты жұтады және қайта өңдейді. Тек осы қарсылық потенциалы жоғалған кезде ғана уытты әрекет басталады.
Биологиялық тестілеудің орындалу сапасы мен сипаты тікелей үш көрсеткішке байланысты болады:
тест-ағзаларына;
тәжірибені жүргізу жағдайларына;
тіркелген көрсеткіштер.
Daphnia ағзаларының классификациясы
Дафния өлшемдері бойынша келесідей түрлерге шартты түрде жіктеледі:
- ірі шаяндар Daphnia magna, ұрғашы түрлері 6 мм дейін жетеді, еркегі 2 мм, жұмыртқасы 0,7мм. Жыныстық жетілуі 4-14 күн ішінде жүреді, бір уақытта 80 жұмыртқаға дейін дамиды, өмір сүру ұзақтығы 110-150 тәулік.
- орташа шаяндар: Daphnia pulex, Daphnia longispina, Simocephalus және Ceriodaphnia. Ұрғашы түрі 3-4 мм, 25 жұмыртқаға дейін дами алады, жұмыртқаны әрбір 3-5 тәулік сайын салады, 26-47 тәулік аралығында өмір сүреді.
- ұсақ шаяндар (1,5 мм дейін): Daphnia moina, Daphnia bosmina, Daphnia Chydorus. Ұрғашы түрі 1,5 мм дейін жетеді, еркек түрі 1,1 мм, жұмыртқасы 0,5 мм. Жыныстық жетілуі тәулік ішінде орын алады, жұмыртқаны әрбір 1-2 күн сайын салады, 53 жұмыртқаға дейін салады, 22 күнге дейін өмір сүреді.
Дафниялар өсімдік планктон, бактерия, инфузориялармен қоректенеді. Қоректену үшін дафния шаяны аяқ көмегімен суда тоқ жасайды, осы арқылы ол өзіне қорек тартады. Олар жарыққа өте сезімтал; қараңғы түскенде су бетіне көтеріледі және жарық кезде керісінше. Дафнияларға вертикалды миграция тән, сондықтан оларды таңертең ерте аулайды: күндіз судың астына көшсе, қараңғыда жоғарыға шығады.
Ұрғашы дафнияларда арқа беті мен арқа шетіндегі ұяда жұмыртқа салатын және дамитын арнайы қуыс бар. Жазғы уақытта осы қуыста 100 дейін ұрықтанбаған жұмыртқалар қаыптасады, кейінірек одан тек ұрғашы дафниялар дамиды. Жас дафниялар туылғаннан соң бірнеше күннен кейін көбеюді бастайды. Шаяндардың көптеп көбеюі кезінде су тотты түске боялады. Күн салқындайтын жаз аяғы мен күзде жұмыртқалардан еркек дафниялар дамиды, ал ұрғашы дафниялар жұмыртқа қалыптастырады, ол жұмыртқалар еркек дафния ұрықтандырған соң дамиды. Мұндай ұрықтанған тұтас қабықпен қапталған жұмыртқалар ауыр және ақуызға бай. Олар суда жүзеді, түбінде жатады, аяз бен суыққа төзімді, жылы кезең түскенде ұрғашы дафниялар пайда болып цикл жалғасады [12].
Daphnia қатысуымен жасалатын биотест
Жер беті және ақаба сулардың ластану деңгейңн анықтауда дафниялар тест-объект ретінде жиі қолданылады. 1, 2 және 4 тәулік ішінде жүргізілген зертханалық анализдегі, бақылау сынамасымен салыстырғанда 50 % және одан да жоғары түрдің өлімі судың жоғары деңгейде ластанғандығын білдіреді [13].
Фаретдинов Аяз Омшанка өзеніндегі (Ресей) судың сапасын дафния магна қолданумен анықтады. Зерттеу тамыз-қыркүйек айында жасалды, су нысанының әртүрлі зонасынан 3 сынама алынды. Биоиндикация, яғни су нысанының әртүрлі зонасындағы ластануға дафния реакциясы анықталды (белсенділік жоғалуы, өте қатты ластану кезінде "бұралу" жағдайының басталуы, орташа ластану кезінде судың түбінде жатуы, жекелеген түрлердің жоғары белсенділігі, төсменгі ластану кезіндегі қалыпты жағдайы).
Одан соң 1, 6, 24, 48, 72, 96 сағаттарда тірі қалған ағзалардың санын анықтаған 4 тәуліктік биотест жасалды, яғни бақылау сынамасындағы ағзаларға қатысты дафниялар өлімі (%) анықталды. Бақылау және зерттеудегі тірі қалған дафниялардың орташа арифметикалық саны анықталды. Тәжірибедегі дафния өлімінің бақылау сынамасындағы санына қатысты процентін анықтау үшін келесі формула қолданылды:
100*(Х1-Х2Х2),
мұнда, Х1 - бақылау сынамасындағы тірі қалған дафниялардың орташа саны; Х2 - тәжірибе сынамасындағы тірі қалған дафниялардың орташа саны.
