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

ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД ГОРОДА ОМСКА С ПОМОЩЬЮ ALLIUM TEST

Кубрина Л.В. 1
1 ФГБОУ ВО «Омский государственный педагогический университет»
С повышением антропогенной нагрузки на природную среду встает задача о предстоящем сохранении ее благосостояния. Хорошим индикатором состояния природных вод, а также почвы и атмосферы является лук репчатый Штутгартер Ризен (Allium cepa L.). Насколько устойчив данный вид растения к химическим загрязнениям, можно понять по наблюдениям за его биологическими свойствами, а именно за особенностью корневой системы. Экологическое исследование на уровне биомониторинга обеспечивает положительную оценку качества окружающей среды той или иной биологической популяции, включая и человека. При определении загрязнения природных вод с помощью биоиндикатора, было определено, что загрязнение природных вод г. Омска незначительно, несмотря на большое количество промышленных предприятий. Наиболее сильное загрязнение отмечено в образцах № 1 и 4. Процент всхожести тест-объекта в данных образцах составляет 80 и 90 % соответственно. Исходя из исследования корневой системы, в образце № 1 – максимально сдержанные показатели, таким образом, данная проба является экологически загрязненной, по сравнению с остальными образцами. В пробе № 4 также наблюдается сдержанность корневой системы, но только по средней длине корешков. Соответственно, данный образец пробы, хоть и немного, но экологически чище, чем образец № 1.
биотоксичность
токсический эффект
природные воды
1. Кубрина Л.В. Биологический мониторинг малых рек // Научное обозрение. Биологические науки. 2019. № 4. С. 68–72.
2. Николаевский B.C. Экологическая оценка загрязнения среды и состояния наземных экосистем методами фитоиндикации. М: Московский университет леса, 2002. 220 с.
3. 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.
4. Сапронова Ж.А., Гомес М.Ж. Проблема загрязнения природных вод // Экология и рациональное природопользование агропромышленных регионов. Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (Белгород), 2015. С. 18–21.
5. Биологический контроль окружающей среды / Под ред. О.П. Мелеховой, Е.Е. Егоровой. М.: Академия, 2007. 287 с.
6. Кубрина Л.В. Особенности цитогенетического мониторинга техногенных территорий на примере г. Омска. Омск: Издательство ОмГПУ, 2017. С. 61–65.

Вода давно считается первоисточником жизни. В современной жизни вода является сразу самым обыденным и самым распространенным веществом. Природные воды – это воды гидросферы земли, которые возникли естественным путем. Природные воды делятся на два основных класса: поверхностные воды (или водные объекты) и подземные воды.

Водные объекты – это скопления природных вод в верхних слоях земной коры, которые обладают определенным гидрологическим режимом. К водным объектам относят водоемы, водотоки и особые водные объекты. Признаками водных объектов являются: наличие водосбора постоянное или временное наличие скоплений воды, а также наличие котловины, русла и водовмещающей среды, где происходит накопление этих природных вод [1, 2].

Водотоки – это водные объекты с поступательным движением воды в направлении уклона. Это движение воды должно быть вызвано уклоном под действием силы тяжести. Среди водотоков выделяют несколько групп: реки, ручьи и каналы.

Реки имеют чрезвычайную изменчивость, в первую очередь мы различаем их по длине и по площади водосбора. Ручьи различают по количеству воды, они сильно уступают по размерам рекам. Каналы имеют искусственное происхождение и имеют различные размеры. С повышением антропогенной нагрузки на природную среду встает задача о предстоящем сохранении ее благосостояния.

Быстро возрастающая урбанизация всевозможных регионов России влечет за собой крупное повышение антропогенной нагрузки на окружающую среду. Воздействие человека на почву, атмосферу, а также на воду из года в год растет, вследствие этого экологическая ситуация в России становится критической [1, 2].

Актуальным остается вопрос о промышленных городах, где за контролем качества окружающей нас среды начали использовать методы биологического мониторинга, которые позволяют точно и быстро оценить состояние природной среды.

К таким методам относят биоиндикацию и биотестирование. Оба эти метода являются очень многообещающими на предмет оценки загрязнения, поскольку не все химические загрязнения нормируются и выявляются путем химического анализа [3, 4].

Административным центром Омской области является Омск. Омск разделен на 5 административных округов: Ленинский, Центральный, Октябрьский, Кировский, Советский.

Сквозь город проходит крупная река Иртыш [3, 5].

Минерально-сырьевая база Омской области представлена такими природными ресурсами, как нефть, торф, газ, рудные пески циркония и титана, сапропели, лечебные грязи, минеральные соли и болотный рухляк [6].

