Хмельницький нацiональний унiверситет |
Лабораторна робота |
274. Основи біотехнології. Біоіндикація
2. Визначення якості ґрунту за допомогою насіння крес-салату
Автор: Єфремова О.О.
• 1
Иллюстрация к шагу 0274-02-001.mp4
Текст к ситуации Вступ. Шановний студенте, перед початком виконання лабораторної роботи Вам необхідно ознайомитись із теоретичними відомостями та пройти допуск (тестовий контроль). У разі не проходження тестового контролю Вам потрібно повторно ознайомитись із теоретичним матеріалом та отримати допуск.
Після виконання лабораторної роботи Вам необхідно оформити згідно заданої форми звіт та відправити його викладачу.
Бажаємо успіхів у виконанні роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 2
• 2
Текст к ситуации Теоретичні відомості.
ОСНОВИ БІОТЕСТУВАННЯ
1 Загальні відомості про біотестування
Підвищення ефективності охорони вод від забруднення значною мірою пов`язане із застосуванням якісно нових підходів до оцінки складу й властивостей стічних вод, що відводять. До числа найбільш радикальних прийомів, що відповідають цілям водоохраны й ураховують її екологічний аспект, ставиться застосування інтегральних методів, що дозволяють проводити оцінку токсичності води. Таку оцінку можна одержати за допомогою биотестирования - експериментального визначення токсичності води - для гідробіонтів, заснованого на реєстрації реакцій тест-об`єктів. Биотестирование в контролі забруднення водного середовища може забезпечити рішення цілого ряду задач:
проведення токсикологічної оцінки промислових і міських стічних вод при сталому режимі скидання їх у водні об`єкти з метою виявлення потенційних джерел високого й экстремально високого забруднення вод;
контроль в оперативному й безперервному режимах аварійних й інших залпових скидань высокотоксичных стічних вод;
проведення оцінки ступеня токсичності стічних вод на різних стадіях формування для проектування локальних очисних споруджень;
контроль токсичності стічних вод, що подаються на біологічні очисні спорудження, з метою попередження надходження токсичних для біоценозу активного мулу забруднюючих речовин;
визначення рівнів безпечного розведення стічних вод для гідробіонтів по сумарній дії речовин, що скидають, з метою обліку результатів биотестирования при коректуванні й установленні гранично припустимих скидань (ГДС) речовин, що надходять у водні об`єкти зі стічними водами;
проведення токсикологічної оцінки сбросных і дренажних вод сільськогосподарського виробництва, що містять пестициди, при їхньому відведенні у водоприймачі;
здійснення оцінки стану природних вод і виявлення акваторій з импактным рівнем забруднення;
проведення екологічної експертизи нових технологій і матеріалів, проектів очисних споруджень, реконструкції й технічного переозброєння народногосподарських об`єктів.
Біотестування - процедура встановлення токсичності середовища за допомогою тест-об`єктів, що сигналізують про небезпеку незалежно від того, які речовини й у якому сполученні викликають зміни життєво важливих функцій у тест-об`єктів.
Біотестування як метод оцінки токсичності водного середовища використовується:
· при проведенні токсикологічної оцінки промислових, стічних побутових, сільськогосподарських, дренажних, забруднених природних й ін. вод з метою виявлення потенційних джерел забруднення,
· у контролі аварійних скидів високотоксичних стічних вод,
· при проведенні оцінки ступеня токсичності стічних вод на різних стадіях формування, при проектуванні локальних очисних споруд,
· у контролі токсичності стічних вод, що подаються на очисні споруди біологічного типу з метою попередження проникнення небезпечних речовин для біоценозів активного мулу,
· при визначенні рівня безпечного розведення стічних вод для гідробіонтів з метою обліку результатів біотестування при коректуванні й встановленні гранично допустимих скидів (ГДС) речовин, що надходять у водойми зі стічними водами,
· при проведенні екологічної експертизи нових матеріалів, технологій очищення, проектів очисних споруд й ін.
Тест-об`єкт - організм, використовуваний при оцінці токсичності хімічних речовин, природних і стічних вод, ґрунтів, донних відкладень, кормів й ін.
Тест-об`єкти – так звані "датчики" сигнальної інформації про токсичність середовища й замінники складних хімічних аналізів, що дозволяють оперативно констатувати факт токсичності (отруйності, шкідливості) водного середовища ("так" або "ні"), незалежно від того, чи обумовлена вона наявністю однієї точно визначеної аналітично речовини або цілого комплексу аналітично не визначених речовин, який звичайно являють собою стічні води.
Тест-об`єкти з відомим ступенем наближення дають кількісну оцінку рівня токсичності забруднення водного середовища - стічних, скидних, циркуляційних і природних вод.
Важлива умова правильного проведення біотестування - використання генетично однорідних лабораторних культур, тому що вони проходять перевірки чутливості, утримуються в спеціальних, обговорених стандартами лабораторних умовах, що забезпечують необхідну подібність і відтворюваність результатів досліджень, а також максимальну чутливість до токсичних речовин.
Життєва функція або критерій токсичності, використовують в біотестуванні для характеристики відгуку тест-об`єкта на дію, що ушкоджує, середовища.
Тест-фукнкції, що використовують як показники біотестування для різних об`єктів:
· для інфузорій, ракоподібних, ембріональних стадій молюсків, риб, комах - виживаність (смертність) тест-організмів.
· для ракоподібних, риб, молюсків - плідність, поява аномальних відхилень у ранньому ембріональному розвитку організму, ступінь синхронності дроблення яйцеклітин.
· для культур одноклітинних водоростей й інфузорій - загибель клітин, зміна (приріст або збиток) чисельності клітин у культурі, коефіцієнт ділення клітин, середня швидкість росту, добовий приріст культури.
· для рослин - енергія проростання насінь, довжина первинного кореня й ін.
Тривалість біотестування залежить від задачі, поставленої дослідником.
Гострі биіотести, виконувані на різних тест-об`єктах по показниках виживаності, тривають від декількох хвилин до 24-96 годин.
Короткострокові - хронічні тести тривають протягом 7 діб й закінчуються, як правило, після одержання першого покоління тест-об`єктів.
Хронічні тести на загальну плідність ракоподібних, що охоплюють 3 покоління, тривають до народження молоді в F3.Інтегральна токсичність (integral toxicity), по визначенню Л. П. Брагинского, токсичність складних сумішей, стічних вод, багатокомпонентних факторів для водних організмів.
Кількісно інтегральна токсичність визначається як величина, зворотна максимальному розведенню (1:2, 1:5, 1:10, 1:50, 1:100 і т.д.), при якому не спостерігається яких-небудь порушень життєво важливих функцій тест-організмів при 24-48 годинному біотестуванні.
Виражається в балах токсичності (БТ) цілими числами (2, 5, 10, 50, 100 і т.д.) відповідно величинам розведення.
Толерантність - витривалість (стійкість) організму доушкоджуючих впливів.
Діапазон толерантності - межі коливань концентрацій токсичних речовин, при яких не відбувається порушень функцій організму.
Толерантний ліміт - кількісне вираження концентрації токсиканта, при якій гине або виживає 50% тест-організмів за 48 ч досліду.
Токсикорезистентність - опірність живих організмів до впливу токсичних речовин.
Токсобність - здатність водних організмів існувати в токсичному середовищі, сорбуючи або використовуючи певну кількість токсичної речовини.
Токсикометрія - сукупність прийомів оцінки токсичності речовин. Основними прийомами токсикометрії є встановлення мінімально граничної концентрації (LC0), летальної концентрації (LС50), або дози (LD50), і зони токсичної дії - діапазону токсичних концентрацій - від LC0 до абсолютно летальної (LC100).
