Выживаемость и трофическая активность Daphnia Magna Straus в оперативном экологическом контроле водных сред

Шашкова, Татьяна Леонидовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Выживаемость и трофическая активность Daphnia Magna Straus в оперативном экологическом контроле водных сред
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Выживаемость и трофическая активность Daphnia Magna Straus в оперативном экологическом контроле водных сред"

Шашкова Татьяна Леонидовна

ВЫЖИВАЕМОСТЬ И ТРОФИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ DAPHNIA MAGNA STRAUS В ОПЕРАТИВНОМ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ КОНТРОЛЕ ВОДНЫХ СРЕД

03.02.08 - экология (биология)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

8 [EH 2011

Красноярск - 2011

4852799

Работа выполнена на кафедре экологии и природопользования Института экономики, управления и природопользования ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Научный руководитель кандидат биологических наук, доцент,

Григорьев Юрий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор,

Мучкина Елена Яковлевна

доктор биологических наук, профессор, Петухова Галина Александровна

Ведущее учреждение НИИ биологии при Иркутском государственном

университете

Защита диссертации состоится «23» сентября 2011 г. в «12— » часов на заседании диссертационного совета Д 220.037.04 при ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу. 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90

Телефон/факс: (391) 227-36-09

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан «/?-» августа 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор

Г. А. Демиденко

ОБЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Актуальность темы. Загрязнение водной среды является одной из наиболее актуальных экологических проблем. Для оценки степени техногенного воздействия на водные экосистемы наряду с методами химического анализа используют биотестирование как интегральный показатель токсического загрязнения среды (Зайцева и др., 1994; Моисеенко, 2005; Филенко, 2007).

Среди этих методов важное место занимает определение токсичности среды с использованием низших ракообразных. Эти методы широко применяются для целей экологического контроля, как в России, так и за рубежом (Брагинский, 2000; Жмур, 2001; ISO, 1996,2001; US ЕРА, 2002). В качестве тест-реакции в анализе на острую токсичность используют смертность рачков, а при установлении хронического токсического действия проводят наблюдения за изменением плодовитости и качества потомства. Несмотря на то, что хронический метод способен дать более глубокую оценку токсичности, острые опыты в значительной степени способствуют сокращению объема работ, позволяя в существенно более короткие сроки получать информацию о качестве вод.

Использование быстрых ответов гидробионтов на загрязнение может значительно снизить трудозатраты и время на проведение экологического контроля воды. Кроме того, длительные экспозиции приводят к изменению исходных физико-химических свойств и состава исследуемых проб, вследствие чего оценка качества среды может быть не всегда корректной (Лесников, 1983; Брагинский, 1989; Сазонова и др., 1997; Vosyliene, 2007). Данное обстоятельство особенно значимо при работе со сточными водами. Важное значение оперативность тест-реакции приобретает в различного рода чрезвычайных ситуациях, сопровождающихся загрязнением окружающей среды. В связи с этим остается актуальным поиск более оперативных методов токсикологического анализа.

Решение этой проблемы возможно как за счет сокращения длительности выполнения широко используемого метода биотестирования на рачках по показателю выживаемости, так и применение более быстрых тест-функций, основанных на поведенческих и физиологических реакциях ракообразных. Их использование позволяет во многих случаях определить сублетальные (не вызывающие гибели) концентрации загрязняющих веществ (Брагинский, 2000). Одной из этих реакций является трофическая активность дафний, то есть величина поглощенного дафниями корма за определенный промежуток времени. Вместе с тем, не совсем ясно, насколько адекватным будет изменение величины данного показателя уровню токсичности анализируемых вод и выживаемости самих рачков.

Существует также возможность изменения чувствительности дафний в результате варьирования условий выполнения анализа (Брагинский, 1987; Adema, 1978; Stuhlbacher at al., 1993; Kim at all, 2001). Для показателя выживаемости это время экспонирования, режим кормления, плотность посадки и физико-химические свойства культивационной воды. Для трофической активности важно знать условия экспонирования рачков, а так же определить метод оценки скорости потребления корма (микроводоросли).

Целью работы явился анализ действия токсичных веществ и загрязненных водных сред на выживаемость и трофическую активность Daphnia magna Straus в зависимости от условий проведения эксперимента.

Задачи:

1. Изучить влияние условий экспонирования (вращение проб с тест-культурой рачков, плотность посадки, наличие корма, качество культивационной воды, продолжительность и другое) на выживаемость и трофическую активность дафний в присутствии токсикантов.

2. Оценить информативность показателей быстрой и замедленной флуоресценции культуры водоросли, используемой в качестве корма, при определении трофической активности дафний в токсикологическом эксперименте.

3. Сравнить чувствительность рачков по показателям трофической активности и выживаемости при биотестировании растворов модельных токсикантов, природных и сточных вод.

Научная новизна. Впервые показано, что вращение тестируемых проб воды поддерживает в них содержание кислорода на оптимальном для жизнедеятельности рачков уровне. Определены условия экспонирования рачков, обеспечивающие увеличение чувствительности и оперативности тест-реакций. Трофическую активность дафний в присутствии токсикантов, измеряемую по количеству потребленных клеток водоросли, можно более точно установить методом регистрации интенсивности нулевого уровня быстрой флуоресценции хлорофилла. Предварительное экспонирование дафний в тестируемой среде без добавления пшци усиливает воздействие токсикантов на трофическую активность рачков.

Защищаемые положения:

1. Умеренное вращение тестируемых проб со скоростью 6-8 оборотов в минуту не создает для рачков дафний стрессовых условий и способствует повышению их чувствительности к токсикантам, что существенно сокращает продолжительность проведения токсикологического эксперимента.

2. Токсическое действие на дафний уменьшается в результате: связывания загрязняющих веществ с компонентами культивационной воды, адсорбции кормовыми объектами (клетками водоросли), а также при увеличении количества рачков в объеме тестируемой пробы.

3. Трофическая аюивность дафний адекватно и оперативно отражает воздействие на них токсичных веществ.

Практическое значение. На основе полученных данных разработана, аттестована, допущена для целей государственного экологического контроля и используется в более 100 организациях в РФ оперативная методика определения токсичности вод и водных вытяжек по смертности дафний (ПНД Ф 14.1:2:4.12-06 16.1:2.3.3.9-06; ФР.1.31.2009.06641). Кроме того, разработана и готовится к аттестации методика определения токсичности вод и водных вытяжек на основе изменения трофической активности дафний.

Апробация. Материалы диссертации были представлены на научных конференциях различного уровня: Международной научной школе-конференции студентов и молодых ученых «Экология южной Сибири и сопредельных

территорий» (Абакан, 2004, 2005, 2007); Международной конференции памяти д.б.н., проф. Б.А.Флерова «Современные проблемы водной токсикологии» (Борок, 2005, 2008); Первой открытой научно-практической конференции молодых работников ФГУП "ГХК" (Железногорск, 2006); Международной конференции «Биоиндикация в экологическом мониторинге пресноводных экосистем» (Санкт-Петербург, 2006); Российской школе-конференции молодых ученых «Экотоксикология: Современные биоаналитические системы, методы и технологии (ИБФМ РАН - Пущино, 2006); Второй научной конференции с участием стран СНГ "Современные проблемы физиологии биохимии водных организмов" (Петрозаводск, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, 2007, 2010); Международной научной конференции и международной школе для молодых ученых «Проблемы экологии: чтения памяти профессора М.М. Кожова» (Иркутск, 2010) и на других конференциях.

Результаты работы были представлены на выставках НТТМ-2006 (г. Москва,

2006); 1-й и 2-й Городских ассамблеях (г. Красноярск, 2008; 2009); молодежном форуме (г. Красноярск, 2008); молодежном форуме «Селигер-2009».

Исследования по теме диссертации проведены при поддержке Сибирского федерального университета (5 грантов 2007-2008 гг.) и Красноярского краевого фонда науки (индивидуальный грант для молодых ученых 17G (2007 г.); грант для участников международных конференций и стажировок среди студентов, аспирантов и молодых учёных - 2010 (КФ-129)).

Публикации. По теме исследований опубликовано 33 работы, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получен 1 патент РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 122 страницах, содержит 6 таблиц, 22 рисунка, 5 приложений, состоит из введения, трех глав, заключения и выводов. Список литературы включает 169 наименований, в том числе 87 на иностранном языке.

Личный вклад автора. Представленная работа является обобщением научных исследований, проведенных автором лично. Автор принимала активное участие при проведении исследований, систематизации, обработке, анализе и интерпретации полученных результатов.

Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю кандидату биологических наук, профессору Ю.С. Григорьеву за ценные советы и помощь в проведении работы; сотрудникам кафедры экологии и природопользования за ценные консультации при выполнении и оформлении результатов работы.

Глава 1. Обзор литературы

В данной главе, на основе анализа литературных источников, показана роль биотестирования в экологическом контроле качества окружающей среды (Булгаков, 2002; Арсан, 2007; Филенко, 2007; Терехова, 2009; Vosyliene et al,

2007). Выявлены основные особенности, преимущества и недостатки существующих в настоящее время методов биотестирования (Моисеенко, 2005; Жмур, 2007; ISO, 1996, 2000; US ЕРА, 2002; Blaise, Ferard, 2005; Park, Choi, 2007; Persoon, Wadhia, 2009). Отмечено широкое использование ветвистоусых

ракообразных для анализа токсичности вод и различных соединений (Брагинский, 2000; Стом, Гиль, 2000; Дятлова, 2001; Harmon et al, 2003; Sarma, Nadini, 2006; Wu et al, 2006; Lazorchak et al, 2008; Yi et al, 2010). Рассмотрены возможные механизмы влияния токсичных соединений на ветвистоусых ракообразных (Брагинский, 1987; Моисеенко, 2006; Голованова, 2008; Allen, Calow, 1995; Weltens et al, 2000; Clement, Zaid, 2001; Barata et al, 2002; Gorbi et al, 2004; Sofian et al, 2007). Показано влияние условий проведения эксперимента на чувствительность рачков к загрязнению (Stuhlbacher et al., 1993; Kim et al, 2001; Heugens et al, 2003; Shcamphelaere, Jansen, 2004; Park et al, 2009; Ryan, 2009; Jeon et al, 2010). Изучены особенности питания дафний и проанализированы различные способы регистрации их трофической активности (Цвылев, 1984; Маторин и др., 1989,1990; Kersting, 1976; Allen et al., 1995; Bitton et al., 1995; Juchelka, Snell, 1995; Christensen et al, 2005; Barata, 2008).

