Скринінг перспективних тест-систем для екологічного моніторингу поверхневих вод
Ескіз недоступний
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Магістерська дисертація на тему: «Скринінг перспективних тест-систем для екологічного моніторингу поверхневих вод» містить: 89 сторінок, 12 рисунків, 33 таблиці, 1 додаток, 82 літературних джерела.
Актуальність теми обумовлена тим, що сьогодні глобальною проблемою є збільшення кількості забруднень та виснаження водних ресурсів, тому саме моніторинг допоможе виявляти зміни у водних екосистемах та прогнозувати майбутні тенденції.
За допомогою гідрохімічних, фізико-хімічних та токсикологічних (біотестування) методів моніторингу можна досліджувати різноманітні показники якості води. Використання цих методів дозволить отримати всебічне уявлення про стан водних ресурсів.
Біотестування є привабливим методом оцінки інтегральної токсичності водного середовища, оскільки дозволяє виявити вплив різних токсичних речовин на живі організми. Однак, існують певні проблеми в трактуванні його результатів, повʼязані з інтерпретацією реакцій організмів, питаннями стандартизації та розробкою нормативних критеріїв.
Метою дослідження є проведення скринінгових досліджень для відбору найбільш перспективних тест-систем для екологічного моніторингу поверхневих вод.
Завдання:
- провести літературний пошук щодо методів оцінки токсичності ксенобіотиків у водному середовищі;
- навести класифікацію методів екологічного моніторингу за різними аспектами;
- описати класи ксенобіотиків, надходження яких у поверхневі води призводить до підвищення рівня екологічної небезпеки;
- охарактеризувати можливості оцінки рівня забрудненості водного середовища за хімічними, фізичними та гідробіологічними показниками;
- дослідити динаміку надходження забруднюючих речовин у водні джерела і виявити умови, при яких можливі різкі коливання рівнів забруднення досліджуваного середовища;
- оцінити можливості використання біохімічних показників в системі екологічного моніторингу;
- описати найбільш розповсюджені тест-об’єкти та тест-системи, що використовують для оцінки токсичності різних речовин та матеріалів;
- оцінити переваги та недоліки найбільш розповсюджених тест-систем та порівняти їхню чутливість та надійність з біохімічними методами аналізу.
Об’єктом дослідження є реакція тест-об’єктів, що знаходяться на різних рівнях організації, на присутність ксенобіотиків у водному середовищі.
Предметом дослідження є особливості прояву реакції біотестів на забруднення поверхневих вод.
Для досягнення поставленої мети в даній роботі використовувались наступні методи досліджень: токсикологічні (ступінь виживання дафній під впливом токсикантів), біохімічні (активність антиокислювальних ферментів), фізіологічні методи оцінки життєдіяльності рослинних організмів (дослідження швидкостей ростових процесів меристематичних тканин, клітинна проникність) та статистичні методи аналізу.
Наукова новизна одержаних результатів.
На прикладі двох гербіцидів з різним механізмом впливу – гліфосату та клетодиму, що містилися у воді в концентраційних діапазонах від 0,5 до 2,5 ГДК – в роботі проведено порівняльний аналіз різноманітних методів, що лежать в основі біологічного моніторингу. Скринінг тест-систем проводили за критеріями чутливості та рівнем кореляції між концентрацією присутніх у воді гербіцидів та ступенем прояву тест-реакцій об’єктами дослідження. В результаті проведених досліджень отримано наступні результати:
1. В токсикологічних дослідженнях дафнії (на відміну від рослинних тест-об’єктів) проявили більшу чутливість до водорозчинного гербіциду клетодиму, ніж до гліфосату. В цілому ж тест з дафніями має цілу низку особливостей, які не дають можливості рекомендувати його в жодному з досліджених концентраційних діапазонів та експозиційних періодів.
2. Довжина корінців цибулі ріпчастої знаходиться в лінійній залежності від концентрації гліфосату в діапазоні 1 – 2,5 ГДК, що дозволяє виявляти даний гербіцид в поверхневих водах у мінімальних концентраціях. Що стосується впливу клетодиму на даний показник, то мінімальна концентрація, яка призводить до статистично значимих змін в довжині корінців цибулі в порівнянні з контролем – 2,5 ГДК.
3. Тест на біомасу корінців виявився найбільш непоказовим щодо виявлення взаємозв’язку між дозою токсиканта та тест-реакцію цибулі.
4. Під впливом гербіцидів спостерігалось явище одночасного зменшення довжини корінців цибулі та збільшення їхньої маси.
5. При дослідженні каталазної активності найбільш лінійний відгук елодеї на присутність у воді гліфосату та клетодиму було зареєстровано при 96-годинній тривалості контакту з ними.
5. В процесі пошуку найбільш перспективних тест-систем для екологічного моніторингу поверхневих вод було відібрано такі, що мали найвищий коефіцієнт кореляції та високий рівень достовірності. Серед них: ростові процеси меристематичних тканин; каталазна активність; клітинна проникність.
Апробація результатів дисертації:
Вембер В. В., Глушко О. В., Лавриненко О. М., Існюк С. Ю. Перспективи використання біохімічних показників в процесі екологічного моніторингу поверхневих вод // Матеріали XХIІІ Міжнародної науково-практичної конференції «Екологія. Людина. Суспільство» (07 грудня 2023 р., м. Київ, Україна) / Укладач Д. Е. Бенатов. – К.: КПІ імені Ігоря Сікорського, 2023.
Публікації:
Вембер В. В., Глушко О. В., Лавриненко О. М., Існюк С. Ю. Використання біохімічних показників в системі екологічного моніторингу поверхневих вод // Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження». – 2023. – № 4 (22). – C. 49 – 55. DOI: 10.20535/2617-9741.4.2023.294327
Опис
Ключові слова
поверхневі води, екологічний моніторинг, гербіциди, біотестування, клетодим, гліфосат, стартап-проєкт, surface water, environmental monitoring, herbicides, biotesting, clathodim, glyphosate, startup project
Бібліографічний опис
Існюк, С. Ю. Скринінг перспективних тест-систем для екологічного моніторингу поверхневих вод : магістерська дис. : 101 Екологія /Існюк Софія Юріївна . – Київ, 2024. – 89 с.