Біотестуваня, як правило, використовують до хімічного аналізу, тому що цей метод дозволяє провести експрес-оцінку природного середовища й виявити "гарячі точки", що вказують на найбільш забруднені ділянки акваторії (території, полігона). На ділянках, де методами біотестуваня виявлені які-небудь відхилення й досліджуване середовище характеризується як токсичне, аналітичним шляхом необхідно встановити причини цього явища.
Використання біотестування висуває ряд вимог, дотримання яких необхідне для отримання достовірних результатів. Серед останніх можна назвати наступні: відносна швидкість проведення досліджень, отримання достатньо точних і відтворюваних результатів, присутність об’єктів, застосовуваних у біотестуванні у великій кількості і з однорідними властивостями, а також діапазон погрішності у порівнянні з іншими методами тестування не більше 20%.
2 Класифікація методів біотестування
Існує велика кількість методів біотестування з використанням різних тест-об’єктів. Розглянувши методи біотестування, їх можна класифікувати за такими ознаками:
- за тест-об’єктом,
- за тест-системою,
- за тест-реакцією,
- за ступенем прояву тест-реакції,
- за тест-критерієм,
- за тривалістю біотестування,
- за засобом реалізації методу.
Тест-об’єкт – це чутливий біологічний елемент, здатний реагувати на зовнішній вплив. Тест-об’єктом можуть бути ферментативні системи, ізольовані органели, клітини, тканини, окремі органи багатоклітинних організмів, одноклітинні та багатоклітинні організми одного біологічного виду або кількох видів.
За тест-об’єктом методи біотестування можна поділити на:
- тести на організменному рівні (тест-організми: бактерії, мікроорганізми, водорості, безхребетні, молюски, риби, вищі рослини, які поділяються за систематичним найменуванням),
- тести на клітинному рівні (органели клітин),
- тести на генетичному рівні (мутагенність).
Тест-система – просторово обмежена сукупність чутливих біологічних елементів і середовища, в якому вони знаходяться. В залежності від тест-об’єкту, який знаходиться в тест-системі, останні можна поділити на ряд рівнів:
- молекулярний,
- субклітинний,
- клітинний,
- органотканинний,
- організмений,
- популяційно-видовий,
- мікро-, мезо-, макрокосм.
Тест-реакція – одна із закономірно виникаючих реакцій відгуку тест-системи або тест-організму на вплив комплексу зовнішніх факторів, що тестуються.
Тест-реакцією можуть бути такі зміни стану організму:
- генетичні,
- біохімічні,
- фізіологічні,
- анатомічні,
- морфологічні,
- поведінкові,
- біоритмічні.
За ступенем прояву тест-реакції біотесті поділяють на:
- тести на гостру токсичність (загибель організмів або зміна поведінки протягом 5 діб);
- тести на слабку токсичність ( у довгостроковому досліді у організмів знижуються основні біологічні функції, вони погано ростуть, гірше розмножуються, менш життєздатні);
- тести на нетоксичність (відсутність прояву токсичного ефекту навіть у ряді поколінь).
Характер токсичності може бути: токсичність (організм), цитотоксичність (клітина), генотоксичність (генетичні показники).
Тест-критерій – це показник по якому проводять оцінку змін стану тест-системи. В якості тест-критеріїв можуть використовуватись такі ознаки: виживаність, плодючість, аномальні відхилення у ранньому ембріональному розвитку, ступінь синхронності подрібнення яйцеклітин, рухливість, поведінкові реакції та періодичність їх повторюваності (для вищих організмів); загибель клітин, зміни чисельності клітин в культурі, коефіцієнт поділу клітин, середня швидкість росту, добовий приріст культури (для культур одноклітинних водоростей та інфузорій); енергія проростання насіння, схожість, довжина первинного кореня, зміна морфофізіологічних (або фізіолого-біологічних) показників (для вищих рослин).
За тривалістю біотестування тести поділяють на:
- експресні методи (визначення гострої токсичної дії),
- довгострокові методи (визначення хронічної токсичної дії).
За засобом реалізації методу:
- без застосування приладів (візуальні спостереження),
- за допомогою приладів (мікроскоп, люмінометр, флуоріметр, електрокардіограф або електроенцефалограф, фотоелектрокалориметр, спектрометр, спектрофотометр),
3 Основні методи біотестування
Таблиця 1 - Біотести, які застосовують в контролі об’єктів навколишнього середовища для оцінки рівня токсичного забруднення
№
п/п
Назва біотесту, основаного на реакції
Параметр, що реєструється
Засіб реалізації біотестування
Об’єкти НС
1
2
3
4
5
1.
Рачка дафнія магна.
Виживаність і плодючість
Візуальні спостереження
Стічні та природні води, витяжка з ґрунту
2.
Медичної п’явки
Зміна статичного стану на динамічний
- // -
- // -
3.
Інфузорій
Рухлива активність, виживання та темп росту
Мікроскопірування
- // -
4.
Клітин водорості дуналіелла саліна
Іммобілізація
- // -
- // -
5.
Бактерій, що люмінесціюють
Реакція біолюмінесценції
Люмінометр
- // -
6.
Водорості, що флуоресціюють
Рівень загальної і уповільненої
флуоресценції
Флуоріметр
- // -
7.
Харових водоростей
Біоелектрична реакція
Зміна електропровідності мембрани
клітин
- // -
8.
Риб
Реакція втечі риб з токсичної зони
Візуальні спостереження
Стічні води
9.
Рибок гуппі
Виживаність та зміна поведінки
Візуальні спостереження
- // -
10.
Риб
Частота дихання та серцебиття
Електрокардіограф або
електроенцефалограф
- // -
11.
Двостулкових молюсків
Реакція закривання стулок
Візуальні спостереження
- // -
12.
Мікроорганізмів активного мулу
Активність окисних ферментів
Фотоелектроколориметр
- // -
13.
Бактерій
Ростова реакція
Фотоелектрокалориметр
Природні води
14.
Гідри
Виживаність і реакція регенерації
Мікроскопірування,
- // -
15.
Коловертки
Виживаність та зміна фототаксису
Мікроскопірування,
- // -
16.
Холінестерази
Активність
Спектрофотометр або фотоелектрокалориметр
- // -
17.
Культури протококкових водоростей
Виживаність, зміна фізіологічних показників та загального стану
Мікроскопірування
Природні та стічні води, витяжка з ґрунту
18.
Культури синьо -зелених водоростей
Виживаність, зміна фізіологічних показників та загального стану
- // -
- // -
19.
Ряски
Виживаність, зміна фізіологічних показників та загального стану
Візуальні спостереження
- // -
20.
Елодеї
Виживаність, зміна фізіологічних показників та загального стану
- // -
- // -
21.
Культури гречки, крес-салату, гірчиці
Проростання насіння та ріст зародкових корінців
- // -
Природні та стічні води, ґрунт
22.
Квасолі
Зміна фізіологічних показників та загального стану
- // -
Ґрунт
23.
Грибів та актиноміцетів
Реакція росту
- // -
- // -
24.
Вищих рослин
Зміна фізіологічних показників та загального стану
- // -
- // -
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 3
• 3
Текст к ситуации Готовність до тестування Пане студенте, для подальшого виконання віртуальної лабораторної роботи необхідно отримати допуск до практичних дій. Для цього необхідно відповісти на питання контролю теоретичних знань, які вимагаються для виконання лабораторної роботи. Якщо Ви впевнені у своїх знаннях та готові відповідати на тестові запитання оберіть пункт – «Матеріал засвоєний», якщо Ви потребуєте додаткового вивчення теоретичного матеріалу оберіть пункт – «Матеріал незасвоєний, потребує повторення».