Глава 2. Объекты и методы исследований

В качестве тест-организма использовались рачки вида Daphnia magna Straus (класс Crustacea, отряд Cladocera). При определении трофической активности дафний кормом являлась зеленая микроводоросль Chlorella vulgaris Beijer.

Маточная и синхронизированная культура рачков дафний выращивалась в климатостате Р2, в котором обеспечивалось искусственное освещение интенсивностью 1000-1500 люкс в течение 12-часового дневного периода, чередующегося 12-часовым темновым (ночным) периодом. Температура поддерживалась на уровне 20±1°С. Кормление дафний производилось суспензией водорослей хлорелла (ежедневно) и 1 раз в неделю суспензией дрожжей, согласно рекомендациям Жмур Н.С. (2007). Водоросли для кормления дафний выращивались в культиваторе КВ-05 на 10% среде Тамия в соответствии с методике Григорьева Ю.С (2007). Количество хлореллы при кормлении дафний определялось по оптической плотности суспензии водоросли, измеряемой на приборе ИПС-03 (кювета 2 см, длина волны 560 нм). Содержание корма в культуре с дафниями соответствовало 0,02 D оптической плотности суспензии или 0,3 млн. клеток на мл среды.

Оценка выживаемости и трофической активности дафний в присутствии токсикантов проводилась в сравнении с контрольными пробами. В качестве токсикантов использовали растворы солей тяжелых металлов: сульфата меди (CuS04x5H20), сульфата кадмия (CdS04x8/3H20), сульфата цинка (ZnS04x7H20) и бихромата калия (К2Сг207) в различных концентрациях.

Биотестирование с использованием тест-функции выживаемость рачков проводили по следующей методике. В пробирки емкостью 100 мл наливали по 50 мл тестируемого раствора. В качестве контрольной воды использовали отстоянную водопроводную воду. В каждую пробирку помещали рачков дафний в возрасте 6-24 часа. Все эксперименты проводились в трех аналитических повторностях.

Пробирки с пробами воды и тест-организмами устанавливались во вращающуюся кассету устройства для экспонирования рачков УЭР-03, размещенных в климатостате Р2. Скорость вращения составляла 6-8 оборотов в минуту. Время экспонирования, в зависимости от задачи, варьировали от 24 до 96 часов.

Токсический эффект после экспонирования в тестируемой воде определялся по проценту выживших тест-организмов.

Эксперименты по оценке трофической активности рачков проводились по следующей методике. В стеклянные пробирки с отстоянной водой помещались дафнии, и добавлялась суспензия водоросли хлорелла. Оценка трофической активности в присутствии токсикантов производилась в сравнении с контрольными пробами, в которых рачки помещались в суспензию водорослей хлорелла без добавления токсиканта. Кроме того, использовались контрольные пробы водоросли без рачков. Экспонирование проб с рачками осуществлялось, аналогично экспериментам по оценке выживаемости в УЭР-03 и климатостате Р2 в течение 16-20 часов.

Контроль содержания клеток в суспензии водоросли в токсикологическом эксперименте проводили по измерению интенсивности флуоресценции на приборе Фотон 10. Для этого из тестируемых проб отбиралось по 4 мл воды в кюветы флуориметра. Замедленная флуоресценция (ЗФ) регистрировалась при импульсном возбуждении синим светом (длина волны 480 нм) интенсивностью 180 Вт/м2, длительность импульсов составляла 20 мсек, темнового периода - 5 мсек. Быстрая флуоресценция возбуждалась зеленым светом (длина волны 520 нм) низкой интенсивности (0,2 Вт/м2).

Расчет трофической активности дафний производился по формуле:

F — F

ТА = —-i^xl00%,

F«

где ТА - трофическая активность;

FM - показатель флуоресценции хлореллы в пробе без рачков;

Fxn+p - показатель флуоресценции хлореллы в пробе с рачками. Получаемое значение выражает процент потребленного рачками корма за время экспозиции.

Для обработки результатов использовались стандартные методы математической статистики. Расчеты выполнялись с применением пакета Microsoft Office Excel 2003.

Глава 3. Результаты исследования и обсуждение

3.1. Влияние условий вращения на жизнеспособность и чувствительность дафний к модельным токсикантам

Основные трудности, возникающие при выполнении биотестирования на дафниях, связаны с поддержанием требуемых световых и температурных условий, а также содержания кислорода в тестируемой среде в течение всего времени экспонирования. Варьирование этих факторов может повлиять на результаты токсикологического анализа, как в сторону ослабления, так и усиления токсического действия поллютантов на дафний. Кроме того, на практике сложно обеспечить стандартные условия проведения токсикологического эксперимента одновременно для всех анализируемых проб из-за отсутствия серийно выпускаемого технологического оборудования.

Для решения данной проблемы на кафедре экологии и природопользования СФУ разработаны устройство УЭР-03 и климатостат Р2 для экспонирования рачков во время биотестирования. УЭР-03, за счет вращения кассеты с образцами, создает активный газообмен между воздушной и водной средами. Благодаря этому

поддерживается равновесие между содержанием кислорода в тестируемой воде и внешней среде. Кроме того, данное устройство обеспечивает равные световые и температурные условия для всех анализируемых проб. Само устройство помещается в климатостат Р2, в котором поддерживается необходимая температура и световой режим.

На примере сточной воды, взятой на входе очистных сооружений, было показано, что УЭР-03 обеспечивает содержание кислорода в среде на оптимальном для жизнедеятельности рачков уровне в течение всего времени

вращения кассеты УЭР в диапазоне 6-8 оборотов в минуту дафнии не только сохраняли свою

жизнеспособность в течение 96 часов, но и активно питались, интенсивно росли и размножались. При этом они показывали большую

чувствительность к

токсикантам по сравнению с рачками, находящимися в неподвижно стоящих

стаканах (рис. 1). Повышение чувствительности рачков происходило, вероятно, в результате увеличения их двигательной активности в перемешиваемой воде и интенсификации обмена веществ в организме при большем количестве

доступного кислорода.

3.2. Выживаемость дафний при различных условиях экспонирования в присутствии токсикантов

Увеличение плотности посадки рачков, необходимое для повышения статистической достоверности получаемых результатов, с одной стороны, может привести к возникновению стрессовой ситуации в результате возникновения дефицита кислорода. Это обстоятельство, а также повышенная фильтрационная активность рачков в этих условиях может усиливать токсический эффект (Брагинский, Линник, 2003, Adema, 1978, Clement, Zaid, 2001). С другой стороны, при большем количестве особей во флаконе на каждого рачка приходится меньшее количество токсиканта, что может снижать чувствительность биотеста (Филенко, 2007; Lewis, 1983). В связи с этим представляло интерес определить оптимальную плотность посадки дафний при устранении недостатка кислорода в среде в условиях вращения.

Результаты проведенных экспериментов с тяжелыми металлами, представленные в таблице 1, убедительно свидетельствует, что при увеличении

биотестирования. Кроме того, в условиях юо -2? 80

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

Концентрация бихромата калия, мг/л ■ в стаканах Ш вращение

Рисунок 1 - Влияние бихромата калия на выживаемость дафний в неподвижно установленных стаканах и пробирках, помещенных в УЭР-03. Объем среды - 50 мл, количество рачков - по 10 шт.

числа тест-организмов в том же объеме пробы выживаемость рачков в присутствии токсикантов возрастает, а смертность, как показатель токсичности, снижается. При этом близкие значения выживаемости рачков наблюдаются в вариантах опыта, в которых 3-кратному повышению концентрации токсиканта

Таблица 1 - Влияние плотности посадки на выживаемость дафний (в %) в среде с различными концентрациями модельных токсикантов. Объем среды -50 мл, время экспонирования 48 часов

Количество посаженных особей, шт. Концентрация бихромата калия, мг/л

0,9 0,3 0,1

Процент выживших особей

2 6,2 31,2 75,0

6 25,0 50,0 88,8

18 55,5 72,2 100

соответствует 3-кратное

увеличение плотности посадки. Этот факт указывает на то, что в определенных условиях

концентрация токсиканта и плотность посадки рачков могут рассматриваться как

взаимозаменяемые факторы при установлении дозы токсического воздействия на данные тест-организмы. С учетом этих обстоятельств была принята как оптимальная плотность посадки 10 рачков на 50 мл тестируемой воды.

Кроме плотности посадки тест-организмов на чувствительность биотеста может оказывать влияние наличие в исследуемых растворах других компонентов, способных связывать токсиканты, таких как взвешенные частицы органического и минерального происхождения или кормовые объекты (Kim et al, 2001; Моисеенко, 2006; Jeon et al, 2010). Проведенные исследования показали (рис. 2), что добавление хлореллы, необходимой для обеспечения жизнедеятельности рачков в ходе 96-ти часового эксперимента, существенно снижает чувствительность тест-организмов к токсикантам.

Вероятно, при внесении в среду с дафниями клеток водоросли часть токсиканта поглощается ими и переводится в

труднодоступное для рачков состояние (Taylor et al, 1997). Не исключено также и то, что сами рачки в отсутствии корма снижают свою устойчивость к токсикантам (Ратушняк и др., 2003; Jeon et al, 2010).

Таким образом, не вводя в тест-культуру рачков суспензию клеток водоросли, можно заметно сократить время проведения

24 48 72 96

Длительность экспонирования, час

■ с хлореллой О без хлореллы

Рисунок 2 - Выживаемость дафний в среде с бихроматом калия в присутствии и отсутствии клеток водоросли хлореллы. Оптическая плотность суспензии хлореллы в среде составляла 0,02

биотестирования, не уменьшая при этом чувствительности метода к загрязнителям.

Сокращение времени проведения эксперимента позволяет не только повысить оперативность метода, но и получить более корректный результат, благодаря снижению возможности изменения свойств исследуемой воды в период анализа ее токсических свойств.

Известно, что чувствительность дафний к токсическим веществам зависит от состава культивационной (разбавляющей) воды (Голованова, 2008; Barata, 1998; Adema, 1978). В качестве таковой в России обычно используют отстоянную водопроводную воду (Строганов, 1971; Жмур, 2007). Вместе с тем, ее химический состав значительно варьирует в разных городах и даже в пределах одного города.

Исследование действия модельного токсиканта, бихромата калия, на выживаемость дафний в водопроводной воде, полученной из разных мест водозабора г. Красноярска, показали существенные различия в чувствительности рачков (рис. 3).

При этом в отсутствии токсиканта дафнии демонстрировали 100% выживаемость во всех этих пробах. Это можно объяснить тем, что природные воды, поступающие на водозабор, содержат вещества, способные образовывать комплексы с тяжелыми металлами, в составе которых они становятся недоступными для тест-организмов (Kim et al, 2001; Моисеенко, 2006; Jeon et al, 2010).