Омск является одним из крупнейших городов России, а также центром машиностроения и нефтепереработки. Основная масса экологической нагрузки приходится на областной центр. Именно статус областного центра определяет экологическую ситуацию в Омске [4]. В Омской области сосредоточено около 90 % промышленных предприятий, кроме того, в городе большой поток автомобильного транспорта, поэтому он входит в список городов с высоким уровнем экологического загрязнения [3].

Судоходная река Иртыш является водной «артерией» Омской области. Она является самым крупным притоком р. Оби с левой стороны и имеет общую протяженность сквозь область 1132 км. Помимо р. Иртыш в Омской области есть еще судоходные реки, но гораздо меньшего размера – Ишим (214 км), Омь (295 км), Тара (238 км) и Уй (315 км). И достаточно крупные озера, такие как Салтаим (146 км2) Тенис (118 км2), Эбейты (90 км2) и Ик (71 км2).

В настоящее время, наряду с постоянно увеличивающимся числом используемых тест-объектов (например, горох Pisum sativum и бобы Vicia faba), Allium test продолжает оставаться одним из наилучших тест-объектов для анализа генотоксичности, митотоксичности и токсичности разнообразных факторов. Биоиндикатором являются группы видов или сообществ, по состоянию которых можно определить естественные, а также антропогенные изменения в среде.

В естественной природе, в водоемах, биоиндикаторам служит рыба форель. Данная рыба очень придирчива к химическому составу воды, а также к чистоте водоема и насыщенности его кислородом. Растениями-биоиндикаторами являются, например, рдест, элодея, ряска малая, кувшинка, тростник и хвощ [2]. Лук репчатый Штутгартер Ризен (Allium cepa L.) является отличным биоиндикатором воды, воздуха и почвы. Наблюдение за особенностями корневой системы лука может помочь выявить химические и другие загрязняющие объекты, которые могут представлять экологический риск. Общий результат численно может быть определен фиксированием сдерживания прироста развивающейся корневой системы [3].

Цель работы – изучение влияния природных вод на корневую систему лука репчатого Штутгартер Ризен (Allium cepa L.).

Объектом исследования являются природные воды г. Омска.

Предмет исследования: определение всхожести и прорастания лука репчатого Штутгартер Ризен (Allium cepa L.).

Материалы и методы исследования

Исследование проводилось в 2022 г. в лаборатории ОмГПУ кафедры биологии и биологического образования аудитории № 305. Отбор проб происходил в соответствии с ГОСТ 31861-2012 и ГОСТ Р 51592-2000.

Отбор проб производился в четырех точках разных районов г. Омска: Советском, Октябрьском, Ленинском, Центральном.

Весной 2022 г. был заложен эксперимент длительностью в 15 дней, суть которого заключалась в наблюдениях за корневой системой лука репчатого Штутгартер Ризен (Allium cepa L.). Было отобрано 50 одинаковых луковиц, которые были помещены в пробирки с исследуемой водой. На каждую пробу воды было выделено 10 пробирок.

После высадки тест-объекта ежедневно измерялись следующие показатели: всхожесть, длина и количество корешков. Всхожесть оценивалась в процентах, учитывая число проросших семян из десяти помещенных в исследуемую воду.

1. Озеро «Горькое»

Озеро Горькое расположено в Омском районе, на территории пос. Иртышский (54°48'43.9"N 73°34'46.8"E), на 26 км Черлакского тракта. Протяженность озера с севера на юг составляет 1,27 км. На первый взгляд это красивый чистый водоем с большим количеством такой рыбы, как карась и карп.

Дно озера покрыто мелкой травой, а по краям растет густой камыш. Озеро разделено дорогой, которая ведет к птицефабрике и граничит с озером с восточной стороны. С южной стороны к озеру прилегает Черлакский тракт с оживленным потоком автомобилей. На территории пос. Иртышский расположено ЗАО «Иртышское» (Иртышская птицефабрика). Птицефабрика была организована в 1944 г. и на данный момент является одним из самых крупных поставщиков куриного яйца и мясных пищевых продуктов в Омской области.

2. Озеро Чередовое

Озеро Чередовое расположено на территории г. Омска, в Ленинском административном округе (54.910392° 73.396703°).

Озеро Чередовое – это реликтовое озеро древней долины реки Иртыш, которое расположено в периферийной части первой надпойменной террасы реки. Данное озеро является самым величественным, площадь данного озера примерно 35 га, а максимальная глубина достигает 11,7 м. По берегу озера произрастают тростник, рогоз, камыш. В окрестностях озера растут береза, ясень, клен и ива. В 200 м к юго-западу от озера проходит железная дорога. С юго-востока расположено теплично-парниковое хозяйство. С восточной стороны расположен ОмПО «Иртыш».

С южной и западной сторон расположен рабочий поселок. На территории озера расположен песчаный пляж, где отдыхает большое количество местных жителей.

3. Озеро на территории ПКИО им. 30-летия ВЛКСМ

Озеро расположено в Омске, в Октябрьском административном округе, на территории парка культуры и отдыха им 30-летия ВЛКСМ (54°58'11.8"N 73°25'38.3"E).

Общая протяженность озера с юго-запада на северо-восток около 400 м. По берегу озера растут камыш и рогоз, дно озера покрывает мелкая трава, тина и ил. Озеро окружено лесным массивом. Вокруг озера проходит пешеходная дорожка, с которой можно спуститься к берегу. Купание запрещено. В связи с тем, что озеро расположено на территории парка культуры и отдыха, оно является излюбленным местом для отдыха местных жителей.

Ежедневно мимо этого водоема проходят сотни людей, в связи с чем в озере можно наблюдать не только уток, но и плавающий мусор. В 2019 г. запустили прокат катамаранов. Вблизи озера проходит оживленная автомобильная дорога. Следом за дорогой находится Омское мотостроительное объединение имени П.И. Баранова. В 2017 г. на территории данного водоема происходили очистительные работы. Из озера убрали около 2700 м3 илистых отложений и запустили 500 кг рыбы.

Данные работы происходили в пределах системы развития муниципальных парков, где одним из разделов является укрепление и восстановление эколого-рекреационного потенциала территории.

4. Озеро без названия в Советском административном округе

Озеро расположено в городе Омске, на территории Советского административного округа (55°01'35.5"N 73°18'27.4"E) С юго-запада на северо-восток озеро протянулось на 260 м. Берег озера окружен камышом и рогозом, а также различными травами. Дно озера покрыто тиной и илом. Вокруг него лесной массив из таких деревьев, как ива, клен и ясень. Вдоль озера проходит оживленная автомобильная дорога. В 7 км к северу находится крупнейший нефтеперерабатывающий завод ОАО «ОНПЗ»

Результаты исследования и их обсуждение

Нами были определены процент прорастания и среднее число корешков в каждой пробе. На рис. 1 представлены данные по прорастанию лука репчатого Штутгартер Ризен (Allium cepa L.) в каждой точке отбора.

Процент прорастания лука репчатого Штутгартер Ризен (Allium cepa L.) во всех отобранных пробах был довольно высок: в образце № 1 – проба из озера Горькое составила 80 %, в образцах № 2 – проба из озера Чередовое, образец № 4 – проба из озера без названия в Советском АО и образце № 5 – контрольная проба. По 100 % у всех, в образце № 3 – проба из озера в Парке культуры и отдыха им. 30-летия ВЛКСМ – 90 %.

Образец № 1 – проба из озера Горькое. Среднее число корешков тест-объекта: 17 Критерий Стьюдента в независимой выборке равен 0,470491.

Образец № 2 – проба из озера Чередовое. Среднее число корешков у тест-объекта: 24. Критерий Стьюдента в независимой выборке равен 0,00446.

Образец № 3 – проба из озера в Парке культуры и отдыха им. 30-летия ВЛКСМ. Среднее число корешков тест-объекта: 22. Критерий Стьюдента в независимой выборке равен 0,151723.

Образец № 4 – проба из озера без названия в Советском АО. Среднее число корешков: 22. Критерий Стьюдента в независимой выборке равен 0,719602.

Образец № 5 – контрольная проба. Водопроводная вода. Среднее число корешков:23

На рис. 2 представлены данные длины и числа корешков в каждой пробе.

missing image file

Рис. 1. Процент прорастания лука репчатого Штутгартер Ризен (Allium cepa L.)

missing image file

Рис. 2. Длина и число корешков

Длина корешков во всех пробах довольно высокая. Так, например, максимальная длина была у образца № 2 и № 4 составила 14,3; 13,3 соответственно; минимальная же длина у образца № 3 – 9,1. Показатель числа корешков в образце № 1 был минимальный и составил 21, а в образцах № 2, 3, 4 составил 24,2; 24,5; 24,3 соответственно.

Заключение

При определении загрязнения природных вод с помощью биоиндикатора было определено, что загрязнение природных вод г. Омска незначительно, несмотря на большое количество промышленных предприятий. Наиболее сильное загрязнение отмечено в образцах № 1 и 4. Процент всхожести тест-объекта в данных образцах составляет 80 и 90 % соответственно. Исходя из исследования корневой системы, в образце № 1 – максимально сдержанные показатели, таким образом, данная проба является экологически загрязненной, по сравнению с остальными образцами.

В пробе № 4 также наблюдается сдержанность корневой системы, но только по средней длине корешков. Соответственно, данный образец пробы хоть и немного, но экологически чище, чем образец № 1.


Библиографическая ссылка

Кубрина Л.В. ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД ГОРОДА ОМСКА С ПОМОЩЬЮ ALLIUM TEST // Научное обозрение. Биологические науки. – 2022. – № 4. – С. 118-121;
URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1304 (дата обращения: 30.05.2024).

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 = 1,674