1 Матеріал засвоєний 4
2 Матеріал незасвоєний, потребує повторення 2
• 4
Текст к ситуации Початок тестування При проходженні тестового контролю необхідно звернути увагу на таке:
На відповіді виділений обмежентй термін. Час, який залишився до закінчення тестування, висвітлюється у верхньому лівому куті екрана монітора комп’ютера. Якщо Ви не надали відповіді у контрольний термін, то відповідь не зараховується.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 5, 6, 7
• 5
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Визначення якості ґрунту за допомогою насіння називається:
1 біотестування 8, 9, 10
2 біоіндикація 20
3 біодеградація 20
• 6
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации За якою формулою розраховують індекс токсичності ґрунтів для кожної тест-функції
1 ІТФ = ТФ0 / ТФк 8, 9, 10
2 ІТФ = ТФ0 - ТФк 20
3 ІТФ = ТФ0 + ТФк 20
• 7
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Що таке ТФ0
1 значення реєструємого тест-відгуку в досліді 8, 9, 10
2 значення реєструємого тест-відгуку у контролі 20
3 середнє значення тест-відгуку рослин у досліді 20
• 8
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Що таке ТФк
1 значення реєструємого тест-відгуку у контролі 11, 12, 13
2 значення реєструємого тест- відгуку в досліді 20
3 середнє значення тест-відгуку рослин у досліді 20
• 9
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Якщо фактор має стимулюючий вплив на тест-об’єкти і величина тест-функції в досліді перевищує контрольні значення, то відповідно шкали токсичності Кабірова, ІТФ дорівнює
1 0,91 – 1,1 20
2 < 0,5 20
3 > 1,1 11, 12, 13
• 10
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Якщо фактор не має суттєвого впливу на розвиток тест-об’єкту і величина тест-функції знаходиться на рівні контролю, то відповідно шкали токсичності Кабірова, ІТФ дорівнює
1 0,91 – 1,1 11, 12, 13
2 < 0,5 20
3 > 1,1 20
• 11
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Якщо спостерігається загибель тест-об’єкту, то відповідно шкали токсичності Кабірова, ІТФ дорівнює
1 Близько 0 14, 15, 16
2 0,91 – 1,1 20
3 > 1,1 20
• 12
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Що таке токсикорезистентність
1 опірність живих організмів до впливу токсичних речовин 14, 15, 16
2 здатність водних організмів існувати в токсичному середовищі, сорбуючи або використовуючи певну кількість токсичної речовини 20
3 витривалість (стійкість) організму до ушкоджуючих впливів 20
• 13
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Що таке токсобність
1 опірність живих організмів до впливу токсичних речовин 20
2 здатність водних організмів існувати в токсичному середовищі, сорбуючи або використовуючи певну кількість токсичної речовини 14, 15, 16
3 витривалість (стійкість) організму до ушкоджуючих впливів 20
• 14
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Що таке тест-критерій
1 чутливий біологічний елемент, здатний реагувати на зовнішній вплив 20
2 просторово обмежена сукупність чутливих біологічних елементів і середовища, в якому вони знаходяться 20
3 показник по якому проводять оцінку змін стану тест-системи 17, 18, 19
• 15
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Що таке тест-об’єкт
1 чутливий біологічний елемент, здатний реагувати на зовнішній вплив 17, 18, 19
2 просторово обмежена сукупність чутливих біологічних елементів і середовища, в якому вони знаходяться 20
3 показник по якому проводять оцінку змін стану тест-системи 20
• 16
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации Що таке тест-система
1 чутливий біологічний елемент, здатний реагувати на зовнішній вплив 20
2 просторово обмежена сукупність чутливих біологічних елементів і середовища, в якому вони знаходяться 17, 18, 19
3 показник по якому проводять оцінку змін стану тест-системи 20
• 17
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации В якому досліді проводять тести на гостру токсичність
1 у довгостроковому досліді, коли у організмів знижуються основні біологічні функції, вони погано ростуть, гірше розмножуються, менш життєздатні 20
2 відсутність прояву токсичного ефекту навіть у ряді поколінь 20
3 загибель організмів або зміна поведінки протягом 5 діб 21
• 18
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации В якому досліді проводять тести на слабку токсичність
1 у довгостроковому досліді, коли у організмів знижуються основні біологічні функції, вони погано ростуть, гірше розмножуються, менш життєздатні 21
2 відсутність прояву токсичного ефекту навіть у ряді поколінь 20
3 загибель організмів або зміна поведінки протягом 5 діб 20
• 19
Ограничение времени 1 минут
Текст к ситуации В якому досліді проводять тести на нетоксичність
1 у довгостроковому досліді, коли у організмів знижуються основні біологічні функції, вони погано ростуть, гірше розмножуються, менш життєздатні 20
2 відсутність прояву токсичного ефекту навіть у ряді поколінь 21
3 загибель організмів або зміна поведінки протягом 5 діб 20
• 20
Текст к ситуации Помилка тесту
На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Спробуйте знову після повторення теоретичних відомостей.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 2
• 21
Текст к ситуации Помилка тесту
На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді. Спробуйте знову після повторення теоретичних відомостей.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 22
• 22
Текст к ситуации Тема: Визначення якості ґрунту за допомогою насіння крес-салату. Мета: Оцінка стану грунтів за допомогою насіння крес-салату.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 23
• 23
Иллюстрация к шагу 0274-02-023.mp4
Текст к ситуации Матеріали та устаткування: 1 чашки Петрі;
2 грунт;
3 дистильована вода;
4 насіння крес-салату;
5 фільтрувальний папір;
6 хімічні склянки;
7 ваги;
8 лінійка.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 24
• 24
Иллюстрация к шагу 0274-02-024.mp4
Текст к ситуации Тестування ґрунтів на проростках крес-салату. Усереднені проби ґрунтів у трикратній повторності засипаємо в чашки Петрі до половини, зволожуємо.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 25
• 25
Иллюстрация к шагу 0274-02-025.mp4
Текст к ситуации На поверхню ґрунту в кожну чашку укладаємо по 100 насінин крес-салату.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 26
• 26
Иллюстрация к шагу 0274-02-026.mp4
Текст к ситуации Насіння присипаємо зверху ґрунтом і зволожуємо. Протягом наступних 10 днів чашки Петрі з досліджуваним субстратом поливаємо рівною кількістю дистильованої води.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 27
• 27
Иллюстрация к шагу 0274-02-027.mp4
Текст к ситуации Визначення відсотку схожості насіння. Схожість визначаємо шляхом підрахунку кількості проростків у кожній чашці Петрі.
На який день проводимо визначення схожості насіння?
1 На 5-й день 28
2 На 4-й день 37
3 На 3-й день 37
• 28
Текст к ситуации Визначаємо відсоток схожості за формулою: X = K2∙100 / K1 ,
де K1 – кількість насінин, яку посадили,
K2–кількість насінин, що проросла (проростків).
Результати заносимо в таблицю.
Чому дорівнює Х?
1 число 29
2 число 38
3 число 38
• 29
Иллюстрация к шагу 0274-02-029.mp4
Текст к ситуации Тестування ґрунтів на проростках крес-салату. Визначення результатів проводимо по кожній чашці Петрі окремо.
Проростки обережно звільняємо від землі, промиваємо, висушуємо фільтрувальним папером.