Кроме того, в воде, обладающей высокой степенью жесткости возникает конкурентное взаимодействие ионов тяжелых металлов с ионами rf", Са2+ и Mg2+ за возможность связывания органическими веществами (Munger et al, 1999; Kim et al, 2001; Heijerick, 2003).

Проблема связывания токсикантов в

зарубежных методиках решается путем

использования искусственной солевой среды для

выращивания и

проведения биотестирования на рачках (Baer et al, 1999; ISO, 1996; US EPA, 2002).

Однако применение такой среды требует дополнительных затрат на ее приготовление и длительной адаптации к ней культуры рачков.

□ вода I

вода+бихромат калия

Рисунок 3 - Действие бихромата калия (1 мг/л) на выживаемость рачков дафний в водопроводной воде, взятой из разных районов города Красноярска

Для корректировки состава культивационной (разбавляющей) воды нами был предложен более простой способ. С целью уменьшения связующей способности используемая водопроводная вода разбавлялась дистиллированной водой до уровня, при котором сохранялась 100%-ная выживаемость дафний в контрольном варианте, а чувствительность к модельному токсиканту соответствовала установленной норме.

Этот прием был опробован нами на водопроводной воде из артезианской скважины (показатель электропроводности - 400 (дБ/см). Как показано на рисунке 4, в исходной пробе воды бихромат калия в концентрациях 0,5 и 1 мг/л не оказывал какого-либо токсического эффекта на рачков дафний. При разбавлении этой воды дистиллированной действие модельного токсиканта значительно усиливалось, что позволило достигнуть требуемого уровня чувствительности биотеста. При этом во всех контрольных вариантах данного опыта выживаемость дафний оставалась на уровне 100%. Отсюда следует, что после разбавления водопроводной воды с повышенным уровнем минерализации и как следствие высокой связующей способностью, она становиться пригодной для использования в качестве культивационной воды.

Таким проведенные показали, что чувствительности

образом, исследования повышения дафний к

токсикантам можно достичь за счет уменьшения плотности их посадки в тестируемом растворе, снижения степени минерализации культивационной воды, а так же, не внося корм рачкам при проведении острого

токсикологического эксперимента, В этих условиях, включая использование устройств УЭР-03, стало возможным сократить в 2 раза (до 48 часов) длительность выполнения острого

токсикологического эксперимента.

1 2 4

Кратность разбавления, раз □ контроль

■ 0,5 мг/л бихромата калия Щ 1,0 мг/л бихромата калия

Рисунок 4 - Влияние бихромата калия (концентрации указаны справа от рисунка) на выживаемость дафний в водопроводной воде, взятой из артезианской скважины, при ее разбавлении дистиллированной водой

3.3. Оценка эффективности различных способов регистрации трофической активности дафний

Для обеспечения высокой чувствительности биотеста на основе изменения трофической активности дафний необходимо найти надежный способ регистрации этой тест-функции. Наиболее удобным для этой цели является слежение за уменьшением количества корма в среде с рачками. При этом для регистрации в достаточно короткие сроки убыли корма в среде с дафниями необходимо работать с малыми концентрациями клеток водоросли. Для этого надо использовать такой метод измерения, который с необходимой точностью фиксирует изменение содержания клеток в низкоконцентрированных суспензиях.

В последние годы на кафедре экологии и природопользования СФУ для регистрации флуоресценции хлорофилла растений был разработан флуориметр Фотон-10, который позволяет измерять интенсивности быстрой и замедленной флуоресценции суспензий водоросли малой плотности.

Сопоставление результатов измерений численности клеток прямым (счет в камере Горяева) и косвенными методами (по оптической плотности и флуоресценции хлорофилла) показало, что наиболее точный ответ дают показатели интенсивности быстрой и замедленной флуоресценции суспензии водоросли.

В тоже время использование значений быстрой флуоресценции, а именно ее нулевого уровня (Бо), может иметь преимущества, поскольку этот показатель в меньшей степени зависит от воздействий токсикантов, присутствующих в тестируемой пробе, на фотосинтетические процессы в клетках водоросли. Это заключение было подтверждено нами в экспериментах с некоторыми тяжелыми металлами. Так после 24 часов экспонирования наблюдалось достоверное снижение интенсивности замедленной флуоресценции водоросли при концентрации ионов меди более 0,02 мг/л и ионов цинка свыше 1 мг/л. Такое отклонение данного показателя флуоресценции может исказить оценку снижения количества хлореллы в среде с рачками. В этих условиях заметного изменения нулевого уровня быстрой флуоресценции водоросли после контакта с токсикантами отмечено не было. Отсюда следует, что данный параметр позволяет наиболее точно измерять содержания клеток в среде при регистрации трофической активности рачков в токсикологическом эксперименте.

3.4. Трофическая активность дафний при различных условиях экспонирования в присутствии модельных токсикантов

Для исследования возможностей трофической активности дафний как тест-функции при определении токсичности вод необходимо было определить время экспонирования рачков с водорослью, которое зависит от соотношения количества дафний и концентрации корма (клеток водоросли) в объеме тестируемой пробы.

Таблица 2 - Зависимость трофической Результаты экспериментов

активности дафний от плотности их посадки показали (таблица 2), что и количества добавляемого корма (хлореллы). Концентрация корма выражена в величинах оптической плотности культуральной среды после внесения в нее клеток водоросли. Время экспонирования - 17 часов.

Количество дафний во флаконе, шт. Количество добавляемого корма, Б

0,01 0,02 0,04

Трофическая активность, %

5 47,6±9,3 25,3±6,7 8,6±8,5

10 89,8±3,5 52,4±5,0 28,0±5,7

15 98,5±4,6 80,2±2,1 41,0±6,4

количество съедаемого корма возрастало пропорционально числу рачков в пробе воды. Причем эта закономерность наиболее четко прослеживалась в среде с концентрацией водорослевого корма,

соответствующего оптической плотности суспензии равной 0,02. Вероятно, при меньшем содержании клеток в среде и больших плотностях посадки дафний возникает дефицит корма, И, наоборот, при

высоком содержании корма доля его потребления может быть снижена в результате переполнения у них желудочно-кишечного тракта и засорения фильтрующего аппарата (Гутельмахер, Алимов, 1979). Поэтому оптимальным является вариант с плотностью посадки 10 рачков на каждую пробу воды объемом 50 мл и исходным содержанием корма в среде, эквивалентным оптической плотности 0,02.

В этом случае возможно получение статистически достоверного результата и отмечается наиболее высокая чувствительность к токсикантам. При этом время, необходимое рачкам для поглощения из среды большей части водорослевых клеток, находится в диапазоне 18 ± 2 часов. Указанная длительность эксперимента обеспечивает не только достаточное время воздействия токсиканта на тест-организм, но и позволяет минимизировать возможное влияние ритмов питания дафний на результаты определения скорости потребления корма. Поскольку большая часть этого времени приходится на ночные часы, то это также дает возможность существенно снизить прирост численности клеток водоросли в период проведения токсикологического эксперимента.

При исследовании действия токсикантов на функциональные показатели рачков дафний необходимо учитывать, что молодые дафнии вследствие более эффективной фильтраций аккумулируют на единицу веса больше тяжелых металлов по сравнению с более крупными и зрелыми особями (Брагинский, 2000; Stuhlbacher et al., 1993; Yu and Wang, 2002). Вместе с тем, количество потребляемой животными пищи напрямую зависит от его размеров: более взрослые и крупные особи за то же время съедают больше пищи (Лузгин, 1990; Hanazato, 1998). В связи с этим представляло интерес определить возраст дафний, при котором рачки проявляют высокие уровни трофической активности и достаточную чувствительность к загрязнителям. Результаты показали (рис. 5), что в случае использования рачков суточного возраста наблюдается наиболее достоверное снижение трофической активности в присутствии токсиканта.

В связи с тем, что повышение температуры среды способно усилить токсический эффект на рачков, а также увеличить количество потребляемого дафниями корма были проведены исследования по установлению характера влияния температуры среды на чувствительность показателя трофическая активность дафний к токсикантам. При

установлении предельной

Рисунок 5 - Влияние возраста дафний на их температуры учитывалось, трофическую активность и чувствительность к что гипертермические модельному токсиканту нагрузки являются

à? 100 -]--ЗГТ-

; ^vk 11

I 20 iIT I1 Ш В

£ 0 —^BLÉL——t—^ИШл——.—^НЩ!——|———

•е-

a >ii23

Возраст рачков, сут.

■ контроль

В 0,5 мг/л бихромата калия □ 1 мг/л бихромата калия

дополнительным стрессом для организма и потому повышать температуру оправдано только до такого уровня, при котором во время эксперимента сохраняется 100% выживаемость рачков (Adema, 1978).

Как показали результаты проведенных экспериментов, при увеличении температуры в диапазоне 20 - 27 °С дафнии потребляли значительно больше корма. Для снятия дефицита корма его концентрация была увеличена. При большем количестве вносимого корма токсическое действие бихромата калия прослеживается более четко (рис. 6). В этих условиях существенно расширяются и границы реагирования рачков на действие токсиканта.

Таким образом, повышение температуры до 27°С значительно увеличивает скорость питания рачков, что позволяет при большем количестве вводимого корма надежно регистрировать действие токсичных веществ на данный тест-организм.

20°С 27°С

---------□ 0,03 V

Ш 0,04 D

0 0,25 0,5 1 0 0,25 0,5 1

Концентрация бихромата калия, мг/л Концентрация бихромата калия, мг/л

Рисунок 6 - Влияние бихромата калия на трофическую активность дафний при 20°С и 27°С

Нельзя не учитывать тот факт, что при одновременном внесении в среду рачков и водоросли, токсикант, находящийся в воде, будет частично поглощаться клетками хлореллы и в связи с этим становиться не полностью доступным для рачков дафний (Taylor et al, 1997). К тому же, поглощенный клетками водоросли токсикант, через воздействие на их физиологическое состояние, может вызывать изменение квантового выхода флуоресценции и, как следствие, искажать результаты измерения концентрации корма в среде. В связи с этим нами было решено: сначала экспонировать рачков в среде с токсикантом, а затем добавлять в нее корм.

Результаты показали (рис. 7), что в отсутствии клеток водоросли токсическое действие на дафний существенно возрастало при увеличении длительности их пребывания в среде с тяжелыми металлами. При этом более позднее внесение хлореллы в среду с исследованными токсикантами заметно снижало их воздействие на показатели флуоресценции (как ЗФ, так и БФ) водоросли.

ЦЁ1

0 1 2 3 4 5 Время затравки, час ■ контроль □ медь, 0,02 мг/л

Рисунок 7 - Влияния ионов меди на трофическую активность дафний при различном времени внесения корма в тестируемую пробу после начала эксперимента

3.5. Сравнение показателей выживаемости и трофической активности дафний при исследовании действия растворов тяжелых металлов и других проб воды.

Сравнение чувствительности тест-функций выживаемость и трофическая активность дафний к тяжелым металлам, показали, что в большинстве случаев снижение скорости питания дафний, регистрируемое раньше по времени, происходит при меньших концентрациях металлов, чем наблюдается их гибель. Так, например, снижение трофической активности, свидетельствующее об изменении жизнедеятельности дафний, происходит уже при концентрации ионов кадмия 0,002 мг/л.

При этом тест-организмы остаются живыми в течение двадцати двух часового периода

экспонирования при всех

исследуемых концентрациях

токсиканта. Снижение выживаемости на 50% наблюдалось только при концентрации ионов кадмия 0,0125 мг/л по завершению вторых суток эксперимента. Аналогичный эффект прослеживался в опытах с ионами меди и бихроматом калия (таблица 3).

При тестировании сточной воды, взятой на входе очистных сооружений, наблюдалось значительное снижение скорости потребления клеток водоросли рачками (рис.8). При этом все дафнии в исследуемом растворе сохраняли жизнеспособность и за время эксперимента заметно увеличивались в размерах. Очевидно, в этих пробах рачки перешли с питания клетками хлореллы на присутствующие в воде органические вещества, которые легче усваиваются и имеют большую энергетическую ценность.

Оптимальным можно считать время задержки внесения корма в среду, равным 5 часам. Более длительное отсутствие пищи вызывает снижение трофической активности рачков, вероятно, в результате ослабления их организма.

Таблица 3 - Концентрации (мг/л) токсикантов, вызывающие снижение трофической активности на 50 % (ЕС50) и смертность 50% (ЬС50)

ЬС50 ЕС50

К2Сг207 1,0 0,500

Си2+ 0,025 0,020

Сй2+ 0,012 0,002

гп2+ 0, 250 0,500

V О

о, Н

____

контроль

Кратность разбавления, раз Ш на входе И на выходе

Рисунок 8 - Влияние сточных вод, взятых на входе и выходе из левобережных очистных сооружений г. Красноярска, на трофическую активность дафний

При разбавлении сточной воды

регистрируемый показатель трофической активности рачков повышался, очевидно, за счет увеличения доли хлореллы в рационе питания тест-

организмов. При

анализе сточной воды, взятой на выходе очистных сооружений, угнетение трофической активности было весьма незначительным, а выживаемость сохранялась на уровне 100%.

100

Это свидетельствует о том, что вода после очистки содержит существенно меньшее количество как органических, так и токсичных соединений. В этих условиях трофическая активность рачков по сравнению с более длительными хроническими биотестами может оказаться альтернативным способом контроля качества таких вод.

При тестировании пробы реки Качи (приток Енисея), которая в нижнем течении испытывает сильное антропогенное воздействие, принимая поверхностный сток г. Красноярска, неоднократно выявлялось достоверное снижение

трофической активности по сравнению с контрольными значениями (рис. 9).

Токсическое действие на показатели трофической активности рачков снимались при разведении пробы в 9 раз. Между тем выживаемость рачков в этих пробах оставалась на уровне контроля (100%) во всех разведениях.

Обе исследованные тест-функции способны дать оперативный ответ о степени загрязненности воды. При этом метод регистрации трофической активности дафний позволяет на более ранней стадии воздействия обнаруживать проявление токсического эффекта.

; IВ1

Контроль 1 3 9

Кратность разбавления, раз

Рисунок 9 - Влияние воды р. Кача на трофическую активность дафний

о о. Ь

Выводы:

1. Вращение флаконов с дафниями во время токсикологического эксперимента в устройствах УЭР-03 со скоростью 6-8 оборотов в минуту не оказывает на рачков существенного стрессового воздействия. При этом для тест-организма создаются оптимальные условия по содержанию кислорода в воде и повышается его чувствительность к токсикантам.

2. Чувствительность биотеста на основе оценки выживаемости дафний увеличивается при снижении плотности посадки рачков в тестируемую среду и исключении процедуры кормления рачков во время экспонирования. Это позволяет сократить длительность выполнения острого токсикологического эксперимента на дафниях при плотности посадки 10 рачков на 50 мл среды до 48 часов.

3. Нулевой уровень быстрой флуоресценции хлорофилла, в меньшей степени подверженный воздействию токсичных веществ в пробе, более пригоден для измерения скорости потребления рачками водорослевого корма, чем замедленная флуоресценция.

4. Трофическая активность дафний увеличивается при повышении температуры среды до 27°С. В этих же условиях возрастает чувствительность данной тест-функции к токсикантам.

5. Предварительное экспонирование дафний в течение нескольких часов без добавления в среду корма усиливает действие токсичных веществ на трофическую активность рачков.

6. Снижение скорости питания дафний, регистрируемое раньше по времени, в большинстве случаев происходит при меньших концентрациях загрязняющих веществ, чем наблюдается их гибель.

Практические рекомендации:

1. Результаты исследования используются в учебном процессе (дисциплины «Биологический контроль состояния окружающей среды», «Методы экологических исследований») на кафедре экологии и природопользования Института экономики, управления и природопользования Сибирского федерального университета (акт внедрения от 23 мая 2011 г.).

2. Методика, разработанная на основе полученных данных, рекомендована для целей государственного экологического контроля в РФ.

Опубликованные работы по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованные ВАК РФ:

1. Шашкова, Т.Л. Влияние условия среды на чувствительность рачков Daphnia magna к токсикантам / Т.Л. Шашкова, Ю.С. Григорьев, O.A. Березина // Вестник КрасГУ, естественные науки. - 2006. - №5/1. - С. 81-85.

2. Патент на изобретение № 2377560 Российская Федерация, МПК G01N 33/18. Способ биотестирования токсичности воды на низших ракообразных животных / Ю.С. Григорьев, Т.Л. Шашкова; заявитель и патентообладатель Сибирский федеральный университет, Григорьев Ю.С. - Бюл. № 36. - 5 с.

3. Бородулина, Т.С. Влияние загрязнения воды нефтью на замедленную флуоресценцию водоросли Chlorella vulgaris Beijer и выживаемость рачков Daphnia magna Str. / Т.С. Бородулина, В.И. Полонский, Е.С. Власова, ТЛ. Шашкова, Ю.С. Григорьев // Сибирский экологический журнал, 2011. - №1. - С. 107-111.

Из публикаций в других изданиях основными являются:

4. Григорьев, Ю.С. Методика определения токсичности водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов, питьевой, сточной, природной воды по смертности тест-объекта Daphnia magna Straus (ПНД Ф 14.1:2:4.12-06 16.1:2.3.3.9-06) [Текст]: метод. Пособие / Ю.С. Григорьев, T.JI. Шашкова. - Москва, 2006. - 44 с.

5. Шашкова, T.JI. Оценка токсичности воды по показателю трофической активности дафний и цериодафний / Т.Л. Шашкова // Матер. Междунар. научной школы-конференции студентов и молодых ученых «Экология южной Сибири и сопредельных территорий» / ХГУ. - 2005. - С. 69-70.

6. Шашкова, Т.Л. Оперативные рачковые биотесты токсичности вод / Т.Л. Шашкова, Ю.С. Григорьев // В сб. тезисов I Открытой науч.-практ. конф. молодых работников ФГУП "ГХК" / Железногорск. - 2006. - С. 37-39.

7. Григорьев, Ю.С. Оперативные технологии биотестирования токсичности вод / Ю.С. Григорьев, Т.Л. Шашкова, Е.С. Власова, М.А. Субботин // В сб. Тезисы докладов Междунар. конф. «Биоиндикация в экологическом мониторинге пресноводных экосистем» / г.Санкт-Петербург. - 2006. - С. 45.

8. Шашкова, Т.Л. Оперативное определение острой токсичности вод с использованием ветвистоусых ракообразных / Т.Л. Шашкова, Ю.С. Григорьев // Материалы Российской школы-конференции молодых ученых «Экотоксикология: Современные биоаналитические системы, методы и технологии / ИБФМ РАН. -Пущино. - 2006. - С. 133-136.

9. Шашкова, Т.Л. Влияние условий содержания рачков Daphnia magna на их чувствительность к тяжелым металлам / Т.Л. Шашкова, Ю.С. Григорьев // Матер. 2-ой научной конф. с участием стран СНГ "Современные проблемы физиологии биохимии водных организмов" / Петрозаводск. - 2007. - С. 172.

10. Шашкова, Т.Л. Оперативный биотест на основе трофической активности рачков Daphnia magna / Т.Л. Шашкова, Ю.С. Григорьев // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» / Киров. - 2007. - С. 55-58.

11. Шашкова, Т.Л. Сравнение показателей выживаемости и трофической активности дафний при определении токсичности воды / Т.Л. Шашкова, Ю.С. Григорьев // Материалы III Всероссийской конференции по водной токсикологии, посвященной памяти Б.А. Флерова. Часть 2 / Борок. - 2008. - С. 198-202.

12. Григорьев, Ю.С. Оперативная оценка токсичности вод методами регистрации флуоресценции хлорофилла / Ю.С. Григорьев, Е.С. Власова, Т.Л. Шашкова, М.А. Субботин // Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Экологические проблемы промышленных городов». Часть 1 / Саратов. - 2009. - С. 65-68.

13. Шашкова, Т.Л. Сравнение показателей выживаемости и трофической активности дафний в загрязненной водной среде / Т.Л. Шашкова, Ю.С. Григорьев // Тезисы докладов международной научной конференции и международной школы для молодых ученых «Проблемы экологии: чтения памяти профессора М.М. Кожова» / Иркутск: Изд-во Иркут. Гос. Ун-та. - 2010. - С. 483.

14. Лизинская, Н.П. Трофическая активность рачков дафний в токсикологическом эксперименте при различных температурах / Н.П. Лизинская, Т.Л. Шашкова, Ю.С. Григорьев // Сборник материалов VIII Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы биомониторинга и биоиндикации». Часть 1 / Киров. - 2010. - С. 203-206.

Подписано в печать 09.08.2011. Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Печать плоская Усл. печ. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ № 4662

Отпечатано Полиграфическим центром Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041 Красноярск, пр. Свободный, 82а

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Шашкова, Татьяна Леонидовна

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Анализ существующих методов биотестирования, особенности, преимущества и недостатки.

1.2 Дафнии и другие ветвистоусые ракообразные в определении токсичности водной среды.

1.3 Влияние условий экспонирования на чувствительность рачков к токсикантам.

1.4. Механизмы влияния токсических веществ на дафний.

1.5. Особенности питания ветвистоусых ракообразных.

1.6. Трофическая активность дафний и способы ее регистрации.

Глава 2. Объект и методы исследования.

2.1. Объект исследования.

2.2. Методика эксперимента по оценке выживаемости дафний.

2.3. Методика эксперимента по оценке трофической активности дафний

Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение.

3.1. Влияние условий вращения на жизнеспособность и чувствительность дафний к модельным токсикантам.

3.2. Выживаемость дафний при различных условиях экспонирования в присутствии токсикантов.

3.2.1. Влияние плотности посадки рачков на их чувствительность к токсикантам.

3.2.2. Влияние присутствия кормовых организмов в воде на чувствительность дафний к токсикантам.

3.2.3. Влияние состава культивационной воды на чувствительность дафний к токсикантам.

3.3. Оценка эффективности различных способов регистрации трофической активности дафний.

3.4. Трофическая активность дафний при различных условиях экспонирования в присутствии модельных токсикантов.

3.4.1. Влияние плотности посадки рачков и количества добавляемого корма на их трофическую активность.

3.4.2. Влияние возраста и энергетического статуса дафний на их трофическую активность и чувствительность к токсикантам.

3.4.3. Влияние температуры окружающей среды на трофическую активность дафний и их чувствительность к токсикантам.

3.4.4. Влияние времени внесения корма в тестируемую пробу на чувствительность дафний и к токсикантам.

3.5. Сравнение показателей выживаемости и трофической активности дафний при исследовании действия тяжелых металлов и других проб воды

Введение Диссертация по биологии, на тему "Выживаемость и трофическая активность Daphnia Magna Straus в оперативном экологическом контроле водных сред"

Загрязнение водной среды является одной из наиболее актуальных экологических проблем. Для оценки степени техногенного воздействия на водные экосистемы наряду с методами химического анализа используют биотестирование как интегральный показатель токсического загрязнения среды (Зайцева и др., 1994; Моисеенко, 2005; Филенко, 2007).

Среди этих методов важное место занимает определение токсичности среды с использованием низших ракообразных. Эти методы широко применяются для целей экологического контроля, как в России, так и за рубежом (Брагинский, 2000; Жмур, 2001; ISO, 1996, 2001; US ЕРА, 2002). В качестве тест-реакции в анализе на острую токсичность используют смертность рачков, а при установлении хронического токсического действия проводят наблюдения за изменением плодовитости и качества потомства. Несмотря на то, что хронический метод способен дать более глубокую оценку токсичности, острые опыты в значительной степени« способствуют сокращению объема работ, позволяя в существенно более короткие сроки получать информацию о качестве вод.

Использование быстрых ответов гидробионтов .на загрязнение может значительно снизить трудозатраты и время на проведение экологического контроля воды. Кроме того, длительные экспозиции приводят к изменению исходных физико-химических свойств и состава исследуемых проб, вследствие чего оценка качества среды может быть не всегда корректной (Лесников, 1983; Брагинский, 1989; Сазонова и др., 1997; Vosyliene, 2007). Данное обстоятельство особенно значимо при работе со сточными водами. Важное значение оперативность тест-реакции приобретает в различного рода чрезвычайных ситуациях, сопровождающихся загрязнением окружающей среды. В связи с этим остается актуальным поиск более оперативных методов токсикологического анализа.

Существует также возможность изменения чу в ств ите л ь н о сти дафний в результате варьирования условий выполнения анализа (Брагинский, 1987; Adema, 1978; Stuhlbacher at al., 1993; Kim at all, 2001). Для показателя выживаемости это время экспонирования, режим кормления, плотность посадки и физико-химические свойства культивационной воды. Для трофической активности важно знать условия экспонирования рачков, а так же определить метод оценки скорости потребления корма (микроводоросли).

Задачи:

Научная новизна. Впервые показано, что вращение тестируемых проб воды поддерживает в них содержание кислорода на оптимальном для жизнедеятельности рачков уровне. Определены условия экспонирования рачков, обеспечивающие увеличение чувствительности и оперативности тест-реакций. Трофическую активность дафний в присутствии токсикантов, измеряемую по количеству потребленных клеток водоросли, можно более точно установить методом регистрации интенсивности нулевого уровня быстрой флуоресценции хлорофилла. Предварительное экспонирование дафний в тестируемой среде без добавления пищи усиливает воздействие токсикантов на трофическую активность рачков.

Защищаемые положения:

1. Умеренное вращение тестируемых проб со скоростью 6-8 оборотов в минуту не создает для рачков дафний стрессовых условий и способствует повышению «их чувствительности к токсикантам, что существенно сокращает продолжительность проведения токсикологического эксперимента.

3. Трофическая активность дафний адекватно и оперативно отражает воздействие на них токсичных веществ.

Апробация. Материалы диссертации были представлены на научных конференциях различного уровня: X Всероссийской студенческой научной конференции «Экология и проблемы защиты окружающей среды» (КрасГУ, 2003); Международной научной школе-конференции студентов и молодых ученых «Экология южной Сибири и сопредельных территорий» (ХГУ, 2004, 2005, 2007); Межрегиональной научно-практической конференции «Объединение субъектов РФ и проблемы природопользования в Приенисейской Сибири» (Красноярск, 2005); Международной конференции памяти д.б.н., проф. Б.А.Флерова «Современные проблемы водной токсикологии» (Борок, 2005, 2008); Всероссийской конференции «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2006); Первой открытой научно-практической конференции молодых работников ФГУП "ГХК" (Железногорск, 2006); Международной конференции «Биоиндикация в экологическом мониторинге пресноводных экосистем» (Санкт-Петербург, 2006); Российской школе-конференции. молодых ученых «Экотоксикология: Современные биоаналитические системы, методы и технологии (ИБФМ РАН - Пущино, 2006); Второй научной конференции с участием стран СНГ "Современные проблемы физиологии биохимии водных организмов" (Петрозаводск, 2007); XII международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития» (Киров, 2007, 2010); ХЬУ1 Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс»: Глобальные проблемы и принципы устойчивого развития (Новосибирск, 2008); Региональной научно-практической конференции «Региональные проблемы природопользования и охраны окружающей среды» (Куртамыш, 2008); Научно-практической конференции с международным участием «Современные фундаментальные проблемы гидрохимии и мониторинга качества поверхностных вод России» (Азов, 2009, Ростов-на-Дону, 2009); Международной научной конференции и международной школе для молодых ученых «Проблемы экологии: чтения памяти профессора М.М. Кожова» (Иркутск, 2010).

Результаты работы были представлены на выставках НТТМ-2006 (г. Москва, 2006); 1-й и 2-й Городских ассамблеях (г. Красноярск, 2008; 2009); молодежном форуме (г. Красноярск, 2008); молодежном форуме «Селигер-2009».

Исследования по теме диссертации проведены при поддержке Сибирского федерального университета (грант на выполнение молодежного инновационного проекта «Разработка оперативного метода и аппаратуры для биотестирования токсичности вод на низших ракобразных» (2007 г.); грант на выполнение молодежного научно-исследовательского проекта «Исследование модификации токсических свойств тяжелых металлов в природных и сточных водах» (2007 г.); грант на выполнение коммерческого проекта «Разработка и внедрение оперативных технологий биологического контроля качества окружающей среды в систему государственного и ведомственного экологического мониторинга» (2007 г.); грант на выполнение молодежного проекта «Разработка оперативных методик определения токсичности воды флуоресцентными методами» (2008 г.); грант на выполнение инновационного проекта «Создание комплекса оперативных технологий биомониторинга окружающей среды» (2008 г.)) и Красноярского краевого фонда науки (индивидуальный грант для молодых ученых 170 (2007 г.); грант для участников международных конференций и стажировок среди студентов, аспирантов и молодых учёных - 2010 (КФ-129)).

Структура работы. Диссертация изложена на 122 страницах, содержит 6 таблиц, 22 рисунка, 5 приложений, состоит из введения, трех глав, заключения и выводов. Список литературы включает 169 наименований, в том числе 87 на иностранном языке.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Шашкова, Татьяна Леонидовна

Выводы

1. Вращение флаконов с дафниями во время токсикологического эксперимента в устройствах УЭР-03 со скоростью 6 — 8 оборотов в минуту не оказывает на рачков существенного стрессового воздействия. При этом для тест-организма создаются оптимальные условия по содержанию кислорода в воде и повышается его чувствительность к токсикантам.

Практические рекомендации:

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Шашкова, Татьяна Леонидовна, Красноярск

1. Арсан, О.М. Состояние и перспективы развития водной экотоксикологии / О.М. Арсан // Гидробиологический журнал. 2007. -Т. 43. -№6.-С. 50-64.

2. Биргер, Т.И. Метаболизм водных беспозвоночных в токсической среде (Текст): науч. изд. / Т.И. Биргер. Киев: Наук, думка, 1979. - 190 с.

3. Брагинский, Л.П. Пресноводный планктон в токсической среде Текст.: науч. изд. / Л.П. Брагинский, И.М. Величко, Э.П. Щербань. Киев: Наук, думка, 1987. - 180 с.

4. Брагинский, Л.П. Методы оценки токсичности сточных вод и перспективы их использования в контроле природных вод / Л.П. Брагинский // Методы биоиндикации и биотестирования природных вод: сб. науч. тр. / Л.: Гидрометеоиздат, 1989. С. 194-203.

5. Брагинский, Л.П. К методике токсикологического эксперимента с тяжелыми металлами на гидробионтах / Л.П. Брагинский, П.Н. Линник // Гидробиол. журн. 2003. - Т. 39. - № 1. - С. 92-104.

6. Брагинский, Л.П. Острая токсичность металлов для водных беспозвоночных при различных температурных условиях / Л.П.

7. Брагинский, Э.П. Щербань // Гидробиол. журн. 1978. - Т. 14. - № 6. -С. 86-92.

8. Брагинский, Л.П. Методологические аспекты токсикологического биотестирования на Daphnia magna и других ветвистоусых ракообразных (критический обзор) / Л.П. Брагинский // Гидробиол. Журн. '2000. - Т. 36 - № 5. - С. 50-70.

9. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем / Г.К. Будников // Соросовский образовательный журнал. -1998. №5.-С. 23-29.

10. Булгаков, Н.Г. Индикация состояния природных экосистем и нормирование факторов окружающей среды. Обзор существующих подходов. / Н.Г. Булгаков // Успехи современной биологии. 2002. - Т. 122. - №2.-С.115-135.

11. Веселов, Е.А. Биологические и физиологические тесты для оценки ядовитого действия промышленных сточных жидкостей на рыб и кормовые ресурсы водоемов / Е.А. Веселов // Проблемы водной токсикологии: сб> науч. тр. / Петрозаводск, 1988. С. 3-6.

12. Веселовский, В. А. Люминесценция растений: теоретические и практические аспекты (Текст): науч. изд. / В.А. Веселовский, Т.В. Веселова. М.: Наука, 1990. - 200 с.

13. Виноградов, Г.А. Процессы ионной регуляции у пресноводных рыб и беспозвоночных (Текст): науч. изд. / Г.А. Виноградов. М., 2000. - 216 с.

14. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды (Текст): справочные материалы / под ред. Т.В. Гусевой. М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. - 192 с.

15. Гиляров, A.M. Зоология беспозвоночных (Текст). В 2 т. Т.З. Биология ветвистоусых ракообразных / A.M. Гиляров. М.: Мир, 1980. - 117с.

16. Голованова, И.Л. Влияние тяжелых металлов на физиолого-биохимический статус рыб и водных беспозвоночных / И.Л. Голованова//Биология внутренних вод. -2008. №1. - С. 99-108.

17. Гутельмахер, Б.Л. Количественные закономерности* фильтрационного питания водных животных / Б.Л. Гутельмахер, А.Ф. Алимов // Общие основы изучения водных экосистем: сб. науч. тр. под ред. Г.Г. Винберга/Л.: Наука, 1970. с. 171-193.

18. Дятлова, Е.С. Сравнительная чувствительность ветвистоусых ракообразных к бихромату калия / Е.С. Дятлова // Экология моря. -2001.-№58.-С. 79-83.

19. Жмур, Н.С. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний Текст.: методическое пособие / Н.С. Жмур / ФР. 1.39.2007.03222. М.: АКВАРОС, 2007. - 52 с.

20. Иванова, М.Б. Влияние концентрации пищи на скорость фильтрации у Cladocera / М.Б. Иванова // Журнал общей биологии. 1970. - Т. 31. -№6.-С. 721-731.

21. Исакова, Е.Ф. Проведение токсикологических исследований на дафниях / Е.Ф. Исакова, Л.В. Колосова // Методы биотестирования качества водной среды: сб. науч. тр. под ред. О.Ф. Филенко / М.: изд-во МГУ, 1989.-С. 51-62.

22. Исакова, Е.Ф. Сезонные изменения фактической плодовитости D. Magna в лабораторной культуре / Е.Ф.Исакова // Гидробиол. Журн. -1980. Т. 16. - №4. - С. 86-89.

23. Исидоров, В.А. Введение в химическую экотоксикологию (Текст): Учеб. Пособие. / В.А. Исидоров. СПб: Химиздат, 1999. - 144 с.

24. Киселев, И.А. Планктон морей и континентальных водоемов. Распределение, сезонная динамика, питание и значение (Текст): науч. изд. / И.А. Киселев. Л.: Наука, 1980. - 440 с.

25. Кокова, В.-Е. Непрерывное культивирование беспозвоночных (Текст): науч. изд. / В.Е. Кокова. Новосибирск: Наука, 1982. - 168 с.

26. Коросов, A.B. Количественные методы экологической токсикологии (Текст): учебно-методическое пособие / A.B. Коросов, Н.М. Калинкина. ПетрГУ, КЕЦ. - Петрозаводск, 2003. - 56 с.

27. Крайнюкова, А.Н. Токсикологический контроль вод и оценка его эффективности / А.Н. Крайнюкова, А.И. Ярох, Л.А. Васьковец // сб. Методы биоиндикации и биотестирования природных вод.' Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - С. 210-215.

28. Критерии отнесения отходов к классам опасности для окружающей-природной среды. Приказ МПР РФ № 511 от 15.06.2001 электронный ресурс. Режим доступа:http://www.mnr.gov.ru/old 8Йе/раг1/?ас1?=тоге&М=97<£д^=:194

29. Крючкова, Н.М. Трофические взаимоотношения зоопланктона и фитопланктона (Текст): науч. изд. / Н.М. Крючкова. -М.: Наука, 1989. -124 с.

30. Крючкова, Н.М. Зависимость рациона от концентрации пищи у планктонных ракообразных / Н.М. Крючкова, В.Х. Рыбак // в кн.: Трофические связи и их роль в продуктивности природных водоемов. -Л.: Зоологический институт АН СССР, 1983. с. 48-53.

31. Кузьмич, В.Н. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов Текст.: руководство / В.Н. Кузьмич, С.А. Соколова, А.Н. Крайнюкова. М.: РЭФИА, НИА - Природа, 2002. - 118 с.

32. Лебедева, Г. Д. Экологический подход к оценке устойчивости пресноводных гидробионтов / Г.Д. Лебедева // сб. Физиология и токсикология гидробионтов. Ярославль: ЯрГУ, 1988. - с. 45-51.

33. Лесников, Л. А. Основные задачи, возможности и ограничения биотестирования / Л.А. Лесников // Теоретические вопросы биотестирования: сб. науч. тр. / Институт биологии внутренних вод. -Волгоград, 1983. С. 3-11.

34. Линник, П.Н. Кадмий в поверхностных водах: содержание, формы нахождения, токсическое действие / П.Н. Линник, И.В. Искра // Гидробиологический журнал. 1997. - Т.ЗЗ. - №6. - С. 72-87.

35. Лузгин, В.К. Динамика чувствительности популяции дафний на разных фазах ее развития к воздействию токсикантов / В.К. Лузгин // Физиология и токсикология гидробионтов: Сб. науч. тр. / Ярославск. гос. ун-т, 1990. С. 64-68.

36. Мануйлова, Е.Ф. Ветвистоусые рачки фауны СССР / (Текст): науч. изд. / Е.Ф. Мануйлова. -М.: 1964. -233с.

37. Маторин, Д.Н. О возможности использования флуоресцентных методов для изучения питания ракообразных / Д.Н. Маторин, Д.В. Вавилин, П.С. Венедиктов //Биологические науки. 1990. - №1. - С. 146-152.

38. Маячкина, Н.В. Особенности биотестирования почв с целью их экотоксикологической оценки / Н.В. Маячкина, М.В. Чугунова // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2009. - №1. — С. 84-93.

39. Методы биотестирования водной среды / (Текст): науч. изд. / под ред. О.Ф. Филенко. М.: Изд-во МГУ, 1989. - 124с.

40. Мисейко Г.Н., Daphnia magna (Crustacea Cladocera) как тест-объект в оптимальных условиях лабораторного культивирования / Г.Н.

41. Мисейко, Г.И. Тушкова, И.В. Цхай // Известия АГУ. 2001. - №3. - С. 83-86.

42. Моисеенко, Т.И. Экотоксикологический подход к оценке качества вод / Т.И. Моисеенко // Водные ресурсы. 2005. - Т. 32. - №2. - С. 184-195.

43. Моисеенко, Т.И. Рассеянные элементы в поверхностных водах суши: Технофильность, биоаккумуляция и экотоксикология (Текст): науч. изд. / Т.И. Моисеенко, Л.П. Кудрявцева, H.A. Гашкина. Ин-т вод. Проблем РАН. - М.: Наука, 2006. - 261 с.

44. Монаков, A.B. Питание пресноводных беспозвоночных / (Текст): науч. изд. /М.: ИПЭЭ, 1998. 321 с.

45. Новосадова, Т.Г. Сравнительная чувствительность гидробионтов к действию тяжелых металлов / Т.Г. Новосадова, Н.Л. Стручкова // Физиология и токсикология гидробионтов: Сб. науч. тр. / Ярославск. гос. ун-т. Ярославль, 1990. - С. 52-56.

46. Определитель пресноводных беспозвоночных Европейской части СССР (Текст) определитель. / под ред. Л.А. Кутиковой, Я. И. Старобогатова. Гидрометеоиздат, 1977. - 512 с.

47. Ратушняк, A.A. Влияние хлореллы, прижизненных выделений рогоза узколистного на токсикорезистентность дафний / A.A. Ратушняк, М.Г. Андреева, М.А. Ильясова, А.Ю. Ратушняк // Токсикологический вестник. 2003. - № 1. - С. 33-41.

48. Р 52.24-94 Рекомендации. Методы токсикологической оценки загрязнения пресноводных экосистем. Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. - Москва, 1994.- 127 с.

49. Рубин, А.Б. Биофизические методы в экологическом мониторинге / А.Б. Рубин // Соросовский Образовательный Журнал. 2000. - Т.6. -№4.-с. 7-13.

50. Рубин, А.Б. Первичные процессы фотосинтеза / А.Б. Рубин // Соросовский Образовательный Журнал. 1997. - №10. - С. 79 - 84.

51. Сазонова, В.Е. Использование биотестов при разработке мониторинга водной экосистемы / В.Е. Сазонова, Л.А. Зализняк, Л.М. Савельева, Е.В. Морозова, О.Б. Костюк // Экология. 1997. - №3. - С. 207-212.

52. Смирнов, Н.Н. Морфофункциональные типы питания ветвистоусых ракообразных (Cladocera, Crustacea) / Н.Н. Смирнов // Трофология водных животных, итоги и задачи: Сб. науч. тр. М.: Наука, 1973. -164-170.

53. Стом, Д.И. Токсичность органических соединений и тяжелых металлов при наличии кормовых организмов для Epischura baicalensis и Daphnia magna / Д.И. Стом, Т.А. Гиль // Гидробиологический журнал. 2000. -Т. 36. - № 2. - с. 54-59.

54. Строганов, Н.С. Методика определения токсичности водной среды / Н.С. Строганов // Методики биологических исследований по водной токсикологии: Сб. науч. тр. / М.: Наука, 1971. С. 14-61.

55. Строганов, Н.С. Основные принципы биотестирования сточных вод и оценка качества воды природных водоемов / Н.С. Строганов //

56. Теоретические вопросы биотестирования: сб. науч. тр. / Ин-та биол. внутр. вод. Волгоград, 1983. - С. 21-29.

57. Сущеня, JIM. Количественные закономерности питания ракообразных (Текст): науч. изд. / JIM. Сущеня. Минск: «Наука и техника», 1975. -208 с.

58. Терехова, В.А. Некоторые научно-организационные проблемы «Global Indicator Networks» / В.А. Терехова // Теоретическая и прикладная экология. 2009. - №3. - С. 16-19.

59. Терехова, В.А. Технологии биотестирования в оценке экотоксичности отходов / В.А. Терехова // Экология производства. 2009. - №1. - С. 4851.

60. Трофимова, В.А Поведенческие реакции Daphnia magna Straus при действии промышленных сточных вод / В.А. Трофимова, С.Г. Котляр / Вопросы методик водной токсикологии: сб. науч. тр. JL: ГосНИОРХ. - 1979.-С. 59-62.

61. Трофимова, М.Г. О повышенной чувствительности Daphnia magna Straus к растворам токсиканта в первое время после линьки / М.Г. Трофимова // Вопросы методик водной токсикологии: сб. науч. тр. Л.: ГосНИОРХ. - 1979.-С. 110-115.

62. Федоров, A.A. Жизнь растений Текст.: в шести томах. Т. 3. Водоросли. Лишайники / A.A. Федоров; под ред. М.М. Голербаха. М.: Просвещение, 1977. -487 с.

63. Филенко, О.Ф. Взаимосвязь биотестирования с нормированием и токсикологическим контролем загрязнения водоемов / О.Ф. Филенко // Вод. Ресурсы. 1985. - №3. - С. 130-134.

64. Филенко, О.Ф. Биологические методы в контроле качества окружающей среды / О.Ф. Филенко // Экологические системы и приборы. -2007. № 6. - С. 18-20.

65. Филенко, О.Ф. Некоторые принципы биотестирования токсичности загрязняемых природных вод / О.Ф. Филенко // Методы биоиндикации и биотестирования природных вод: сб. науч. тр. -Л.: Гидрометеоиздат, 1989.-С. 185-193.

66. Филенко, О.Ф. Основы водной токсикологии (Текст):, учеб. Пособие для ВУЗов / О.Ф. Филенко, И:В. Михеева: М.: Колос, 2007. - 144>с.

67. Филенко, О.Ф. Особенности действия бихромата калия на генерации и модельные популяции низших ракообразных / О.Ф: Филенко, Е.Ф. Исакова, A.B. Черномордина / Актуальные проблемы водной токсикологии: сб. науч. тр. Борок, 2004. - С. 176-195.

68. Флеров, Б.А. Биотестирование: терминология, задачи, перспективы / Б.А. Флеров // Теоретические вопросы биотестирования: сб. науч. тр. / Институт биологии внутренних вод. Волгоград, 1983. - С. 13-20.

69. Флеров, Б.А. Эколого-физиологические аспекты токсикологии пресноводных животных (Текст): науч. изд. / Б.А. Флеров. Л.: Наука, 1989.- 144 с.

70. Цвылев О.П., Переладов М.В., Патин С.А. Авторское свидетельство СССР № 1029079, Кл. G 01 N 33/52, 1983.

71. Экспресс-методы оценки токсичности питьевых, грунтовых, поверхностных пресных, сточных вод, а также водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов с помощью дафний и цериодафний Текст.: Методические рекомендации. Саратов. - 2006. -19 с.

72. Adema, D.M.M. Daphnia magna as a test animal in acute and chronic toxicity tests / D.M.M. Adema // Hydrobiologia. 1978. - vol. 59. - № 2. -pp. 125-134.

73. Allen, Y. A mechanistic model of contaminant-induced feeding inhibition in Daphnia magna / Y. Allen, P. Calow, D.J. Barid // Environment Toxicology and Chemistry. 1995. - Vol.14. - № 9. - pp. 1625-1630.

74. Atienzar, F.A. Fihness paramaters and DNA effects are sensitive indicators of copper-induced toxicity in Daphnia magna / F.A. Atienzar, V.V. Cheung, A.N. Jha, M.H. Depledge // Toxicological sciences. 2001. - Vol. 59. - pp. 241-250.

75. Baer, K.N. Suitability of High-Hardness COMBO Medium for Ecotoxicity Testing Using Algae, Daphnids, and Fish / K.N. Baer, M.C. Zeigenfuss, S.D. Batiks, Z. Ling // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1999. - № 63. - P. 289296.

76. Ban, S. Is the negative effect of crowding on ingestion rate in Daphnia pulex induced physically or chemically? / S. Ban, T. Ohnihsi, T. Mori, H.-W. Lee // Limnology. 2008. - Vol. 9. - pp. 13-18.

77. Barata, C. Comparing Metal Toxicity Among Daphnia magna Clones: An Approach Using Concentration-Time-Response Surfaces / C. Barata, D.G. Baird, S.J. Markich // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1999. - №37. - P. 326-331.

78. Barata, C. Influence of genetic and environmental factors on the tolerance of Daphnia magna Straus to essential and non-essential metals / C. Barata, D.G. Baird, S.J. Markich // Aquatic Toxicology. 1998. - Vol. 42. - P. 115-137.

79. Barata, C. The relative importance of water and food as cadmium sources to Daphnia magna Straus / C. Barata, S.J. Markich, D.J. Baird, A.M.V.M. Soares // Aquatic Toxicology. 2002. - № 61. -P. 143-154.

80. Barid, D.J. The Daphnia bioassay: a critique / D.J. Barid, I. Barber, M. Bradley, P. Calow, A. Soares // Hidrobiologia. 1989'. - № 188-189. - P. 403-406.

81. Bianchini, A. Mechanism of acute silver toxicity in Daphnia magna / A. Bianchini, C.M. Wood I I Environmental Toxicology and Chemistry. 2003. - Vol. 22. - No. 6. - P. 1361-1367.

82. Bitton, G. Ceriofast™: an acute toxicity test based on Ceriodaphnia dubia feeding behavior / G. Bitton, K. Rhodes, B. Koopman // Environmental Toxicology and Chemistry. 1996. - Vol. 15. - № 2. - pp. 123-125. •

83. Blaise, Ch. Toxicity Test Methods Text. Volume 1. Small-scale freshwater toxicity investigations / Ch. Blaise, J. Ferard. Springer, 2005. - 551 p.

84. Buikema, A. L. Filtering rate of the cladoceran, Daphnia pulex as a function of body size, light and acclimation / A. L. Buikema // Hidrobiologia. -1973. Vol.41, - pp. 515-527.

85. Cerejeira, M.J. Use of new microbiotests with Daphnia magna and Selenastrum capricornutum immobilized forms / M.J. Cerejeira, T. Pereira, A. Silva-Fernandes // Chemosphere. 1998. - Vol.37. - pp. 2949-2955.

86. Chan, M. A. Q. Effect of temperature on water flea Daphnia magna (Crustacea:Cladocera) electronic resource. / M. A. Q. Chan, M.A. Khan // Nature Precedings 2008 - №1909.1. - Режим доступа: http://precedings.nature.eom/documents/1909/version/l

87. Christensen, B.T. Comparison of feeding efficiency and swimming ability of Daphnia magna exposed to cypermethrin / B.T. Christensen, T.L. Lauridsen H.W. Ravn, M. A Bayley // Aquatic Toxicology. 2005. - Vol. 73. - pp. 210-220.

88. Clement, B. Development of a new laboratory freshwater / sediment microcosm test / B. Clement, C. Cadier // Ecotoxicology. 1998. - Vol. 7. pp. 279-290.

89. Clement В., A new protocol to measure the effects of toxicants on daphnid-algae interactions / B. Clement, S. Zaid // Chemosphere. 2004. - Vol. 55. -pp. 1429-1438.

90. Gladyshev, M.I. Selective grazing on Cryptomonas by Ceriodaphnia quadrangula fed a natural phytoplankton assemblage / M.I. Gladyshev, T.A. Temerova, O.P. Dubovskaya, V.I. Kolmakov, E.A. Ivanova // Aquatic Ecology. 1999. - Vol. 33. - pp. 347-353.

91. Gorbi, G. Bioavailability, bioaccumulation and tolerance of chromium: consequences in the food chain of freshwater ecosystems / Gorbi G., M. Invidia, C. Zanni, A. Torelli, M.G. Corradi // Annali di Chimica. 2004. -Vol. 94.-pp. 505-513.

92. Grosell, M. Sodium turnover rate determines sensitivity to acute copper and silver exposure in freshwater animals / M. Grosell, C. Nielsen, A. Bianchini // Comparative Biochemistry and Physiology. 2002. - Part C. - Vol. 133. -pp. 287-303.

93. Hadas, O. Preferential feeding behaviour of Daphnia magna / O. Hadas, B.Z. Cavari, Y. Kott, U. Bachrach // Hydrobiologia. 1982. - Vol. 89. - pp. 49-52.

94. Hanazato, T. Growth analysis of Daphnia early juvenile stages as an alternative method to test the chronic effect of chemicals / T. Hanazato // Chemosphere. 1998. -Vol. 36. -№8.-pp. 1903-1909.

95. Haney, J.F. Regulation of Cladoceran filtering rates in nature by body size, food concentration, and diel feeding patterns / J.F. Haney // Limnol. Oceanogr. 1985. - Vol. 30(2). - pp. 397-411.

96. Hartgers, E.M. Effect of Lindane on the Clearance Rate of Daphnia magna / E.M. Hartgers, E.H.W. Heugens, J.W. Deneer // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1999. - Vol. 36. - pp. 399-404.

97. Jeon, J. Role of food and clay particles in.toxicity of copper and diazinon using Daphnia magna / J: Jeon, J.S. Ra, S.H. Lee, M.J. Lee, S.H. Yu, SD. Kim // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2010. — Vol. 73. - P. 400-406.

98. Jonczyk, E. Toxicity Test Methods Text. Volume 1. Small-scale freshwater toxicity investigations. Part 10. Acute and chronic toxicity testing with Daphnia sp. / E. Jonczyk, G. Gilron. Springer: -2005. - pp. 337-393.

99. Juchelka, C. M. Rapid Toxicity Assessment Using Ingestion Rate of Cladocerans and Ciliates / C. M. Juchelka, T. W. Snell // Environ. Contam. Toxicol. 1995. - №28. - pp. 508-512.

100. Jun, B.H. Temperature-based rapid toxicity test using Geriodaphnia dubia / B.H. Jun, S.I. Lee, H.D. Ryu // Water Science Technology. 2006. - № 53. -pp. 347-355.

101. Jung, K. Use of Ceriofast™ for monitoring the toxicity of industrial effluents: comparison with 48-h acute Ceriodaphnia toxicity test and Microtox® / K. Jung, G. Bitton // Environmental Toxicology and Chemistry. 19971 - Vol. 16.-№ 11.-pp. 2264-2267.

102. ISO. Water quality determination of long term toxicity of substances to Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea) — chronic toxicity test. ISO 10706:2000 (E). International organization for standardization. Geneva, Switzerland

103. ISO. Water quality determination of the inhibition of the mobility of Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea) — acute toxicity test. ISO 6341: 1996 (E). International organization for standardization. Geneva, Switzerland

104. Kersting, K. Some features of feeding, respiration and energy conversion of Daphnia magna / K. Kersting // Hydrobiologia. 1978. - Vol. 59 - № 2. -pp. 113-120.,

105. Kersting, K. The use of the coulter counter for measuring the feeding rates of Daphnia magna / K. Kersting, W. Leeuw // Hydrobiologia. 1976. - Vol. 49.-№3.-pp. 233-237.

106. Kim, J.-H. Rapid Bioassay for Microcystin Toxicity Based on Feeding Activity of Daphnia / J.-H. Kim, B.-D. Yoon, H.-M. Oh // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2003. - T. 70. - pp.861-867.

107. Kim, S.D. Physicochemical factors affecting the sensitivity of Ceriodaphnia dubia to copper / S.D. Kim, M.B. Gu, H.E. Allen, D.K. Cha // Environmental Monitoring and Assessment. 2001. - №70. - P. 105-116.

108. Klein, B. Age as a factor influencing results in the acute daphnid test with Daphnia magna Straus / B. Klein // Wat. Res. 2000. - Vol. 34. - No. 5. -pp. 1419-1424.

109. Kmet, T. Feeding adaptations of filter feeders: Daphnia / T. Kmet, M. Straskraba // Ecological Modelling. 2004. - Vol. 178. - pp. 313-327.

110. Knops, M. Alterations of physiological energetics, growth and reproduction of Daphnia magna under toxicant stress / M. Knops, R. Altenburger, H. Segner // Aquatic Toxicology. 2001. - Vol. 53. - pp. 79-90.

111. Komjarova, I. Effect of Na, Ca and pH on simultaneous uptake of Cd, Cu, Ni, Pb, and Zn in the water flea Daphnia magna measured using stable isotopes /1. Komjarova, R. Blust // Aquatic Toxicology. 2009. - Vol. 94. -pp. 81-86.

112. Lazorchak, J.M. Development and validation of a Daphnia magna four-day survival and growth test method / J.M. Lazorchak, M.E. Smith; H.J. Haring // Environmental Toxicology and Chemistry. 2009. - Vol. 28. - No. 5. -pp. 1028-1034.

113. Leeuwangh, P. Toxicity tests with Daphnids: its application in the management of water quality / P. Leeuwangh // Hydrobiologia. 1978. -Vol. 59. - No.2. - pp. 145-148.

114. Lewis, M.A. Effect of loading density on the acute toxicities of surfactants, copper, and phenol to Daphnia magna Strans / M.A. Lewis // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1983. - Vol. 12. - P. 51-55.

115. Loiterton, B. Separating physical and physiological effects of temperature on zooplankton feeding rate / B. Loiterton, M. Sundbom, T. Vrede // Aquat. Sci. 2004. - Vol. 66. - P. 123-129.'

116. McKee, D. Long-term temperature acclimation in Daphnia magna: effects on filtering rates / D. McKee // Journal of Plankton Research. 1995. - Vol. 17. ,-№.5. - pp. 1095-1103.

117. McWilliam, R.A. Application of postexposure feeding depression bioassay with Daphnia magna for assessment of toxic effluents in rivers / R.A. McWilliam, D.J. Band // Environment Toxicology and Chemistry. 2002. -Vol. 21. - № 7. - pp. 1462-1468.

118. Munger, C. Influence of exposure time on the distribution of cadmium within the cladoceran Ceriodaphnia dubia / C. Munger, L. Hare, A. Craig, P.-M. Charest // Aquatic Toxicology. 1999. - Vol. 44. - pp. 195-200.

119. Muyssen, B.T.A. Age and exposure duration as a factor influencing Cu and Zn toxicity toward Daphnia magna / B.T.A. Muyssen, C.R. Janssen // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2007. - Vol. 68. - № 3. - pp. 436-442.

120. Orchard, S.J. A Rapid Response Toxicity Test Based on the Feeding Rate of the Tropical Cladoceran Moinodaphnia macleyi / S.J. Orchard, D.A. Holdway, C. Barata, R.A. Van Dam // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2002. - Vol.53. - pp.12-19.

121. Park, E. J. Combined effects of pH, hardness and dissolved organic carbon on acute metal toxicity to Daphnia magna / E. J. Park, H. J. Jo, J. Jung // Journal of Industrial and Engineering Chemistry/ 2009. - Vol. 15. - pp. 8285.

122. Park, S.Y. Cytotoxicity, genotoxicity and ecotoxicity assay using human cell and environmental species for the screening of the risk from pollutant exposure / S.Y. Park, J. Choi // Environment International. 2007. - Vol. 33.-№6.-pp. 817-822.

123. Persoon, G. Ecotoxicological characterization of waste Text. Capter 23. Comparison between Toxkit microbiotests and standard tests / G. Persoon, K. Wadhia. Springer Science+Business Media, LLC, 2009. - pp. 213-221.

124. Reynaldi, S. Linking feeding activity and maturation of Daphnia magna following short-term exposure to fenvalerate / S. Reynaldi, S. Duquesne, K. Jung, M. Lies // Environmental Toxicology and Chemistry. 2006. - Vol. 25. - № 7. - pp. 1826-1830.

125. Reynaldy, S. Influence of duration of exposure to the pyrethroid fenvalerate on sublethal responses and recovery of Daphnia magna Straus / S.

126. Reynaldy, M. Liess // Environmental toxicology and chemistry. 2005. -Vol. 24. -№5.-pp. 1160-1164.

127. Rinke, K. A model approach to evaluate the effect of temperature and food concentration on individual life-history and population dynamics of Daphnia / K. Rinke, J. Vijverberg // Ecological Modelling. 2005. - Vol. 186. - pp. 326-344.

128. Rodgher, S. Effects of interactions between algal densities and cadmium concentrations on Ceriodaphnia dubia fecundity and survival / S. Rodgher, E. L. G. Espindola // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2008. -Vol. 71.-pp. 765-773.

129. Ruck, J.G. Toxkit Technology and New Zealand Water Quality Guidelines / J.G. Ruck // Environmental Toxicology and Water Quality. 1998. - Vol. 13 - №4. - pp. 337-345.

130. Sarma S.S.S. Review of recent ecotoxicologycal studies on Cladocerans / S.S.S. Sarma, S. Nadini // Journal of environmental science and health. Part B. 2006. - № 41. - pp. 1417-1430.

131. Schindler, D. W. Feeding, assimilation and respiration rates of Daphnia magna under various environmental conditions and their relation to production estimates / D. W. Schindler // J. Animal Ecology. 1968. - Vol. 37.-№2.-pp. 369-385.

132. Scholten, M.C.Th. Eutrofication management and ecotoxicology Text. / M.C.Th. Scholten, E.M. Foekema, H.P. Van Dokkum, N.H.B.M. Kaag, R.G. Jak. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2005. - 122 P.

133. Smolders, R. Relationship between the energy status of Daphnia magna and its sensitivity to environmental stress / R. Smolders, M. Baillieul, R. Blust // Aquatic Toxicology. 2005. - № 73. - pp. 155-170.

134. Sofian, A. Effects of aqueous, dietary and combined exposures of cadmium to Ceriodaphnia dubia / A. Sofian, D.J. Price, W.J. Birge // Science of the Total Environment. 2007. - №385. - pp. 108-116.

135. Sofian A., Cadmium uptake by Ceriodaphnia dubia from different exposures: relevance to body burden and toxicity / A. Sofian, G. Rosita, D.J. Price, W.J. Birge // Environmental Toxicology and Chemistry. 2007. -Vol. 26. - No. 3. - pp. 470-477.

136. Stratton, G.W. Importance of bioassay volume in toxicity tests using algae and aquatic invertebrates / G.W. Stratton, J. Giles / Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1990. -№ 44. - P. 420-427.

137. Suedel, D.C. Experimental factors that may affect toxicity of cadmium to freshwater organisms / D.C. Suedel, J.H. Rodgers, E. Deaver / Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1997. - №33. - 188-193.

138. Taylor, G. Surface binding of contaminants by algae: consequences for lethal toxicity and feeding to Dahpnia magna Straus / G. Taylor, D.J. Band, A.M.V.M. Soares // Environment Toxicology and Chemistry. 1998. - Vol. 17. -№3. - pp. 412-419.

139. Tothill, I.E. Developments in bioassay methods for toxicity testing in water treatment / I.E. Tothill, A.P.F. Turner // Trends in analytical chemistry. -Vol. 15.-No. 5.- 1996.-pp. 178-188.

140. Untersteiner, H. Behavioural response of the cladoceran Daphnia magna Straus to sublethal copper stress validation by image analysis / H. Untersteiner, J. Kahapka, H. Kaiser / Aquatic Toxicology. - 2003. - Vol. 65. -pp. 435^142.

141. US EPA. Methods for measuring the acute toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms. EPA-821-R-02-012 -U.S. Environmental Protection Agency, 2002.

142. Vosyliene M.Z. Review of the methods for acute and chronic toxicity assessment of single substences, effluents and industrial waters / M.Z. Vosyliene // Acta Zoologica Lituanica. 2007. - Vol. 17. - №1. - pp. 3-15.

143. Wadhia K. Ecotoxicological characterization of waste Text. / K. Wadhia, G. Persoon. Toxkit tests. Capter 13. - Springer Science+Business Media. LLC.-2009.-pp. 145-152.

144. Weltens, R. Ecotoxicity of Contaminated Suspended Solids for Filter Feeders (.Daphnia magna) / R. Weltens, R. Goosens, S. Van Puymbroeck // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2000. - №39. - P. 315-323.

145. Wu, Y. Characteristics of six Cladocerans in relation to ecotoxicity testing / Y. Wu, Ch. Lin, L. Yuan // Ecological Indicators. 2007. - Vol. 7. - № 4. -pp. 768-775.

146. Yi, X. Long-term evaluation of lethal and sublethal toxicity of industrial effluents using Daphnia magna and Moina macrocopa / X. Yi, S.-W. Kang,

147. J. Jung // Journal of Hazardous Materials. 2010. - Vol. 178. - № 1-3. - pp. 982-987.

148. Yu, R.-Q. Kinetic uptake of bioavailable cadmium, selenium, and zinc by Daphnia magna / R.-Q. Yu, W.-X. Wang // Environment Toxicology and Chemistry. 2002. - Vol. 21. - № 11. - pp. 2348-2355.

Информация о работе

Шашкова, Татьяна Леонидовна
кандидата биологических наук
Красноярск, 2011
ВАК 03.02.08

Диссертация

Выживаемость и трофическая активность Daphnia Magna Straus в оперативном экологическом контроле водных сред - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы