ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Тема: Определение токсичности проб снега по хемотоксической

реакции инфузорий

Цель: оценить степень загрязнения атмосферы по уровню ток­сичности проб снега с использованием метода биоиндикации.

Материалы и оборудование: кюветы, культура инфузорий, 5 % раствор поливинилового спирта, снеготалая вода, дистиллированная во­да, калькулятор, ручка, тетрадь.

Теоретическое введение

В качестве тест-объекта в данной работе используются простей- тттие Parameciumcaudatum- инфузории-туфельки. Эти простейшие име­ют размеры от 30 мкм до 1-2 мм, по форме напоминают туфельку. Оби­тают инфузории обычно в пресных реках и прудах. Все тело инфузорий покрыто множеством ресничек, которые выполняют функции передви­жения и подгона пищи к ротовому отверстию. По сравнению с другими простейшими инфузории имеют наиболее сложное строение и всегда находятся в непрерывном движении (передвигаются они со скоростью до 2,5 мм/с). Движение инфузорий целенаправленно и называется так­сисом. Возникает таксис под влиянием односторонне действующего стимула - света (фототаксис), температуры (термотаксис), различных химических веществ (хемотаксис), кислорода (аэротаксис), влажности (гидротаксис). Таксис может быть положительным (движение к источ­нику раздражения) и отрицательным (движение от источника раздраже­ния).

Метод определения токсичности основан на способности инфузо­рий реагировать на присутствие в водной среде веществ, представляю­щих опасность для их жизнедеятельности, отрицательным хемотакси­сом. Параметры хемотаксической реакции инфузорий определяются с помощью приборов серии «Биотестер» (в данной работе «Биотестер-2»). Хемотаксическая реакция стимулируется путем наслоения на взвесь инфузорий раствора исследуемого вещества. Для этого взвесь инфузо­рий и исследуемый раствор последовательно вносят в кювету (неболь­ших размеров прямоугольная стеклянная емкость). В кювете должна образовываться стабильная граница раздела двух жидкостей, для чего взвесь тестовых инфузорий предварительно можно обработать ней­тральным загустителем (поливиниловым спиртом). Граница раздела жидкостей не препятствует свободному перемещению инфузорий, но позволяет избежать смешивания взвеси инфузорий с раствором иссле­дуемого вещества.

В нормальных условиях инфузории будут концентрироваться в верхней части кюветы ближе к свободному кислороду воздуха (положи­тельный аэротаксис). Наличие же в исследуемом растворе токсических веществ приводит к иному характеру перераспределения инфузорий в кювете, а именно: чем выше токсичность пробы, тем меньше инфузорий будет перемещаться в верхнюю зону кюветы (отрицательный хемотак­сис).

Критерием токсического действия исследуемого вещества является степень различия в числе инфузорий, наблюдаемых в верхней зоне кю­веты в контрольной пробе (заведомо не содержащей токсических ве­ществ) по сравнению с исследуемой пробой.

Количество инфузорий, наблюдаемых в верхней зоне кюветы, по­зволяет определить прибор «Биотестер-2» принцип работы которого за­ключается в следующем. При помещении кюветы (контрольной или опытной) в кюветный модуль прибора через верхнюю часть кюветы пропускается монохроматический световой поток. Пройдя через кюве­ту, поток света преобразуется фотодиодами и фотометрическим преоб­разователем в электрический выходной сигнал, который, пройдя через аналого-цифровой преобразователь высвечивается в виде значений на информационном табло прибора. Эти значения характеризуют среднюю концентрацию движущихся инфузорий в верхней зоне кюветы, по­скольку при наличии движущихся клеток изменяется коэффициент про­пускания жидкой среды (инфузории отражают часть световых лучей и чем выше их концентрация, тем меньше световых лучей достигнет фо­тодиодов).

Практическая часть

Объектом исследования служат пробы снега, взятые в разных по степени антропогенной нагрузки участках города (вблизи автодороги, на территории промышленного предприятия, в глубине парковой зоны и т.д.).

Ход работы и обработка результатов

1.В контрольную и опытную кюветы вносят по 2 мл взвеси тесто­вых инфузорий, в каждую кювету добавляют по 0,35 мл 5% раствора поливинилового спирта, содержимое кювет тщательно перемешивают.

2.В опытную кювету на взвесь инфузорий аккуратно наслаивают 1,6 мл исследуемой жидкости (растаявшего снега), не допуская переме­шивания с нижним слоем. В контрольную кювету вместо исследуемой жидкости вносят 1,6 мл заведомо не токсичной жидкости, например, дистиллированной воды.

3.Через 30 минут кюветы последовательно помещают в кюветный модуль и определяют концентрацию инфузорий в верхней зоне кюветы в условных единицах. В том случае если концентрация токсических ве­ществ настолько велика, что инфузории не выходят в верхнюю зону кюветы, то на передней панели прибора начинает мигать светодиод «ТРЕВОГА». Это означает, что исследуемую пробу необходимо разба­вить, а затем при проведении расчетов скорректировать результат с уче­том степени разведения.

4.Оценку токсичности исследуемой жидкости производят по сте­пени различия количества инфузорий, наблюдаемых в верхней зоне кюветы в контрольной и опытной пробе. Для чего определяют индекс токсичности (Т) по формуле:

Т (1контроль — ^пытЗ / 1контроль ,

где

1контроль и 1опыт это средние показания прибора для контрольной и опытной проб соответственно.

Некоторые пробы могут содержать безопасные и даже привлека­тельные для инфузорий вещества. В таких случаях 1опыт может даже не­сколько превышать 1контроль. Полученные отрицательные значения ин­декса токсичности свидетельствуют об отсутствии токсичности и могут быть оценены как нулевые.

По результатам работы делают заключение, с учетом того, что ин­декс токсичности может принимать значения от 0 до 1. При этом допус­тимой степенью токсичности обладает проба со значениями Т меньше

0,40. В том случае если Т превышает значение 0,71, то такая проба счи­тается высокотоксичной.

Контрольные вопросы

1.Перечислите известные вам эффекты воздействия поллютантов различной природы на живые организмы.

2.Какие виды простейших, кроме инфузорий, вы знаете?

3.Что такое таксис? Какие виды таксиса вы знаете?

4.Зачем тест-объекты перед постановкой пробы обрабатывают по­ливиниловым спиртом?

5.Изобразите принцип работы прибора «Биотестер-2» в виде схе­мы.