Через скільки днів проводимо визначення результатів біотестування?
1 10 30
2 14 39
3 5 39
• 30
Иллюстрация к шагу 0274-02-030.mp4
Текст к ситуации Після висушування проводимо вимірювання довжини окремо надземної частини й коріння рослин. Вимірювання довжини надземної частини й коріння тест-рослин проводимо за допомогою лінійки з точністю до 1 мм.
Результати заносимо в таблицю.
Лабораторна робота
Визначення якості грунту за допомогою насіння крес-салату
Матеріали та методи дослідження
Об`єктами дослідження є ґрунти міста, що випробовують на собі різне по інтенсивності автотранспортне та промислове навантаження, а як предмет дослідження – крес-салат (Lepіdіum satіvum), який відрізняється швидким ростом і майже стовідсотковим проростанням. Він рекомендується для дослідження ґрунту на шкідливі речовини, цей тест-об`єкт є чутливим до забруднення ґрунтів свинцем.
Райони відбору ґрунтових зразків. Проби ґрунту відбираються у десяти різних пунктах міста Хмельницького на перехрестях з різним по інтенсивності автотранспортним і промисловим впливом. У місцях відбору проб ґрунтів підраховується інтенсивність руху автотранспорту. Підрахунок проводиться в робочі дні в години пік протягом 20 хвилин з перерахунком на кількість автомобілів за годину.
Необхідно навести перелік пунктів вілбору проб. В якості контролю використовують ґрунт, зібраний за межами міста. Ділянка, з якої відбираються зразки ґрунтів, перебуває на відстані більше 150 м від найближчих автомобільних доріг (вважається, що така відстань виключає аерогенне потрапляння важких металів у ґрунт від основного джерела забруднення автотранспорту).
Відбір ґрунтових зразків. Для біотестування ґрунтів по місту, у певних пунктах, відбирається об’єднані проби, що складаються з 5 крапкових проб із площі 5 м на 5 м, розташованих «конвертом».
Підготовка ґрунтових зразків до біотестування. Крапкові проби відбирається на глибину до 10 см. Свіжі ґрунтові проби зсипаються на поліетиленову плівку, ретельно перемішуються, квартуються 3 – 4 рази (подрібнений вручну ґрунт розрівнюється на поліетиленовій плівці у вигляді квадрата, розділяється на чотири частини, дві протилежні частини відкидаються, дві частини, що залишилися, перемішуються). Грунт, що залишився після квартування, розрівнюється на папері, умовно ділиться на 6 квадратів, із центра яких береця приблизно однакова кількість ґрунту в полотняний мішечок (близько 1 кг). Після квартування свіжий ґрунт використовується для біотестування.
Біотестування ґрунтів на схожість насіння крес-салату. Для біотестування ґрунтів насіння крес-салату пророщують в досліджуваних ґрунтах. Насіння для кожного варіанту закладають у зволожений дистильованою водою свіжий ґрунт у чашки Петрі по 100 насінин у трикратній повторності. Щодня ґрунт у чашках Петрі зволожується однаковою кількістю дистильованої води. Схожість та енергія проростання насіння визначаються по загальноприйнятих методиках (ДСТУ 12039-82 і ДСТУ 2038-84). Енергію проростання крес-салата визначають на 3, а схожість на 5 день. Контролем є насіння, що проросло на ґрунті контрольного пункту.
Тестування ґрунтів на проростках крес-салату. Усереднені проби ґрунтів у трикратній повторності засипають в чашки Петрі до половини, зволожують. На поверхню ґрунту в кожну чашку укладалоється по 100 насінин крес-салату. Насіння присипаєть зверху ґрунтом і зволожують. Протягом наступних 10 днів чашки Петрі з досліджуваним субстратом поливають рівною кількістю води. Через 10 днів проростки обережно звільняєть від землі, промивають, висушують фільтрувальним папером, після чого проводять зважування, і вимір довжини окремо надземної частини й коріння рослин. Вимірювання довжини надземної частини й коріння тест-рослин проводять за допомогою лінійки з точністю до 1 мм. Контролем є проростки, що виросли на ґрунті контрольного пункту.
Кількісна оцінка дії ґрунтів тестуємих пунктів. Відсоток інгібірування відгуку рослин обчислюють по формулі:
І = 100% - (К1· 100 % / К2), (1)
І – відсоток інгібірування тест-відгуку рослин (%),
K1 – середнє значення тест-відгуку рослин у досліді,
К2 – середнє значення відгуку рослин у контролі.
Для одержання порівняних результатів за підсумками тестування розраховують індекс токсичності ґрунтів пунктів для кожної тест-функції по формулі:
ІТФ = ( ТФ0 / ТФк), (2)
ТФ0 – значення реєструємого тест-відгуку в досліді;
ТФк – значення реєструємого тест-відгуку у контролі.
Величина ІТФ змінюється від 0 до М, де М-будь-яка позитивна величина.
Середнє значення індексу токсичності ґрунтів для кожного пункту розраховують по формулі:
ІТФсер = (ІТФ1 + ІТФ2 + ... + ІТФn) / n, (3)
ІТФ1, ІТФ2, ІТФn –індекси токсичності, розраховані для кожної тест-функції;
n – кількість тест-відгуків, задіяних в експерименті для конкретного пункту [17].
Як тест-відгук використовують схожість насіння, довжину й масу надземної / підземної частини проростків тест-рослин.
Ґрунт вважається фітотоксичним, якщо величина тест - функції в досліді вірогідно нижче такої у контролі.
Тестуємі ґрунти мають стимулюючі властивості, якщо величина тест - функції в досліді вірогідно вище такої у контролі.
1 Біотестування грунтів по схожості насіння крес-салату
У ґрунті накопичуються різноманітні сполуки природного й антропогенного походження, що спричиняють його забруднення й токсичність. Визначити ступінь токсичності ґрунту можна за допомогою біотестування. Для цих цілей застосовується біотест на фітотоксичність (фітотест), що має здатність адекватно реагувати на екзогенний хімічний вплив шляхом зниження інтенсивності проростання коріння, і, отже, виступати у ролі індикатору токсичністі. Фітотест інформативний, високочутливий, характеризує стабільність отримуваних результатів.
Показниками фітотоксичної дії є зниження (у порівнянні з контролем) схожості насіння, зниження довжини коріння, зменшення швидкості проростання насіння за перші 3 дні досліду. При цьому найбільш інформативним для проведення лабораторних дослідів володіє тест на інгібірування росту насіння.
У зв`язку з вищевикладеним, представляється цікавим досліджувати фітотоксичну дію ґрунтів тестуємих пунктів з підвищеним вмістом важких металів у біотесті на схожість насіння модельних рослин, а також визначити чи існують кореляційні зв`язки між вмістом важких металів у ґрунті, що перевищує ГДК, і схожістю насіння. Результати біотестування наводять у вигляді таблиць 1,2.
Таблиця 1 - Результати біотестування ґрунтів по схожості насіння крес-салату
Пункти відбору проб ґрунту
Енергія проростання, % Схожість, % 2 Тестування ґрунтів на проростках крес-салату
Відомо, що в містах утворюються техногенні біогеохімічні аномалії, які характеризуються поліелементністю складу й накопиченням важких металів у верхньому шарі ґрунту. Серед пріоритетних забруднювачів міст багато дослідників виділяють важкі метали, якісний склад яких у опадах з атмосфери залежить від промислової спеціалізації міста. Пріоритетними забруднювачами ґрунтів м. Хмельницького є кадмій, нікель, свинець, цинк, мідь.
Результати біотестування за допомогою проростків наводять у вигляді таблиці 2.
Таблиця 2 - Результати біотестування грунтів за допомогою крес-салату (довжина та вага підземної й надземної частин)
Пункти відбору проб грунту
Коріння
Стебла
Середня довжина, см Середня вага, г
Середня довжина, см Середня вага, г
3 Розрахунок індексу фітотоксичності грунту
Індекс фітотоксичності грунту міста розраховують для кожного пункту відбору проб за такими тест – функціями:
- схожість насіння,
- енергія проростання насіння,
- довжина надземної частини рослини,
- вага надземної частини рослини,
- довжина підземної частини рослини,
- вага підземної частини рослини.
При цьому використовують формули 2 та 3.
За результатами необхідно визначити стан грунтів використовуючи таблицю 3.
Таблиця 3 – Шкала токсичності Кабірова
Клас токсичності Величина ІТФ Пояснення 1 2 3 VI (стимуляція) > 1,1 Фактор має стимулюючий вплив на тест-об’єкти. Величина тест-функції в досліді перевищує контрольні значення. V (норма) 0,91 – 1,1 Фактор не має суттєвого впливу на розвиток тест-об’єкту. Величина тест-функції знаходиться на рівні контролю. IV (низька токсичність) 0,71 – 0,9 Різний ступінь зниження величини тест-функції в досліді у порівнянні з контролем
III (середня токсичність) 0,5 – 0,7 II (висока токсичність) < 0,5 I (дуже висока токсичність, яка викликає загибель тест-об’єкту) Середовище не придатне для життя тест-об’єкту Спостерігається загибель тест-об’єкту
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 31
• 31
Иллюстрация к шагу 0274-02-031.mp4
Текст к ситуации Далі проводимо відокремлення надземної частини й коріння тест-рослин за допомогою леза.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 32
• 32
Иллюстрация к шагу 0274-02-032.mp4
Текст к ситуации Проводимо зважування окремо надземної частини й коріння на вагах (окремо по кожній пробі). Результати заносимо в таблицю.
Лабораторна робота
Визначення якості грунту за допомогою насіння крес-салату
Матеріали та методи дослідження
Об`єктами дослідження є ґрунти міста, що випробовують на собі різне по інтенсивності автотранспортне та промислове навантаження, а як предмет дослідження – крес-салат (Lepіdіum satіvum), який відрізняється швидким ростом і майже стовідсотковим проростанням. Він рекомендується для дослідження ґрунту на шкідливі речовини, цей тест-об`єкт є чутливим до забруднення ґрунтів свинцем.
Райони відбору ґрунтових зразків. Проби ґрунту відбираються у десяти різних пунктах міста Хмельницького на перехрестях з різним по інтенсивності автотранспортним і промисловим впливом. У місцях відбору проб ґрунтів підраховується інтенсивність руху автотранспорту. Підрахунок проводиться в робочі дні в години пік протягом 20 хвилин з перерахунком на кількість автомобілів за годину.
Необхідно навести перелік пунктів вілбору проб. В якості контролю використовують ґрунт, зібраний за межами міста. Ділянка, з якої відбираються зразки ґрунтів, перебуває на відстані більше 150 м від найближчих автомобільних доріг (вважається, що така відстань виключає аерогенне потрапляння важких металів у ґрунт від основного джерела забруднення автотранспорту).
Відбір ґрунтових зразків. Для біотестування ґрунтів по місту, у певних пунктах, відбирається об’єднані проби, що складаються з 5 крапкових проб із площі 5 м на 5 м, розташованих «конвертом».
Підготовка ґрунтових зразків до біотестування. Крапкові проби відбирається на глибину до 10 см. Свіжі ґрунтові проби зсипаються на поліетиленову плівку, ретельно перемішуються, квартуються 3 – 4 рази (подрібнений вручну ґрунт розрівнюється на поліетиленовій плівці у вигляді квадрата, розділяється на чотири частини, дві протилежні частини відкидаються, дві частини, що залишилися, перемішуються). Грунт, що залишився після квартування, розрівнюється на папері, умовно ділиться на 6 квадратів, із центра яких береця приблизно однакова кількість ґрунту в полотняний мішечок (близько 1 кг). Після квартування свіжий ґрунт використовується для біотестування.
Біотестування ґрунтів на схожість насіння крес-салату. Для біотестування ґрунтів насіння крес-салату пророщують в досліджуваних ґрунтах. Насіння для кожного варіанту закладають у зволожений дистильованою водою свіжий ґрунт у чашки Петрі по 100 насінин у трикратній повторності. Щодня ґрунт у чашках Петрі зволожується однаковою кількістю дистильованої води. Схожість та енергія проростання насіння визначаються по загальноприйнятих методиках (ДСТУ 12039-82 і ДСТУ 2038-84). Енергію проростання крес-салата визначають на 3, а схожість на 5 день. Контролем є насіння, що проросло на ґрунті контрольного пункту.
Тестування ґрунтів на проростках крес-салату. Усереднені проби ґрунтів у трикратній повторності засипають в чашки Петрі до половини, зволожують. На поверхню ґрунту в кожну чашку укладалоється по 100 насінин крес-салату. Насіння присипаєть зверху ґрунтом і зволожують. Протягом наступних 10 днів чашки Петрі з досліджуваним субстратом поливають рівною кількістю води. Через 10 днів проростки обережно звільняєть від землі, промивають, висушують фільтрувальним папером, після чого проводять зважування, і вимір довжини окремо надземної частини й коріння рослин. Вимірювання довжини надземної частини й коріння тест-рослин проводять за допомогою лінійки з точністю до 1 мм. Контролем є проростки, що виросли на ґрунті контрольного пункту.
Кількісна оцінка дії ґрунтів тестуємих пунктів. Відсоток інгібірування відгуку рослин обчислюють по формулі:
І = 100% - (К1· 100 % / К2), (1)
І – відсоток інгібірування тест-відгуку рослин (%),
K1 – середнє значення тест-відгуку рослин у досліді,
К2 – середнє значення відгуку рослин у контролі.
Для одержання порівняних результатів за підсумками тестування розраховують індекс токсичності ґрунтів пунктів для кожної тест-функції по формулі:
ІТФ = ( ТФ0 / ТФк), (2)
ТФ0 – значення реєструємого тест-відгуку в досліді;
ТФк – значення реєструємого тест-відгуку у контролі.
Величина ІТФ змінюється від 0 до М, де М-будь-яка позитивна величина.
Середнє значення індексу токсичності ґрунтів для кожного пункту розраховують по формулі:
ІТФсер = (ІТФ1 + ІТФ2 + ... + ІТФn) / n, (3)
ІТФ1, ІТФ2, ІТФn –індекси токсичності, розраховані для кожної тест-функції;
n – кількість тест-відгуків, задіяних в експерименті для конкретного пункту [17].
Як тест-відгук використовують схожість насіння, довжину й масу надземної / підземної частини проростків тест-рослин.
Ґрунт вважається фітотоксичним, якщо величина тест - функції в досліді вірогідно нижче такої у контролі.
Тестуємі ґрунти мають стимулюючі властивості, якщо величина тест - функції в досліді вірогідно вище такої у контролі.
1 Біотестування грунтів по схожості насіння крес-салату
У ґрунті накопичуються різноманітні сполуки природного й антропогенного походження, що спричиняють його забруднення й токсичність. Визначити ступінь токсичності ґрунту можна за допомогою біотестування. Для цих цілей застосовується біотест на фітотоксичність (фітотест), що має здатність адекватно реагувати на екзогенний хімічний вплив шляхом зниження інтенсивності проростання коріння, і, отже, виступати у ролі індикатору токсичністі. Фітотест інформативний, високочутливий, характеризує стабільність отримуваних результатів.
Показниками фітотоксичної дії є зниження (у порівнянні з контролем) схожості насіння, зниження довжини коріння, зменшення швидкості проростання насіння за перші 3 дні досліду. При цьому найбільш інформативним для проведення лабораторних дослідів володіє тест на інгібірування росту насіння.
У зв`язку з вищевикладеним, представляється цікавим досліджувати фітотоксичну дію ґрунтів тестуємих пунктів з підвищеним вмістом важких металів у біотесті на схожість насіння модельних рослин, а також визначити чи існують кореляційні зв`язки між вмістом важких металів у ґрунті, що перевищує ГДК, і схожістю насіння. Результати біотестування наводять у вигляді таблиць 1,2.
Таблиця 1 - Результати біотестування ґрунтів по схожості насіння крес-салату
Пункти відбору проб ґрунту
Енергія проростання, % Схожість, % 2 Тестування ґрунтів на проростках крес-салату
Відомо, що в містах утворюються техногенні біогеохімічні аномалії, які характеризуються поліелементністю складу й накопиченням важких металів у верхньому шарі ґрунту. Серед пріоритетних забруднювачів міст багато дослідників виділяють важкі метали, якісний склад яких у опадах з атмосфери залежить від промислової спеціалізації міста. Пріоритетними забруднювачами ґрунтів м. Хмельницького є кадмій, нікель, свинець, цинк, мідь.
Результати біотестування за допомогою проростків наводять у вигляді таблиці 2.
Таблиця 2 - Результати біотестування грунтів за допомогою крес-салату (довжина та вага підземної й надземної частин)
Пункти відбору проб грунту
Коріння
Стебла
Середня довжина, см Середня вага, г
Середня довжина, см Середня вага, г
3 Розрахунок індексу фітотоксичності грунту
Індекс фітотоксичності грунту міста розраховують для кожного пункту відбору проб за такими тест – функціями:
- схожість насіння,
- енергія проростання насіння,
- довжина надземної частини рослини,
- вага надземної частини рослини,
- довжина підземної частини рослини,
- вага підземної частини рослини.
При цьому використовують формули 2 та 3.
За результатами необхідно визначити стан грунтів використовуючи таблицю 3.
Таблиця 3 – Шкала токсичності Кабірова
Клас токсичності Величина ІТФ Пояснення 1 2 3 VI (стимуляція) > 1,1 Фактор має стимулюючий вплив на тест-об’єкти. Величина тест-функції в досліді перевищує контрольні значення. V (норма) 0,91 – 1,1 Фактор не має суттєвого впливу на розвиток тест-об’єкту. Величина тест-функції знаходиться на рівні контролю. IV (низька токсичність) 0,71 – 0,9 Різний ступінь зниження величини тест-функції в досліді у порівнянні з контролем
III (середня токсичність) 0,5 – 0,7 II (висока токсичність) < 0,5 I (дуже висока токсичність, яка викликає загибель тест-об’єкту) Середовище не придатне для життя тест-об’єкту Спостерігається загибель тест-об’єкту
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 33
• 33
Текст к ситуации Розрахунок індексу фітотоксичності ґрунту. Індекс фітотоксичності ґрунту розраховуємо для кожної проби за такими тест – функціями:
- схожість насіння,
- довжина надземної частини рослини,
- вага надземної частини рослини,
- довжина підземної частини рослини,
- вага підземної частини рослини.
Розрахунок проводимо за формулами:
ІТФ = ( ТФ0 / ТФк),(1)
де ТФ0 – значення реєструємого тест-відгуку в досліді;
ТФк – значення реєструємого тест-відгуку у контролі.
ІТФсер = (ІТФ1 + ІТФ2 + ... + ІТФn) / n, (2)
де ІТФ1, ІТФ2, ІТФn – індекси токсичності, розраховані для кожної тест-функції;
n – кількість тест-відгуків, задіяних в експерименті, чому вона дорівнює?
Лабораторна робота
Визначення якості грунту за допомогою насіння крес-салату
Матеріали та методи дослідження
Об`єктами дослідження є ґрунти міста, що випробовують на собі різне по інтенсивності автотранспортне та промислове навантаження, а як предмет дослідження – крес-салат (Lepіdіum satіvum), який відрізняється швидким ростом і майже стовідсотковим проростанням. Він рекомендується для дослідження ґрунту на шкідливі речовини, цей тест-об`єкт є чутливим до забруднення ґрунтів свинцем.
Райони відбору ґрунтових зразків. Проби ґрунту відбираються у десяти різних пунктах міста Хмельницького на перехрестях з різним по інтенсивності автотранспортним і промисловим впливом. У місцях відбору проб ґрунтів підраховується інтенсивність руху автотранспорту. Підрахунок проводиться в робочі дні в години пік протягом 20 хвилин з перерахунком на кількість автомобілів за годину.
Необхідно навести перелік пунктів вілбору проб. В якості контролю використовують ґрунт, зібраний за межами міста. Ділянка, з якої відбираються зразки ґрунтів, перебуває на відстані більше 150 м від найближчих автомобільних доріг (вважається, що така відстань виключає аерогенне потрапляння важких металів у ґрунт від основного джерела забруднення автотранспорту).
Відбір ґрунтових зразків. Для біотестування ґрунтів по місту, у певних пунктах, відбирається об’єднані проби, що складаються з 5 крапкових проб із площі 5 м на 5 м, розташованих «конвертом».
Підготовка ґрунтових зразків до біотестування. Крапкові проби відбирається на глибину до 10 см. Свіжі ґрунтові проби зсипаються на поліетиленову плівку, ретельно перемішуються, квартуються 3 – 4 рази (подрібнений вручну ґрунт розрівнюється на поліетиленовій плівці у вигляді квадрата, розділяється на чотири частини, дві протилежні частини відкидаються, дві частини, що залишилися, перемішуються). Грунт, що залишився після квартування, розрівнюється на папері, умовно ділиться на 6 квадратів, із центра яких береця приблизно однакова кількість ґрунту в полотняний мішечок (близько 1 кг). Після квартування свіжий ґрунт використовується для біотестування.
Біотестування ґрунтів на схожість насіння крес-салату. Для біотестування ґрунтів насіння крес-салату пророщують в досліджуваних ґрунтах. Насіння для кожного варіанту закладають у зволожений дистильованою водою свіжий ґрунт у чашки Петрі по 100 насінин у трикратній повторності. Щодня ґрунт у чашках Петрі зволожується однаковою кількістю дистильованої води. Схожість та енергія проростання насіння визначаються по загальноприйнятих методиках (ДСТУ 12039-82 і ДСТУ 2038-84). Енергію проростання крес-салата визначають на 3, а схожість на 5 день. Контролем є насіння, що проросло на ґрунті контрольного пункту.
Тестування ґрунтів на проростках крес-салату. Усереднені проби ґрунтів у трикратній повторності засипають в чашки Петрі до половини, зволожують. На поверхню ґрунту в кожну чашку укладалоється по 100 насінин крес-салату. Насіння присипаєть зверху ґрунтом і зволожують. Протягом наступних 10 днів чашки Петрі з досліджуваним субстратом поливають рівною кількістю води. Через 10 днів проростки обережно звільняєть від землі, промивають, висушують фільтрувальним папером, після чого проводять зважування, і вимір довжини окремо надземної частини й коріння рослин. Вимірювання довжини надземної частини й коріння тест-рослин проводять за допомогою лінійки з точністю до 1 мм. Контролем є проростки, що виросли на ґрунті контрольного пункту.
Кількісна оцінка дії ґрунтів тестуємих пунктів. Відсоток інгібірування відгуку рослин обчислюють по формулі:
І = 100% - (К1· 100 % / К2), (1)
І – відсоток інгібірування тест-відгуку рослин (%),
K1 – середнє значення тест-відгуку рослин у досліді,
К2 – середнє значення відгуку рослин у контролі.
Для одержання порівняних результатів за підсумками тестування розраховують індекс токсичності ґрунтів пунктів для кожної тест-функції по формулі:
ІТФ = ( ТФ0 / ТФк), (2)
ТФ0 – значення реєструємого тест-відгуку в досліді;
ТФк – значення реєструємого тест-відгуку у контролі.
Величина ІТФ змінюється від 0 до М, де М-будь-яка позитивна величина.
Середнє значення індексу токсичності ґрунтів для кожного пункту розраховують по формулі:
ІТФсер = (ІТФ1 + ІТФ2 + … + ІТФn) / n, (3)
ІТФ1, ІТФ2, ІТФn –індекси токсичності, розраховані для кожної тест-функції;
n – кількість тест-відгуків, задіяних в експерименті для конкретного пункту [17].
Як тест-відгук використовують схожість насіння, довжину й масу надземної / підземної частини проростків тест-рослин.
Ґрунт вважається фітотоксичним, якщо величина тест - функції в досліді вірогідно нижче такої у контролі.
Тестуємі ґрунти мають стимулюючі властивості, якщо величина тест - функції в досліді вірогідно вище такої у контролі.
1 Біотестування грунтів по схожості насіння крес-салату
У ґрунті накопичуються різноманітні сполуки природного й антропогенного походження, що спричиняють його забруднення й токсичність. Визначити ступінь токсичності ґрунту можна за допомогою біотестування. Для цих цілей застосовується біотест на фітотоксичність (фітотест), що має здатність адекватно реагувати на екзогенний хімічний вплив шляхом зниження інтенсивності проростання коріння, і, отже, виступати у ролі індикатору токсичністі. Фітотест інформативний, високочутливий, характеризує стабільність отримуваних результатів.
Показниками фітотоксичної дії є зниження (у порівнянні з контролем) схожості насіння, зниження довжини коріння, зменшення швидкості проростання насіння за перші 3 дні досліду. При цьому найбільш інформативним для проведення лабораторних дослідів володіє тест на інгібірування росту насіння.
У зв`язку з вищевикладеним, представляється цікавим досліджувати фітотоксичну дію ґрунтів тестуємих пунктів з підвищеним вмістом важких металів у біотесті на схожість насіння модельних рослин, а також визначити чи існують кореляційні зв`язки між вмістом важких металів у ґрунті, що перевищує ГДК, і схожістю насіння. Результати біотестування наводять у вигляді таблиць 1,2.
Таблиця 1 - Результати біотестування ґрунтів по схожості насіння крес-салату
Пункти відбору проб ґрунту
Енергія проростання, % Схожість, % 2 Тестування ґрунтів на проростках крес-салату
Відомо, що в містах утворюються техногенні біогеохімічні аномалії, які характеризуються поліелементністю складу й накопиченням важких металів у верхньому шарі ґрунту. Серед пріоритетних забруднювачів міст багато дослідників виділяють важкі метали, якісний склад яких у опадах з атмосфери залежить від промислової спеціалізації міста. Пріоритетними забруднювачами ґрунтів м. Хмельницького є кадмій, нікель, свинець, цинк, мідь.
Результати біотестування за допомогою проростків наводять у вигляді таблиці 2.
Таблиця 2 - Результати біотестування грунтів за допомогою крес-салату (довжина та вага підземної й надземної частин)
Пункти відбору проб грунту
Коріння
Стебла
Середня довжина, см Середня вага, г
Середня довжина, см Середня вага, г
3 Розрахунок індексу фітотоксичності грунту
Індекс фітотоксичності грунту міста розраховують для кожного пункту відбору проб за такими тест – функціями:
- схожість насіння,
- енергія проростання насіння,
- довжина надземної частини рослини,
- вага надземної частини рослини,
- довжина підземної частини рослини,
- вага підземної частини рослини.
При цьому використовують формули 2 та 3.
За результатами необхідно визначити стан грунтів використовуючи таблицю 3.
Таблиця 3 – Шкала токсичності Кабірова
Клас токсичності Величина ІТФ Пояснення 1 2 3 VI (стимуляція) > 1,1 Фактор має стимулюючий вплив на тест-об’єкти. Величина тест-функції в досліді перевищує контрольні значення. V (норма) 0,91 – 1,1 Фактор не має суттєвого впливу на розвиток тест-об’єкту. Величина тест-функції знаходиться на рівні контролю. IV (низька токсичність) 0,71 – 0,9 Різний ступінь зниження величини тест-функції в досліді у порівнянні з контролем
III (середня токсичність) 0,5 – 0,7 II (висока токсичність) < 0,5 I (дуже висока токсичність, яка викликає загибель тест-об’єкту) Середовище не придатне для життя тест-об’єкту Спостерігається загибель тест-об’єкту
1 5 34
2 4 40
3 6 40
• 34
Текст к ситуации На основі результатів розрахунків за формулами 1 і 2, зробити висновок про фітотоксичність ґрунту, використовуючи шкалу токсичності Кабірова (таблиця 3). Чому дорівнює значення ІТФ?
Лабораторна робота
Визначення якості грунту за допомогою насіння крес-салату
Матеріали та методи дослідження
Об`єктами дослідження є ґрунти міста, що випробовують на собі різне по інтенсивності автотранспортне та промислове навантаження, а як предмет дослідження – крес-салат (Lepіdіum satіvum), який відрізняється швидким ростом і майже стовідсотковим проростанням. Він рекомендується для дослідження ґрунту на шкідливі речовини, цей тест-об`єкт є чутливим до забруднення ґрунтів свинцем.
Райони відбору ґрунтових зразків. Проби ґрунту відбираються у десяти різних пунктах міста Хмельницького на перехрестях з різним по інтенсивності автотранспортним і промисловим впливом. У місцях відбору проб ґрунтів підраховується інтенсивність руху автотранспорту. Підрахунок проводиться в робочі дні в години пік протягом 20 хвилин з перерахунком на кількість автомобілів за годину.
Необхідно навести перелік пунктів вілбору проб. В якості контролю використовують ґрунт, зібраний за межами міста. Ділянка, з якої відбираються зразки ґрунтів, перебуває на відстані більше 150 м від найближчих автомобільних доріг (вважається, що така відстань виключає аерогенне потрапляння важких металів у ґрунт від основного джерела забруднення автотранспорту).
Відбір ґрунтових зразків. Для біотестування ґрунтів по місту, у певних пунктах, відбирається об’єднані проби, що складаються з 5 крапкових проб із площі 5 м на 5 м, розташованих «конвертом».
Підготовка ґрунтових зразків до біотестування. Крапкові проби відбирається на глибину до 10 см. Свіжі ґрунтові проби зсипаються на поліетиленову плівку, ретельно перемішуються, квартуються 3 – 4 рази (подрібнений вручну ґрунт розрівнюється на поліетиленовій плівці у вигляді квадрата, розділяється на чотири частини, дві протилежні частини відкидаються, дві частини, що залишилися, перемішуються). Грунт, що залишився після квартування, розрівнюється на папері, умовно ділиться на 6 квадратів, із центра яких береця приблизно однакова кількість ґрунту в полотняний мішечок (близько 1 кг). Після квартування свіжий ґрунт використовується для біотестування.
Біотестування ґрунтів на схожість насіння крес-салату. Для біотестування ґрунтів насіння крес-салату пророщують в досліджуваних ґрунтах. Насіння для кожного варіанту закладають у зволожений дистильованою водою свіжий ґрунт у чашки Петрі по 100 насінин у трикратній повторності. Щодня ґрунт у чашках Петрі зволожується однаковою кількістю дистильованої води. Схожість та енергія проростання насіння визначаються по загальноприйнятих методиках (ДСТУ 12039-82 і ДСТУ 2038-84). Енергію проростання крес-салата визначають на 3, а схожість на 5 день. Контролем є насіння, що проросло на ґрунті контрольного пункту.
Тестування ґрунтів на проростках крес-салату. Усереднені проби ґрунтів у трикратній повторності засипають в чашки Петрі до половини, зволожують. На поверхню ґрунту в кожну чашку укладалоється по 100 насінин крес-салату. Насіння присипаєть зверху ґрунтом і зволожують. Протягом наступних 10 днів чашки Петрі з досліджуваним субстратом поливають рівною кількістю води. Через 10 днів проростки обережно звільняєть від землі, промивають, висушують фільтрувальним папером, після чого проводять зважування, і вимір довжини окремо надземної частини й коріння рослин. Вимірювання довжини надземної частини й коріння тест-рослин проводять за допомогою лінійки з точністю до 1 мм. Контролем є проростки, що виросли на ґрунті контрольного пункту.
Кількісна оцінка дії ґрунтів тестуємих пунктів. Відсоток інгібірування відгуку рослин обчислюють по формулі:
І = 100% - (К1· 100 % / К2), (1)
І – відсоток інгібірування тест-відгуку рослин (%),
K1 – середнє значення тест-відгуку рослин у досліді,
К2 – середнє значення відгуку рослин у контролі.
Для одержання порівняних результатів за підсумками тестування розраховують індекс токсичності ґрунтів пунктів для кожної тест-функції по формулі:
ІТФ = ( ТФ0 / ТФк), (2)
ТФ0 – значення реєструємого тест-відгуку в досліді;
ТФк – значення реєструємого тест-відгуку у контролі.
Величина ІТФ змінюється від 0 до М, де М-будь-яка позитивна величина.
Середнє значення індексу токсичності ґрунтів для кожного пункту розраховують по формулі:
ІТФсер = (ІТФ1 + ІТФ2 + … + ІТФn) / n, (3)
ІТФ1, ІТФ2, ІТФn –індекси токсичності, розраховані для кожної тест-функції;
n – кількість тест-відгуків, задіяних в експерименті для конкретного пункту [17].
Як тест-відгук використовують схожість насіння, довжину й масу надземної / підземної частини проростків тест-рослин.
Ґрунт вважається фітотоксичним, якщо величина тест - функції в досліді вірогідно нижче такої у контролі.
Тестуємі ґрунти мають стимулюючі властивості, якщо величина тест - функції в досліді вірогідно вище такої у контролі.
1 Біотестування грунтів по схожості насіння крес-салату
У ґрунті накопичуються різноманітні сполуки природного й антропогенного походження, що спричиняють його забруднення й токсичність. Визначити ступінь токсичності ґрунту можна за допомогою біотестування. Для цих цілей застосовується біотест на фітотоксичність (фітотест), що має здатність адекватно реагувати на екзогенний хімічний вплив шляхом зниження інтенсивності проростання коріння, і, отже, виступати у ролі індикатору токсичністі. Фітотест інформативний, високочутливий, характеризує стабільність отримуваних результатів.
Показниками фітотоксичної дії є зниження (у порівнянні з контролем) схожості насіння, зниження довжини коріння, зменшення швидкості проростання насіння за перші 3 дні досліду. При цьому найбільш інформативним для проведення лабораторних дослідів володіє тест на інгібірування росту насіння.
У зв`язку з вищевикладеним, представляється цікавим досліджувати фітотоксичну дію ґрунтів тестуємих пунктів з підвищеним вмістом важких металів у біотесті на схожість насіння модельних рослин, а також визначити чи існують кореляційні зв`язки між вмістом важких металів у ґрунті, що перевищує ГДК, і схожістю насіння. Результати біотестування наводять у вигляді таблиць 1,2.
Таблиця 1 - Результати біотестування ґрунтів по схожості насіння крес-салату
Пункти відбору проб ґрунту
Енергія проростання, % Схожість, % 2 Тестування ґрунтів на проростках крес-салату
Відомо, що в містах утворюються техногенні біогеохімічні аномалії, які характеризуються поліелементністю складу й накопиченням важких металів у верхньому шарі ґрунту. Серед пріоритетних забруднювачів міст багато дослідників виділяють важкі метали, якісний склад яких у опадах з атмосфери залежить від промислової спеціалізації міста. Пріоритетними забруднювачами ґрунтів м. Хмельницького є кадмій, нікель, свинець, цинк, мідь.
Результати біотестування за допомогою проростків наводять у вигляді таблиці 2.
Таблиця 2 - Результати біотестування грунтів за допомогою крес-салату (довжина та вага підземної й надземної частин)
Пункти відбору проб грунту
Коріння
Стебла
Середня довжина, см Середня вага, г
Середня довжина, см Середня вага, г
3 Розрахунок індексу фітотоксичності грунту
Індекс фітотоксичності грунту міста розраховують для кожного пункту відбору проб за такими тест – функціями:
- схожість насіння,
- енергія проростання насіння,
- довжина надземної частини рослини,
- вага надземної частини рослини,
- довжина підземної частини рослини,
- вага підземної частини рослини.
При цьому використовують формули 2 та 3.
За результатами необхідно визначити стан грунтів використовуючи таблицю 3.
Таблиця 3 – Шкала токсичності Кабірова
Клас токсичності Величина ІТФ Пояснення 1 2 3 VI (стимуляція) > 1,1 Фактор має стимулюючий вплив на тест-об’єкти. Величина тест-функції в досліді перевищує контрольні значення. V (норма) 0,91 – 1,1 Фактор не має суттєвого впливу на розвиток тест-об’єкту. Величина тест-функції знаходиться на рівні контролю. IV (низька токсичність) 0,71 – 0,9 Різний ступінь зниження величини тест-функції в досліді у порівнянні з контролем
III (середня токсичність) 0,5 – 0,7 II (висока токсичність) < 0,5 I (дуже висока токсичність, яка викликає загибель тест-об’єкту) Середовище не придатне для життя тест-об’єкту Спостерігається загибель тест-об’єкту
1 0,9 – 1,1 35
2 >1,1 41
3 0,5 – 0,7 41
• 35
Текст к ситуации Вітаємо, Ви виконали лабораторну роботу.
Оформіть протокол та відішліть його викладачу!
• 37
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи. На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді.
Вам необхідно повторити цей крок лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 27
• 38
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи. На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді.
Вам необхідно повторити цей крок лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 28
• 39
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи. На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді.
Вам необхідно повторити цей крок лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 29
• 40
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи. На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді.
Вам необхідно повторити цей крок лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 29
• 41
Текст к ситуации Помилка тесту виконання лабораторної роботи. На жаль, Ви обрали неправильний варіант відповіді.
Вам необхідно повторити цей крок лабораторної роботи.
1 Продовжити виконання лабораторної роботи 34