Биоиндикация токсичности поверхностных вод с помощью ракообразных Daphnia magna

Содержание

Слайд 2

Актуальность проблемы Водные объекты – важный элемент экосистем. Они выступают в

Актуальность проблемы

Водные объекты – важный элемент экосистем. Они выступают в роли

места обитания многочисленных организмов, служат средой протекания химических реакций, формируют локальный микроклимат, имеют эстетическое значение. Нарушение состояния водоемов, в том числе химического состава воды, напрямую влияет на биологическое разнообразие в самих объектах и на примыкающих к ним участках земли, приводит к утрате эстетической, а иногда и исторической ценности территорий и влечет за собой многие другие негативные последствия.
Исследования, а главное, сравнения водоемов в городе и пригороде проводятся редко; биоиндикация проводится в основном для сточных вод
В связи с этим актуальным представляется круглогодичный контроль состояния водоемов (в том числе с помощью метода биоиндикации) как в черте города, так и за его пределами.
Слайд 3

Связь с учебной программой Тема работы связана с программой предмета биология

Связь с учебной программой

Тема работы связана с программой предмета биология за

7 класс (Зоология. Тип Членистоногие. Класс Ракообразные: многообразие; биологические и экологические особенности), а также с предметом экология (8 класс, Загрязнение вод).
Слайд 4

Цель исследования: провести биоиндикацию токсичности поверхностных вод с помощью дафний для

Цель исследования: провести биоиндикацию токсичности поверхностных вод с помощью дафний для

двух водоемов (Чистый и Ольгин пруды), выявить сезонную динамику токсичности вод и сравнить результаты для городского и загородного водоемов.
Задачи исследования:
1) изучить методику кратковременной биоиндикации токсичности природных вод с использованием ракообразных (на примере Daphnia magna);
2) произвести отбор проб воды из водоемов в марте, июне и октябре,
3)определить острую токсичность полученных проб воды по изученной методике;
4) проанализировать результаты, выявить сезонную динамику острой токсичности вод
5) сравнить результаты для водоемов в черте города и за его пределами.
Слайд 5

Гипотеза: -острая токсичность воды (определенная за 96 часов) во всех случаях

Гипотеза:
-острая токсичность воды (определенная за 96 часов) во всех случаях окажется

выше в городском водоеме;
-уровень загрязнения воды окажется выше весной и летом (в связи с таянием загрязненного снега и антропогенной нагрузкой со стороны отдыхающих соответственно).
Слайд 6

Место проведения исследования Чистый пруд – искусственный водоем, в настоящее время

Место проведения исследования

Чистый пруд – искусственный водоем, в настоящее время расположенный

на Чистопрудном бульваре в Москве. В течение всего года является местом отдыха горожан; в зимний период используется в качестве стихийного катка.
Ольгин пруд – часть бывшей усадьбы Собакиных в деревне Чашниково. Является рекреационным объектом; непосредственно примыкает к местам проведения летних студенческих практик.
Факультет почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова
Слайд 7

Тест-объект Большая дафния (Daphnia magna) - вид ракообразных семейства Daphniidae, обитающий

Тест-объект

Большая дафния (Daphnia magna) - вид ракообразных семейства Daphniidae, обитающий в

Северной Америке, Евразии и Африке. Тело овальной формы, прозрачное. Самки длиной до 6 мм, самцы длиной примерно до 2 мм. Теплолюбивое животное, обитающее в водоёмах, богатых питательными веществами. 
Слайд 8

Сроки реализации проекта Март 2017 г – Январь 2018 г

Сроки реализации проекта

Март 2017 г – Январь 2018 г

Слайд 9

Сроки реализации проекта

Сроки реализации проекта

Слайд 10

Март 2017 г – Январь 2018 г Сроки реализации проекта

Март 2017 г – Январь 2018 г

Сроки реализации проекта

Слайд 11

Сроки реализации проекта

Сроки реализации проекта

Слайд 12

Сроки реализации проекта

Сроки реализации проекта

Слайд 13

Культура дафний для опыта. Из самого чистого местного водоема с помощью

Культура дафний для опыта.
Из самого чистого местного водоема с помощью гидробиологического

сачка отлавливают дафний и помещают в стеклянные емкости, которые заполняют под пробку водой из этого же водоема. Одновременно отбирают 5— 10 л воды для последующей посадки дафний. Дафнии отделяют декантированием жидкости.
Слайд 14

Затем отобранную природную воду фильтруют через фильтр и заполняют ею подготовленные

Затем отобранную природную воду фильтруют через фильтр и заполняют ею подготовленные

стеклянные сосуды емкостью 3-5 л примерно на одну треть объема, куда переносят дафний с помощью стеклянной трубки с внутренним диаметром 0,5 — 0,7 см с оплавленным концом. Начальная плотность посадки— 6–10 особей на 1 л воды. Спустя 5 — 7 суток, в течение которых дафнии привыкают к лабораторным условиям существования и начинают размножаться, в сосуды доливают воду для дальнейшего культивирования.

В помещении не должно быть вредных газов и токсичных паров. Оптимальная температура 20±2°С, продолжительность светового дня 12–14 ч. Для культивирования дафний используют водопроводную воду, предварительно отстоянную не менее 7 суток и насыщенную кислородом (рН = 7,0 — 8,2; жесткость общая — 3 — 4 мг-экв/л; концентрация растворенного кислорода не менее 6,0 мг/л). Раз в 7 — 10 суток половину объема воды с культурой дафний заменяют на свежую, удаляют скопившийся на дне осадок и при большой плотности (более 25 самок) культуру прореживают. Не следует производить аэрацию воды в сосудах. Кормом для дафний служат зеленые водоросли (хлорелла) и хлебопекарные дрожжи.

Слайд 15

Оборудование 6 стаканов химических на 0,2 л; кристаллизатор на 2-5,0 л

Оборудование
6 стаканов химических на 0,2 л;
кристаллизатор на 2-5,0 л

для культивирования дафний (с культурой дафний),
микрокомпрессор,
фильтровальная бумага,
гидробиологический сачок,
микроскоп МБС-10,
стеклянная трубка диаметром 5 — 7 мм,
6 пластиковых бутылок 1-2 л,
термометр лабораторный.
Слайд 16

Ход эксперимента Отбор пробы. В качестве емкости для отбора используются прозрачные

Ход эксперимента
Отбор пробы.
В качестве емкости для отбора используются прозрачные

1-2 литровые пластиковые бутылки из-под минеральной воды. Предварительно их следует помыть без использования моющих средств и высушить.
Перед отбором пробы бутылку следует несколько раз сполоснуть отбираемой водой. Отбор производится у берега водоема.
Воду в бутылку следует наливать под самое горлышко и закручивать пробку так, чтобы в бутылке не было пузырька воздуха.
Бутылку следует опускать в воду целиком, на 10 см ниже поверхности воды (чтобы в бутылку не попала поверхностная пленка воды).
В момент отбора пробы измеряется температура воды.
Слайд 17

Ход эксперимента Отбор пробы. Отбирается проба природной воды из исследуемого водоема

Ход эксперимента
Отбор пробы.
Отбирается проба природной воды из исследуемого водоема

объемом до 1 л. До биотестирования возможно хранение пробы не более 6 часов при температуре 4 °С. Далее пробу фильтруют через фильтровальную бумагу и заливают в емкости для биотестирования.

Чистый пруд

Слайд 18

Ход эксперимента Проведение опыта. Берутся 3 сосуда для исследуемой воды и

Ход эксперимента
Проведение опыта.
Берутся 3 сосуда для исследуемой воды и 3 сосуда для

контрольной пробы, не содержащей токсичных веществ. В них наливается по 100 мл исследуемой воды и по 100 мл чистой воды для контроля. Исследуемую воду можно разбавить водой, не содержащей токсичных веществ.
Слайд 19

Ход эксперимента В каждый сосуд помещаются по 20 особей дафний. Их

Ход эксперимента
В каждый сосуд помещаются по 20 особей дафний. Их переносят стеклянной трубкой

диаметром 5 — 7 мм сначала в сачок, а затем в сосуды, погрузив его в воду. Наблюдают за ходом эксперимента через 96 часов. Дафний во время эксперимента не кормят. По окончании эксперимента проводится учет выживших дафний. Выжившими считаются дафнии, если они свободно передвигаются в толще воды или всплывают со дна сосуда не позднее 15 с после его легкого покачивания.
Слайд 20

Ход эксперимента Проведение подсчета. На основании полученных результатов в 3-х повторностях

Ход эксперимента
Проведение подсчета. На основании полученных результатов в 3-х повторностях

рассчитывают среднее арифметическое количество выживших дафний в контроле и опыте. Для расчета тест-параметра — процента гибели дафний в опыте по отношению к контролю — используют формулу:
100*(Х1-Х2)/Х1,
где Х1 и Х2 — среднее арифметическое количество (экз.) выживших дафний в контроле и опыте.
Критерием острой токсичности является гибель 50 и более процентов дафний за период времени до 96 ч в исследуемой воде по сравнению с контролем.
Слайд 21

Результаты и их обсуждение Гипотеза подтвердилась частично: -вода в городском пруде

Результаты и их обсуждение

Гипотеза подтвердилась частично:
-вода в городском пруде оказалась токсичнее,

чем в водоеме, расположенном за пределами Москвы;
-для Ольгиного пруда, как и предполагалось, большая токсичность характерна весной и летом, однако в Чистом пруде наибольшее число рачков погибло осенью. Видимо, это связано с притоком городских жителей, вернувшихся из отпуска, в парковую зону в осенний период.
Слайд 22

Выводы В ходе работы обучающимся: -получены знания о ракообразном Daphnia magna;

Выводы

В ходе работы обучающимся:
-получены знания о ракообразном Daphnia magna;
-освоены основные приемы

биоиндикации острой токсичности поверхностных вод;
-получены знания об отдельных водоемах Москвы и Подмосковья.
Практической работе посвящено 3 месяца, работе с литературой, обработке статистических данных и подготовке текста и презентации проекта – 8 месяцев.
Слайд 23

Выводы В результате реализации практической части проекта: -установлена зависимость данного показателя

Выводы

В результате реализации практической части проекта:
-установлена зависимость данного показателя от расположения

объекта исследования: водоемы в черте города характеризуются более высокой токсичностью, чем за его пределами;
-обнаружены особенности сезонной динамики изменения острой токсичности воды: максимальное число погибших тест-объектов отмечено весной и летом;
-отмечены особенности сезонной динамики острой токсичности поверхностных вод для городского пруда: пик показателя приходится на осенний период, что, вероятно, связано с увеличением в это время числа горожан, отдыхающих в пределах Москвы.
Слайд 24

Заключение Кратковременная биоиндикация позволяет определить острое токсическое действие поверхностных вод на

Заключение

Кратковременная биоиндикация позволяет определить острое токсическое действие поверхностных вод на ракообразных

по их выживаемости. Простота и вместе с тем эффективность и наглядность этого метода позволяет применять его в целях экологического мониторинга, а также при установлении ПДК отдельных веществ в водоемах.
Автор проекта надеется и в дальнейшем продолжить работу с данным методом.