Научный журнал
Научное обозрение. Биологические науки
ISSN 2500-3399
ПИ №ФС77-57454

МОНИТОРИНГ ГЕНОТОКСИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕКИ ОМЬ

Кубрина Л.В. 1
1 ФГБОУ ВО «Омский государственный педагогический университет»
Проблема загрязнения водных экосистем на сегодняшний день актуальна. Состояние крупных рек в значительной мере определяется уровнем загрязнения малых рек, которые являются их притоками. Особую актуальность исследование экологического состояния малых рек приобретает в урбанизированных экосистемах, где они загрязняются от многочисленных источников. В настоящее время большинство малых рек не состоят в программах мониторинга территорий. Тем не менее именно малые реки в большинстве случаев являются источниками водопотребления населения. И соответственно, проблема загрязнения малых рек с каждым годом приобретает все большую актуальность. На сегодняшний день в Омске два основных источника питьевой воды – Иртыш и Омь. Омь является малой рекой, однако подвергается техногенному загрязнению. В статье представлены результаты изучения влияния воды из р. Омь, набранной в различных местах на территории г. Омска и его окрестностей, на изучение мутагенного эффекта у тест-объектов. Предпринята попытка оценить степень загрязнения и угнетения водного объекта, р. Омь, в пределах городской черты. Генотоксическая оценка мутагенного эффекта водных проб естественного источника питьевой воды р. Омь на тест-объектах показала, что вода р. Омь обладает достоверным по сравнению с контролем токсическим эффектом.
биотест
биоиндикация
биотестирование
токсичность
малые реки
1. Кубрина Л.В. Биологический мониторинг малых рек // Научное обозрение. Биологические науки. 2019. № 4. С. 68–72.
2. Ушакова И.Г., Горелкина Г.А., Корчевская Ю.В. Анализ источников водоснабжения населенных пунктов Омской области, расположенных вдоль р. Оми // Вестник Омского государственного аграрного университета. 2017. № 4 (28). С. 258–262.
3. Зинченко Т.Д. Унифицированные методы для оценки качества поверхностных вод Волжского бассейна: сборник трудов VIII Международного конгресса «Чистая вода». Казань: Новое знание, 2017. С. 119–122.
4. Ботвич А.С. Биоиндикация и биотестирование как методы контроля и оценки состояния окружающей среды: материалы II Межрегиональной научно-практической конференции. Отв. ред. Л.В. Начева. Кемерово, 2019. С. 17–22.
5. Чалов Р.С., Чернов А.В., Беркович К.М., Михайлова Н.М. География опасных проявлений на реках России // Известия Русского географического общества. 2017. Т. 149. Вып. 4. С. 13–33.
6. Тюменцева Е.Ю., Штабнова В.Л. Контроль качества водохозяйственного комплекса как вклад в обеспечение экологической безопасности г. Омска // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. 2016. № 2 (22). С. 79–95.
7. Кубрина Л.В. Особенности цитогенетического мониторинга техногенных территорий на примере г. Омска. Омск: Изд-во ОмГПУ, 2017. С. 61–65.

Современный мир невозможно представить без антропогенного воздействия на окружающую среду, которое, к сожалению, достаточно часто сопровождается поступлением в нее различных поллютантов. Одним из показателей является качество воды, которое определяет общее экологическое благополучие жизни населения. Состояние крупных рек в значительной мере определяется уровнем загрязнения малых рек, которые выступают их притоками. Особую актуальность исследование экологического состояния малых рек приобретает в урбанизированных экосистемах, где они загрязняются от многочисленных источников [1, 2].

Исследования, вызванные антропогенными основаниями, в настоящее время считаются актуальными. Система данных исследований и прогнозов составляет сущность экологического мониторинга. Достаточно эффективный и доступный метод оценки среды – биоиндикация – в большинстве случаев используется и применяется в данных целях [3, 4].

С усилением антропогенной нагрузки на экосистемы расширяется область применения фитоиндикационного метода. Преимущество биологического контроля определяется следующими обстоятельствами. Во-первых, применение методов биоиндикации для оценки качества природной среды менее трудоемко по сравнению с физико-химическими. Во-вторых, в окружающей среде зачастую присутствует несколько загрязняющих веществ, которые в комплексе оказывают влияние на живые организмы куда сильнее, чем каждый в отдельности.

Растения – важный элемент биологического контроля и биоиндикации. Более объективную информацию о состоянии растений, произрастающих в зонах c повышенной техногенной нагрузкой, позволяет получить применение методов фитоиндикации. В качестве показателей состояния водных объектов служат разнообразные организмы, в частности растения. Оценив состояние растений, становится возможно определить картину изменений окружающей среды. Главенствующую роль растениям отводят по ряду причин; основные из них заключаются в том, что растения – автотрофы, и в том, что они стоят первыми в пищевой цепи. В наземных экосистемах продуцентам отводится около 90 % всей биомассы биоценоза, это дает возможность растениям определять многие факторы и условия экосистемы.

В исследовании и изучении экологических систем вместе с биоиндикацией используется биотестирование. Это метод, при помощи которого токсичность среды определяется с применением тест-объектов, которые подают сигналы об опасности, несмотря на то, в каком количестве определённые вещества могут вызвать изменения особенно важных функций. С помощью тест-объектов можно получить информацию о неблагоприятных воздействиях и сделать косвенные выводы об особенностях этих факторов [5]. Между биоиндикацией и биотестированием есть значительное отличие: биотестирование ведется на молекулярно-клеточном или же организменном уровне и затем уже характеризует предполагаемые результаты загрязнения окружающей природной среды для биоты, а биоиндикация ведётся на уровне организма, популяции и общества и обозначает результат загрязнения [6, 7].

Цель работы состоит в том, чтобы определить и изучить мутагенную активность воды из р. Омь в серии биотестов.

Объект исследования: вода р. Омь (г. Омск).

Предмет исследования: биоиндикато- ры – редис.

Материалы и методы исследования

Реки – это, как правило, круглогодичные водотоки. Речной сток формируется в результате поступления в реки вод атмосферного и подземного происхождения.

Омск находится в списке регионов России с наибольшим объёмом выбросов вредных веществ. Напряженная ситуация, которая сложилась еще в 1980-е гг., сохранялась вплоть до 2000-х гг. Больше всего в выбросах вредных веществ от стационарных источников выбросов предприятий топливно-энергетического комплекса, газоперерабатывающего завода, предприятий нефтяной и химической промышленности, а также черной и цветной металлургии.

Состояние Иртыша в настоящий момент приводит к тому, что Омь рассматривают как альтернативный источник для водоснабжения города и области, несмотря на то, что вода в Оми также имеет высокий уровень загрязнения, который по некоторым показателям превышает регистрируемый в Иртыше. Свое начало река Омь берет из озера Омское. С Васюганской равнины река спускается по другой низменности – Барабинской, создавая устье около г. Омска [2]. Русло реки, сохранившееся в городской черте, представлено на рис. 1. Также для реки Омь как для малой реки характерно и техногенное загрязнение, например загрязнение нефтепродуктами (рис. 2), среди предприятий, находящихся в городе и сбрасывающих отработанные воды, энергетические предприятия ТЭЦ-5 АО «ТГК-11».

kubrin1.tif

Рис. 1. Русло реки Омь, сохранившееся в городской черте

Для достижения поставленной цели нами был осуществлен забор воды, контрольным источником была проточная вода.

kubrin2.tif

Рис. 2. Загрязнение нефтепродуктами реки Омь

После мы взяли воду на трех участках р. Омь в черте Омска: возле поселка Степной, Юбилейного моста и возле улицы 18-я линия. Для удобства описания результатов исследования каждому из участков был присужден порядковый номер:

- проба № 2 – около Юбилейного моста,

- проба № 3 – возле улицы 18-я линия,

- проба № 4 – возле поселка Степной.

Для контроля была использована проточная вода (рис. 3).

kubrin3.tif

Рис. 3. Точки отбора проб

Семена проращивали при постоянной температуре +25 °С. По достижении корешками длины 0,5–1 см их фиксировали в ацетоалкоголе – смеси 96 % этилового спирта и ледяной уксусной кислоты [3]. Анализировали цитогенетические характеристики 40 проростков каждой точки отбора.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты химического анализа проб представлены на рис. 4.

kubrin4.wmf

Рис. 4. Химический анализ воды реки Омь

Митотическая активность клеток в корешках редиса

Точка отбора

Анафаза

Телофаза

Итого патологий

Всего

Патологий

Всего

Патологий

Контроль

4,32 ± 0,15

1,06 ± 0,07

3,56 ± 0,18

0,31 ± 0,08

1,38 ± 0,07

Проба № 2

4,00 ± 0,41

2,58 ± 0,31***

3,90 ± 0,16

1,79 ± 0,13***

4,37 ± 0,52***

Проба № 3

3,84 ± 0,33

2,73 ± 0,24***

3,84 ± 0,15

2,23 ± 0,11***

4,96 ± 0,12***

Проба № 4

2,30 ± 0,27

1,46 ± 0,17*

2,71 ± 0,12

0,45 ± 0,03

1,91 ± 0,04**

Примечание: * – р ≤ 0,05; **– р ≤ 0,01; ***– р ≤ 0,001.

Проба, взятая возле Юбилейного моста, характеризуется следующими показателями: превышением ПДК по общей жесткости в 12 раз; превышением БПК в 1,5 раза; аммонийного азота в 2 раза. Кислотность в норме. Проба, взятая возле улицы 18-я линия, характеризуется следующими показателями: превышением ПДК по общей жесткости 12 раз, БПК в 0,5 раза. Кислотность в норме. Проба, взятая возле поселка Степной, характеризуется следующими показателями: превышением ПДК по общей жесткости в 14 раз, БПК в 0,5 раза и аммонийному азоту в 0,5 раза. Кислотность в норме. Таким образом, на основе химического анализа можно сделать вывод, что на протяжении реки Омь на в некоторых ее участках осуществляется сброс в воду мусора и других бытовых отходов.

В таблице представлены данные митотической активности клеток в корешках редиса. В анафазе максимальный показатель частоты встречаемости патологий был отмечен для пробы № 3 (2,73 %) и для пробы № 2 (2,58 %), что больше контрольного варианта в 2,5 и 2,4 раз соответственно. Достоверность этих двух показателей составила р ≤ 0,001. Проба № 4 вызвала увеличение хромосомных аберраций в анафазе в 1,4 раза (отличия от контроля достоверны – р ≤ 0,05.

В телофазе наибольший показатель частоты встречаемости клеток с хромосомными аберрациями характерен для пробы № 3 – 2,23 %, что достоверно (р ≤ 0,001) превышает контрольный вариант в 7,2 раз; наименьший – для пробы 4 (0,45 %), что достоверно не отличается от контроля. В пробе № 2 частота встречаемости клеток с хромосомными аберрациями составила 1,29 %, что достоверно (р ≤ 0,001) превышает контрольный вариант. Таким образом, вода с р. Омь проявила токсическое и мутагенное действие на растительную клетку.

Заключение

Делая вывод о том, что вода пригодна для питьевых целей, хозяйственных и технических нужд, мы опирались на результаты растений индикаторов редиса. Необходимость моделирования современных экологических систем обусловлена их высокой сложностью, не позволяющей осуществлять их анализ и оптимизацию простыми описательными методами. Естественно, вопросы моделирования техногенного загрязнения на источники водопотребления обусловлены их высокой сложностью, не позволяющей осуществлять их анализ и оптимизацию простыми описательными методами.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что вода с р. Омь в черте г. Омска соответствует норме и ее можно использовать для питьевой цели, предварительно отфильтровать и вскипятить. Также она пригодна для полива растений и технических нужд.


Библиографическая ссылка

Кубрина Л.В. МОНИТОРИНГ ГЕНОТОКСИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ РЕКИ ОМЬ // Научное обозрение. Биологические науки. – 2020. – № 4. – С. 49-52;
URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1214 (дата обращения: 09.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074