Нәтиже бойынша №1 сынамада 30% түрлер өлген (эксперимент соңына қарай 10 дафнияның 6 тірі қалған), бұл судың орташа ластанғандығын білдіреді. №2 сынамада тәжірибе басталғаннан кейінгі 60 минут ішінде 1 түр өлген, 6 сағаттан соң 3, ал тәуліктен соң 6 түр өлген, ол барлық түрдің 60 % құраған. 50% жоғары түрлердің өлімі тәжірибені тоқтатуға негіз болады. Тәжірибе кезіндегі түрлердің көп санының өлімі судың жоғары дәрежедегі ластануын білдіреді, осыған сәйкес су қатты ластанған деп бағаланған. №3 сынамада дафнияның 20 % өлген (10 түрдің 8 тірі қалған), бұл су сапасының қолайлы орта екендігін білдіреді [13].
Ғалым Олег Никитиннің (2014ж.) зерттеуі дафния магнаның мінез-құлқын (жүзу жылдамдығы) автордың өзі жасап шығарған копьютерлік көрнекті алгоритмді "Toxicity Analyzer "TrackTox бағдарламасы арқылы бақылауды қарастырады.
Зерттеу барысында автор қалыпты жағдайда және калий дихроматы, мырыш сульфаты, эсфенвалерат, цианобактериялар сияқты токсиканттар енгізген соң дафнияның жүзу белсенділігін компьютерлік визуализация көмегімен бақылаған. Әсер ету уақыты - 30 минут. Нәтиже металл иондарын енгізгенде дафнияның белсенділігі төмендейтіндігін, ал эсфенвалерат, цианобактериялар сияқты органикалық токсиндер енгізгенде керісінше жоғарылаған [14].
Вятск университетінің бірқатар ғалымдары Daphniamagna белсенділігі бойынша табиғи және антропогенді ортаны анықтау мақсатында тәжірибе жүргізген. Қозғалыс белсенділігін анықтау мақсатында тәжірибені жүргізудің бірнеше нұсқасы төмендегі ғылыми сұрақтарды шешумен қатар жасалған: қозғалу белсенділігін есептеу үшін шекті периодты анықтау; параметрлерді есептеуге қажетті сынама санын анықтау; белгілі сызықтарды өткенде палетканың сыртқы түрін анықтау.
Тәжірибе нәтижелері су ортасының уыттылық деңгейін бағалауға мүмкіндік беретіндігін көрсеткен. Әдістеме жоғары сезімталдыққа ие экспрессивті әдіс ретінде бағаланған. Тәжірибе дафния өлімі арқылы судың жоғары ластану жағдайында да диагностика жасау қиындық тудырғандығын, ал қозғалу жылдамдығы су ортасының уыттылығы туралы қысқа уақыттың ішінде де қорытынды жасауға болатындығын дәлелдейді [15].
Ауыр металл иондарымен ластану жағдайларын анықтағанда су температурасы белгілі рөл атқарады. 25-30°С температурада ауыр металдардың уытты әсер ету зонасы тарылады, шаянтәрізділердің өлімін туғызатын заттардың концентрациясы төмендейді. Ауыр металл ерітінділеріндегі шаянтәрізділердің өмір сүру ұзақтығы жоғарыдағы температуралар кезінде едәуір азаяды [16]. Осыған сәйкес, тәжірибе жүргізгенде су температурасын ескеру керек.
Daphnia magna,Vibrio Fischeri, MitoScanTM қатысуымен пестицид уыттылығын анықтауға жасалған тәжірибелер арасында Daphnia magna жоғары сезімталдық көрсеткен және қоспалардың уытты өзара әрекеттесуін анықтай алды. Daphnia magna жоғарыда көрсетілген 2 тест-объектілеріне қарағанда кешенді биохимиясына байланысты еріген металл иондары, органикаға сезімтал [17].
Дафния бақылауға жататын зиянды заттарды 80% жоғары қамтитын түрлердің бірі. Көптеген қарапайымдыларға қарағанда олардың түр құрамы мен саны ортаның сапробты деңгейіне сәйкес келеді және қоршаған орта өзгерістеріне жоғары сезімталдық және реакциямен ерекшеленеді, салыстарымалы түрде размерлері үлкен және тез көбейеді. Осыған байланысты дафния қатысуымен жасалатын биотесттер қандай ластаушылар және қандай концентрацияда ағзада өзгерістер туғызатынына қарамастан орта уыттылығын анықтайды [18].
Биотесттің нәтижелерін растау мақсатында оттегінің химиялық қажеттілігі мен қалқымалы заттар мәнін анықтауға болады. Зерттеулер ОХҚ мен ҚЗ мәні дафния қатысуымен анықталған уыттылық деңгейінің 0,85-1 деңгейіндегі жоғары статистикалық корреляция деңгейін көрсетеді, бұл көрсетілген әдістің жоғары тиімділігін көрсетеді [19].
XX ғасырдың 40 жылдары дафниялардың бейорганикалық заттардың иондарына реакциясы зерттелді, нәтижесінде бихромат, кадмий, күміс, сынап, хромат, цианид және йодид иондарына жоғары белсенділік тіркелді. Дафния магнаның ауыр металл катиондарына салыстырмалы жоғары емес сезімталдығы дәлелденген, бұл құбылыс суда кешен түзілу нәтижесінде катиондардың байқалатын детоксикациясымен түсіндіріледі. Дафнияның суда еріген заттарға сезімтал реакциясы олардың фильтрат және өз ағзасы арқылы судың көп көлемін фильтрлейтін қасиетімен түсіндіріледі. Ұзақ уақытта әсер ету кезінде металл катиондары келесі концентрацияларда (мгл) дафния магнаның көбеюіне қолайсыз жағдай туғызады: сынап 3,4*10-2, мыс, қорғасын, никель, платинум 1,3*10-1, темір, хром, мышьяк, алюминий 3-5, сілтілі және сілтілі жер металдары 40-120, ал натрий хлориді 500-680 мгл кем емес концентрацияда тірі ағзалар белсенділігіне қолайсыз жағдай тудырады. Металл катиондарының сублетальді концентрациясында ұрпақ беру функциясына әсер ету байқалады: эмбриональды даму кезеңінің үлкеюі, жас түрлер санының төмендеуі, жыныстық жетілуінің баяулауы. Металл мен органиканың қосындысына сол металдың катионына қарағанда дафния сезімталдығы жоғары[20].
Сондықтан дафния қатысуымен жүргізілетін тест суда жүргізілетін кластар кешенін бақылау химиялық әдістерді қоса алғанда күрделі тапсырма болып табылады. Дафнияның өміршеңдік және трофикалық белсенділігінің салыстырмалы талдауы модель токсиканттарда (кадмий, мыс иондары және калий бихроматы) трофикалық белсенділік (белгілі уақыт ішінде дафния тұтынатын азық көлемі) өміршеңдікке қарағанда жоғары сезімталдыққа ие екендігін көрсетеді. Тамақтану дағдылары дафнияны судағы токсиканттарға сезімтал етеді. бұл жағдайда трофикалық белсенділік шаянтәрізділер ортасында азық концентрациясының азаю деңгейімен анықталады. Ауыр металдармен жасалған зерттеу дафнияның қоректену жылдамдығы параметрлері азаюы уақыт бойынша токсиканттардың аз концентрациясында олардың өлімінен ертерек жүретіндігін көрсеткен. Мысалы, дафнияның трофикалық белсенділігінің төмендеуі кадмий ионы концентрациясы 0,0025 мгл кезінде байқалады, ал өміршеңдіктің 50 % төмендеуі 0,0125 мгл концентрацияда және тәжірибенің екінші тәулігінде байқалған. Осыған байланысты дафнияның троификалық белсенділігі уыттылық әсерін бастапқы кезеңде тезірек анықтауға мүмкіндік береді [21].
Сынамаларды алу уақытына қарамастан судың құрамы мен ластануы барлық байқау аймақтарында бірдей болып қалды. Сондай-ақ, динамиканы салыстыру төмендегі үрдістің бар екендігін көрсетеді: сынақ соңында өлім-жітімнің шамалы айырмашылығы күзгі сынамаларда уыттылықтың ұлғаюы қыстағыға қарағанда (50% өлім бір тәуліктен соң орын алған) байқалады [22].
Ұлттық және мемлекеттік нормаларға сәйкес өлім проценті немесе тест кезіндегі дафния қозғалу белсенділігі әсер ету соңына қарай =10% шегінде болу керек. Бұл критерий дафниямен тест дұрыс жасалған жағдайда қанағаттандырылады. Биотесттің дұрыстығының басқа бір дәлелі бақылаудағы оттегінің концентрациясының тест соңына қарай 2 мг*л-1 немесе 3 мг*л-1 аспауы [23].
Стандарт хаттамаларға сәйкес, дафния қатысуымен жасалатын тәжірибелер су кермектілігі 40 пен 200 мгл-1 аралығында жасалуы мүмкін. Сонымен қатар, зерттеу нәтижелері қоршаған орта, химиялық компоненттер, тест-объектілердің жағдайына тәуелді екендігін ескеру керек [24].
Түрлі өндіріс салаларынан келіп түсетін ақаба сулармен қызықты зерттеулер жасалған. Мысалы, сут заводы, ет комбинаттары, құс фабрикалары үшін жыл бойына тиімді тест-объект Ceriodaphnia affinis,ал төменгі өндіріс жағдайындағы мұнай өңдеу және металлургиялық кәсіпорындарынан шығатын ақаба сулар үшін Daphnia Magna тиімді, ал жоғары өндіріс жағдайында Ceriodaphnia affinis тиімді; ал төменгі өндіріс жағдайындағы тұрғын-үй коммуналдық шаруашылық үшін Ceriodaphnia affinis тиімді ал жоғары өндіріс жағдайында жоғарыда аталған екі тест-объект тиімді [25].
Дамыған елдерде жүргізілетін табиғи және ақаба суларды биотестілеудің лабраториялық практикасының негізгі қағидасы түрлі қоректік топтармен: балдырлар және жоғары сатыдағы өсімдіктер - су қоймада көптеген азықтар тізбегін беретін бастапқы азықтар; тұщы су қоймаларында негізгі фильтратор және тұндырушы шаяндармен көрсетілетін тест - ағзалармен бір уақытта 4 әдістерді қолдану. Тест - ағзалар сонымен қатар жылдам және ұзақ уақытты ұлуларды, өзен және су айдындарындағы балықтарына жасалатын тәжірибеде пайдаланылады [26].
Су ортасының биотестілеудің мақсаты - гидробионттарға судың уыттылығы сипаты мен деңгейін, осы сулардың мүмкін болатын қаупі және сулы және өзге ағзалар үшін биологиялық қауіпті заттармен ластануын анықтау[27].
Биотестілеудің басты артықшылықтары - қарапайымдылығы және оның орындалу тәсілінің қолжетімділігі, тест - ағзалардың минималды концентрациядағы уытты агенттерге деген жоғары сезімталдығы, жылдамдығы, қымбат реактивтер мен құрылғыларға деген мұқтаждықтың жоқтығы болып табылады. Бірқатар авторлардың пікірінше бірде - бір жекелей ағзалар әмбебап тест - объект бола алмайды, түрлі химиялық табиғатта заттарға сезімталдығы, сәйкесінше ортада уытты агенттерді сенімді түрде анықтау үшін түрлі уытты топтарда көрсетілетін ағзаларға биотестілеу жиынын пайдалану қажет [28]
Бұтақмұртшалы шаяндар ортасында классикалық объектінің аналитикалық индикаторы ретінде Daphnia magna Straus болды. Ол тест - объект ретінде су сапасын зерттеудің ұлттық және халықаралық стандарттарына кіреді [29].
Суда органикалық емес иондарды анықтау үшін дафнияны 40 - 50 жылдардан пайдалана бастады.
Табиғи су қоймаларының суларын тестілеу үшін басты талап - тесттің жылдамдығы негізгі болатын қайтарымды суларға қарағанда, табиғи сулар үшін сипатты микроөлшемді уыттарға тест - объектінің сезімталдығы болады[28].
Осыдан, жекелей заттарда болатын әртүрлі жүйелерге тән сезімталдығы және қоректік мәртебесі бірдей еместігі, биотестілеу кезінде түрлі деңгейдегі реакциялар пайдаланылады: құрылымды (сандық динамика, мінездік және т.б.), қызметтік (көбею қарқыны және т.б.)[1].
Тәжірибенің стандартты шарттарын таңдау да, тест - объектіні таңдау секілді маңызға ие. Тәжірибені орындау кезінде сол сәтте әрекет етуші факторлар мен олардың өзгеру ауқымдылығын ескеру міндеті тұрады. Мұндай факторлар санына ең алдымен, уыттың мөлшері, су температурасы мен уытты ортада тест - ағзалардың экспозиция ұзақтығы, яғни әрбір тәжірибеде болатын және практикалық түрде жоя алмайтын факторларды жатқызуға болады [3]).
Тәжірибенің ұзақтылығын таңдау кезінде тест - объектінің биологиясын, зерттелетін заттың әрекет ету сипаты, биотестілеудің мақсаты мен міндеттерін ескеру қажет. Ең көп қолданылатын тесттер өміршеңдік және өсімталдығы бойынша пайдаланылады. Өміршеңдік критерийінің популяциялық мәні мынада: кез келген популяция уыттылықа сезімталдық қатынаста біртекті емес, онда ерекше төзімді және шыдамдылық бар, уыттылық популяцияның ары қарайғы тағдырына іріктелу факторы ретінде әрекет етеді. Ең басты қолайлы критерийлердің бірі популяция тұрғысынан қарағанда, өсіп өні мен өлім жітім арасындағы қарым - қатынас болып табылады. Оны табиғи жағдайларда ескеру өте қиын, бірақ ол қысқа өмір кезеңімен омыртқасыз жануарлардың бір мезгілді тест - өсіндісі тәжірибесінде анық сипатталуы мүмкін. Ағзаның жауап реакциясына бақылау уақытының үзіндісі талдаудың мақсатын ескере отырып таңдалады (ұзақ уақытты тәжірибе 40 - 50 тәулікке созылуы мүмкін).
Шиеленіскен тәжірибелерде заттарға уытты әрекеттердің көрінуі 24,48, 72,96 және 120 сағ аралығында айтарлықтай өзгереді. Қарапайым үшін олардың қысқа өмір кезеңіне байланысты экспозиция шиеленіскен тәжірибеден бір сағатқа дейін қысқарады және 24 - 28 сағатқа созылады. Шиеленіскен тәжірибелер аталған тест - ағза үшін зерттелетін заттың уыттылығы туралы шұғыл ақпаратта алынумен есептеледі. Ауыр металдармен шиеленіскен тәжірибелердің орнатылуы (25°С температурада ) кезінде тест - өсіндінің (омыртқасыз, балдырлар және т.б.) жойылу динамикасын бақылау кезінде алғашқы тәулікте жойылу мардымсыз, ал өлімнің ең жоғары көрсеткіші 5 тәулікте болады. Басқа жағдайларда өлімнің ең жоғары кезі 3 тәулікте жетуі мүмкін. Шиеленіскен уытты анықтау кезінде ең болмағанда LC 5o48 көрсетілуі кездейсоқ емес. Осы уақытта барлық тест - объектілер in vitro-да 4 - 5 тәулік өмір сүре алмайды. Жеткілікті түрде ұзақ өмір сүретін тірі ағзалар (бұтақмұртшалылар,ескекаяқтылар, гаммаридтер, балықтар ) үшін уақыт шиеленіскен тәжірибе уақытымен қарастарылуы мүмкін, қысқа өмір сүру кезеңімен (мысалы, бактериялар, қарапайымдылар, коловраткалар) тест - объектілерде өмір сүру кезеңі бірнеше генерацияны қамтуы мүмкін(яғни ұзақ уақытты болып табылады). Түрлі уыттардың эффективті көріну уақыты айтарлықтай алуан түрлі болып келеді. Су жануарларымен жүргізілетін биотестілеу әдістемесі мына аталатын жұмыстарда толық келтірілген [30].
Әдебиеттерде жасанды дайындалған ерітінділерді(ауыр металдар, СББЗ және т.б.) танымал концентрацияда тестілеу нәтижелері кеңінен айқындалған[31].
Көп компонетті ластанған ағындар, өз араларында табиғи компоненттермен күрделі қайта тұтастырылған, табиғи суларды тестілеудің нәтижелерінің интерпретациясы шұғыл күрделі міндетті көрсетеді. Судың уыттылығының химия - талдамалы көрсеткіштері мен аталған биотестілеудің арасындағы қарым - қатынас күрделі және теориялық түрде дайындалмаған[32]).
Аз ғана әсер ету толығымен ағзаның ымыралық жауап беруімен жабылуы және бұл кездегі әсер қалыпты мәннен шыға қоймайды. Сублеталды әсер ету кезінде (көп жағдайда су объектісінде нақты жағдайда болады) зақымдалған жиналым компенсаторлы потенциалдан аспауы мүмкін, мұнда бұл жағдайларда ағза тек қана өмір сүрмейді ол өсіп өнеді де, қарқын алады. Қарқын алу кезеңі және өмірлік қызметтің қысымы кезектесіп келеді де, ағзаға уытты әсер ету қозғалысында екі фазада көрінеді [33].
Уыттылықты зерттеуде жекелей биотестілеу кезінде биотестілеудің нәтижесіне айтарлықтай әсер ететін температуралық фактор сирек ескеріледі[2]).
Өзгермелі температура диапазонында критерий су ағзаларының ферментті жүйлеренің ең белсенді қызметі сәйкесінше 18-25°С температура шегінде уыттар әрекеті үшін ең осал көрсетіліміне сүйене отырып таңдалады. Ақуызды ұюту температурасы әдетте, рұқсат етілген температураның өзгеру интервалын шектейді. Температурадан уыттың түсу және шығу жылдамдығы, ксенобиотиктерді залаласыздандыру және репарация үдерісін анықтайтын зақым тударатын реациялар мен үдерістер тәуелді болады. Температураны 4-15°С-қа арттыру кезінде уыттың әсер ету айырмасы гидробионттардың химиялық агенттерге деген сезімталдығының кілт артуымен көрсетілуі мүмкін. Алқынқанды ағзаларға қарағанда оптималды температура жағдайында омыртқасыз гидробионттар удың түсуі үшін физиологиялық ашық болып келеді. 15°С-тан төмен температура кезінде олардың ферментті жүйелері қысымға ұшырап, қоршаған ортамен алмасуы әлсірейді, ал ортада уыттың болуы олар үшін ешқандай да күрделі қауіп тудыра [34].
Осындай жолмен, заттың уыттылық фактісі және жоғары өлім-жітімдігі тәжірибелерде орнатылуы оны популяциялық қауіптілігіне дәлел бола алмайды, ол тек оптималды жағдайлар кезінде уыттың әрекет ету қаупін ескертеді. Зертханалық жағдайларда әдетте, 18 -25°С оптималды температурада ұстап тұрады, ал бұл температуралар Ресей су қоймалары үші қалыпты болып табылмайды, тіпті жазда суды 25°С жоғары қыздырылмайды немесе мұндай температура қысқа уақытты болады (Брагинский, Щербань, 1978; Сапрыкина, 2000).
Температураның гидробионтарға деген әсерітүрлі химиялық табиғатта заттарда әр түрлі болады. 10°С - дан 30°С температура кезінде күкірт қышқылды тұзды металдар Си, Cd, Ni, Мп әрекеті кезінде D. magna, Acantocyclops viridis, Cloen dipterum үшін олардың уыттылығы шұғыл түрде кадмий үшін 1 - 3 ретінде және 2 - 3 ретінде мыс пен мырышта артады [35].
1.3 Талдамалы индикатор ретінде пайдаланылатын әртүрлі жүйелі тірі ағзалар тобы
Талдамалы индикатор ретінде микроағзалар зерттеушілерді заттардың кең ортасына жоғары сезімталдығына назар аудартады да, өсінділіктің қарапайымдылығы мен талдамалы нәтижелердің объективтілігі алынады.
Мүмкіншілігі тұрғысынан қарағанда органикалық емес иондарды анықтау кезінде оларды пайдалануда ең зерттелген микроағзалар Aspergillus тұқымдасынан зең саңырауқұлақтары болып табылады [36]).
Зерттелген өсінділер сынап нитраты, кадмий, талиий және күміске сезімталдығы жоғары болып, уытты әрекеттері микроағзалардың ақуыздың SH - тобы молекулаларының байлануымен түсіндіріледі.
Омыртқасыздар тұщы да, тұзды су қоймаларында кең таралған сол себепті су ортасының сапа көрсеткіштері мен су ерітінділерінде заттардың анықталу кезінде талдамалы индикатор ретінде қызмет етуі мүмкін. Талдамалы тұрғыдан омыртқасыздардың әртүрлі түрлерін қарастыратын боламыз.
Талдамалы индикатор ретінде қарапайымдылар ортасында ең перспективтісі ол Paramecium caudatum. Талдамалы тұрғысынана қарапайымдылар физиологиялық және биохимиялық өзгерістерде рецептрлі - эффектрлі жүйелер ретінде қарапайым, химиялық әсерлерге барлық биологиялық жиында жауап қайтару қабілетіне ие болуымен қызықты болады. Мінез-құлықтық реакциялар әдетте, осы типті реакцияны пайдалану негізіндегі әдістеменің жоғары сезімталдығын қамтамасыз ететін өте аз (сублеталды) зиянды заттар мөлшеріндегі әсерге жауабы болып табылады [37].
Бұл инфузориялар күй талғамайтын, зертханалық жағдайда жеңіл өсірілетін және биологиялық белсенді заттарға жоғары сезімталдыққа ие болып келеді. Парамецияның катионды ауыр металдарға, шөпжойғылар, органикалық қышқылдар, фенолдар, спирттер, альдегидтерге бірнеше дәрілік препараттардың сезімталдығы бірқатар жұмыстарда талданады [38].
Жұмыстар ішінде парамецияны пайдалана отырып заттардың концентарциясын анықтау сипатталған әдістемелерді ескеру қажет [39].
Шаянтәрізділер классикалық объектісінен бұтақмұртшалы шаяндар ортасында талдамалы индикатор ретінде Daphnia magna атанды. Ол биотестілеуге қойылатын бірқатар талаптарға жауап береді: табиғатта қолжетімділігі, зертханалық құрамның қарапайымдылығы мен өсу үдерісінің жоғарылығы, аздаған сонымен бірге жануар өлшеміне визуалды бақылау жасауға жеткілікті болуы.
Жас D. Magna ересектеріне қарағанда уытты заттарға сезімтал болатыны орнатылды, осыдан биотестілеу ретінде 1526 сағ көп емес жастағыны пайдалану ұсынылады [29].
40 - 50 жылдары шаяндардың органикалық емес иондарға деген сезімталдығы зерттелді, мұнда D. magna күміс, сынап, кадмий, бихромат, хромат, цианид және йод иондарына деген жоғары сезімталдығы белгіленді. Келесі жылдары бұл сұраққа көптеген жұмыстар жүргізілген болатын. D. magna ауыр металдар катионына салыстырмалы түрде жоғары емес сезімталдығы суда кешенді түзілу есебінен катиондардың детоксикациясы бақылануына байланысты болады [40].
Бұл жануарлар тазартқыштар болып табылады және органикалық жүзінділермен қоректенеді бұл, олардың еріген суда заттардың сезімталдығымен түсіндіріледі. Талдамалы белгі уақытына дафнияның 100 % қимылсыздануы қызмет етеді. ДДВФ үшін анықталатын концентрация диапазоны 0,005 - 1 мкгг, бутифос үшін - 1 - 20 мкгг; қателігі - 2 - 8 % құрайды. Катионды металдардың ұзақ әсер етуі кезінде кадмийдің 1,7-10', D. magna көбеюіне кері әсер етеді (мгл): кадмий 1,7-10', сынаптың 3,4-10"2, мыс, қорғасын, никель, платинаның 1-3.10"1, темір, хром, күшәла, алюминий 3-5, сілтілі және сілтілі жер металдары 40-120 концентрациясында, ал натрийдің NaCl тұздары ретінде 500-680 мгл концентрациядан кем емес кезде жануарлардың өмір сүруіне келеңсіз жағдай туғызады [41].
0,1 мгл концентрациясынан кем емес кезінде катион металдараның дафнияға өткір уытты әрекеті болмайды, алайда сублеталды концентрацияда жануарлардың жаңғыру қызметіне әсер ететіні бақыланды: эмбриондық даму кезеңінің өсуі, ұялас жас санының төмендеуі, жыныстық жетілу жылдамдығының баяулауы (Щербань, 1975). Дафния мен инфузорияның ауыр металдар катиондарына сезімталдығын салыстыру кезінде практикада сәйкес келеді [40].
Катиондардың уыттылығы жоғарыда ескере кеткендей, суда түрлі кешендітүзгіштер, есебінен, сонымен бірге судың кермектігінің жоғарылауымен [41] айтарлықтай төмендеуі мүмкін. Катион металдарының уыттылығы сонымен бірге рН ортасына және ерітінді температурасына тәуелді болады. Cu2+ , Ni2+ , Zn2+ дафния көмегімен биотестілеу әдісі, сонымен қатар CN" ағынды суларда сезімталдығы бойынша балықтар мен микроағзалар арасында аралық орында алады [42].
Металорганикалық қосындыларға дафния әдетте сәйкестануші металдар катионына қарағанда күштірек жауап қайтарады. Үшбутилді қалайы 1-10' мгл концентрация кезінде жануарларға қазалы әрекет етеді, осы уақытта 2-10 мгл үшбутилді хлорид олардың өмір сүруіне түрткі болады, ал 2-10" - 4-10" мгл тетраметил - тетрафенил қалайы ерітінділері тірі қалуға әсер етпейді, бірақ дафнияның өсімталдығын төмендетеді [43].
Дафнияның металорганикалық қосындыларға тест-реакциясы назар аудартуға тұрарлық, себебі орта объектісінде бұл кластың қадағалау байланысы, соның ішінде химиялық әдістермен жүзеге асуы бірқатар күрделі тапсырмаларды қояды.
Дафнияның органикалық заттарға сезімталдығы заттардың қасиеттеріне тәуелді болады. Фенол 1-2 мгл құрамы кезінде жануарлардың көбеюіне түрткі болады [44]).
Дафнияны өлімге алып келетін әрекеттер беттік белсенді заттардың 0,8-30 мгл концентрациясы кезінде жүзеге асады [28].
Дафнияға қазалы әрекет полихлорпиненнің 0,5 мгл концентрациясы кезінде болатыны айтылды. Олардың 10" - 5-10' мгл шегінде болатын LC50 жәндікжойғы, метоксихлор,гептахлор, ронелла, альдринға деген ең жоғары сезімталдығы жөнінде деректер келтіріледі. Керісінше, Филипстің еңбегінде биологиялық объектілердің хлорорганикалық қосылыстарға әлсіз сезімталдығы жөнінде айтылады және олардың биоиндикациясының мүмкіншілігіне күмән келтіреді [45].
Талданатын сулы ортаның температурасын оптималдыға қарағанда 8 - 10°С арттыру дафнияның өміршеңдігі үшін талдау уақытын 2 - 6 рет қысқарту мен тізбекте орта есеппен табылу шегінің төмендеуіне алып келеді [46].
Температураның артуымен оттегі мөлшері төмендейді, әдетте бұл гидробионттар үшін уытты заттардың әсерін арттырады. Дәл осы уақытта кадмийдің уыттылығы және оның су жәндіктерінде жиналуы оттегі мөлшерінің артуымен көбейеді[47].
Дафнияның кемшілігіне олардың қыс мезгілінде өсуінің күрделілігі мен өсіндіні өсірумен байланысты операцияның көп еңбекті талап ететіндігін жатқызуға болады.
Биологиялық әдісте талдамалы индикатор ретінде D. magna-дан басқа циклоптар, гаммаридтер, артемийлер, бақалшақты шаяндар шығуы мүмкін. Алайда олар талдауда мейілінше аз пайдаланылады[30].
Артемия шаяны талдамалы индикатор ретінде қызығушылық тудырады. Бұл шаян судың тұздылығының ауытқуы кезінде бейімделе алуының арқасында, оны тәжірибе жасалатын ағза ретінде пайдалануға болады. Артемия 12%о тұздылық кезінде ең жақсы өсетіні дәлелденген, ол тұздырақ суда бола алады, тұздылығы 24%о дейін, әйтседе оны бұл кезде дамуы баяулайды[48].
Жәндіктер арасында талдау мақсатында пайдаланатыны ең алдымен маса дернәсілін бөліп айтуға болады. Бұл ағзалар жеңіл қолжетімді және оларды зертханалық жағдайда көп өлшерде ұстауға болады. Талдамалы белгі ретінде жылдамдық және қозғалыс траекториян көрсететін мінез-құлықтық реациялар, дернәсіл фототаксисі мен олардың тірі қалуы пайдаланылады. Culex pipiens molestus маса дернәсілдері пестицидтерге өте сезімтал болып келеді. Хирономид дернәсілдері Chironomus plumosus кадмий нитраты мен мысқа жоғары сезімталдық көрсетті. Бұл жануарлардың фототаксис реакцияларын өзгертетін тұздардың минималды мөлшері МО" және МО"6 мольл сәйкес келді[49].
Құрттар арасында талдау тұрғысынан қарағанда жақсы зерттелгені еркін өмір сүретін жұмыр құрт тұқымдасы Panogrolaimidae.
Сонымен қатар заттардың биологиялық анықталуы кезінде талдамалы индикаторларға сүліктер (Hirudo medicinalis) және коловраткаларды жатқызуға болады, алайда бұл жануарлар сирек пайдаланылады[50].
Балдырлар біржасушалы балдырлар тест - объект ретінде таңдауды анықтаудың негізгі факторлары жасушалардың жоғары қарқынды бөлінуі, клондау жағдайында моно - аралас өсінділер балдырлардың даму қабілеті тұрақты қайта өсіруге бейімделуі болып табылады. Scenedesmus capricornutum - стандартты тест-объект, тест- параметр ретінде 24 сағ ішінде таңбаланған көмір қышқыл ассимиляциясы негізінде фотосинтез қарқындылығында 96 сағатта осы балдырлардың өсуін пайдаланады. Табиғи және ақаба сулардың уыттылығын бағалау бойынша Chlorella vulgaris тестімен сипатталады. Хлорелламен тәжірибеде шоғырлық көрінген өзгерістер ескеріледі: санының, өлшемі, түсі мен беттік құрылымының өзгеруі [51].
Биологиялық әдісте омыртқалыларды аналитикалық индикатор ретінде пайдалану кезінде бүтіндей ағза ретінде қолдануға болады, өйткені, мүшелер де, тіндер мен мүше жүйелері де айқын хеморецепцияға ие.
Балықтар - су ортасына өнеркәсіптік уытты ағынды және су ағзалары үшін судың жарамдылығын анықтау мақсатында ең ұнамды объект. Бүкіл ағзаларға қолдануға негізделген заттардың биологиялық анықтау мінез - құлық реакцияларын, өсіп - өну жылдамдығы және өміршеңдікке қадағалау жасаумен қарастырылады [51].
1.4 Табиғи ортаның сапасын нормалау
Экологиялық нормативтер - ШРК (ПДК) барлық экожүйе типтері және түрлі климатографиялық жағдайлар үшін бірыңғай бола алмайды. Елдің бірқатар аудандарында химиялық заттар, металдар концентрациясы табиғи көріністе мысалы, айтарлықтай жоғары және ШРК бірнеше есе асады. Қазіргі ШРК бірыңғай ұлттық нормативтер жүйесінде бұрыннан әділ сынға ұшырады.
Ауданаралық ШРК экстраполяциясы рұқсат етілмейді және экожүйеге техногенді әсер ету шегіне биогеохимиялық тәсіл қажет деп есептейді мамандар. ШРК концепциясының негізгі кемшіліктерін келтірейік:
ШРК нормативтері қысқа және ұзақ мерзімді тәжірибелерде олардың қандай да бір ықтимал қарым - қатынасын есепке алмай, жекелей факторлар үшін мінез - құлықтық реакциялар мен физиологиялық шектелген жиыны бойынша оқшауланған популяция ағзаларына зертханалық жағдайларда анықталуы;
ШРК үлкен админстративті территория үшін бірыңғай норматив болып қабылданады, алайда ластаушы заттар спецификалық фонды, климаттық, шаруашылық және көптеген нақты ауданның өзге де сипаттамаларына байланысты болады;
Бірнеше ондаған жылдарда мыңдаған ШРК қабылданда, онда антропогенді сипаттағы ластаушы заттар миллиондаған атаудан асып жатқан еді. Одан өзге, су қоймаларына химиялық заттардың түсуі кезінде өзара қарым - қатынасы түрлі химиялық заттар түзеді;
Алынған нормативтер барлық жыл мезгілдері үшін әмбебап болып есептеледі.
Соңғы уақытқа дейін судың уыттылығын бағалау тек қана физика - химиялық талдау әдісімен ғана жүзеге асып келді. Фондық концентрация көбінесе орнатылған ШРК асады, бұл кезде су қоймаларының тұрақты мониторинг бағдарламасы шектеулі ингредиенттер тізімдерімен жүргізіледі және танымал улаушыларды қоспайтынын ескеру керек.
ШРК ретінде пайдаланған тест - объектілердің жиыны ортасында ең сезімтал буыны үшін рұқсат етілген әрекет етпеуші концентрация қолданылады. Заттар бойынша улаушы деректердің салыстырмалы талдауы ШРК орнатылғаны үшін көп жағдайда ШРК нормалау бойынша ең әлсіз буыны уылдырық, дернәсілдер мен құртшабақ балық пен бір жасушалы балдырлар дамитын планктонды шаянтәрізділер (дафния) болғанын көрсетті.
Ағзаларда түрлі зоналар мен аудандарда тұрақтылықтың (сезімталдық) әсер етуі айтарлықтай айырмашылық жасайды, бұл ең алдымен климаттық ерекшеліктерге, гидрохимиялық режимге, өзіндік тазарту қабілетіне байланысты болатынын ескеру керек. Әрбір экожүйе спецификалық бейімді потенциалды, жекелей компоненттер арасында ерекше комплексті эволюциялық шарттылыққа ие болады [28].
Гидробионттардың тұрақтылығы және олардың популяциясы жалғасушы улаушы әсерге уақыт өте келе артуы мүмкін. Мысалы, балдырлардың, ескекаяқтылардың, теңаяқтылардың, хирономид дернәсілінің металға тұрақтылығының артуы. Бұл өсім адаптацияның салдарынан болып табылады. Адаптация бір жағдайда қоршаған ортаның қолайсыз факторларына қарсы тұратын популяция немесе ерекше қабілеттің артуынана ағзадағы өзгерістермен көрсетіледі. Популяцияның жалғасуы өміршең тұрақты ерекшенің көбеюінен болып отыр. Мұндай қайта түзілген популяцияның қорытындысы оның тұрақтылығының улаушы әсерге жалпы артуынан болады [50].
Осылайша, тест - ағзаның жергілікті популяциясын пайдалана отырып жеке аудан үшін ШРК дайындалуы қажет. Су объектісінің ластануын нормалаудың стандартты процедурасында өзге қағидалы шектеулі қолдану ШРК концепциясы болып, басым сандық жағдайында оқшауланған әрекеттегі поллюанттарды нормалау қарастырылатын, мұнда нақты жағдайда олардың аралас құрамды қоспалары аралас әсерде орын алады. Аралас әрекеттің(аддитивті, күшейтуші немесе қарсыласушы) жалғыз объективті көрсеткішінің сипаты тест - жүйенің ластаушы қоспаларға жауапты реакциясы болып табылады. Мұндай жағдайда, биотестілеу гидрохимиялық талдаумен салыстырғанда әдістемелік жағынан дұрыс [52].
Ағзаға осы не өзге жағдайда фактордың әсер етуін анықтау үшін мөлшер рөлінің түсінігі немесе осы фактордың әсер ету деңгейі айтарлықтай мәнге ие. Гидробионттар үшін температура, еріген заттардың концентрациясы, соның ішінде оттегінің мөлшері, оптимумның кейбір диапазонына ие. Әртүрлі заттар бірдей сипатты ортаның өзгеруі кезінде соның ішінде, метаболиттердің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz