Биотестирование сточных вод с использованием Lepidium Sativum

Размещено на http://allbest.ru

Биотестирование сточных вод с использованием Lepidium Sativum

Наталья Владиславовна Санникова,

Аннотация

Ключевые слова: биотестирование, сточные воды, тест-объект, сельское хозяйство, загрязнение, токсичность

Abstract

Biotesting of wastewater using lepidium sativum

Natalia V. Sannikova , Olga V Shulepova, Olga V. Kovaleva

In the modem world, the issues of pollution of environmental components from various sectors of the national economy occupy a leading place. The article presents the results of biotesting wastewater from a processing enterprise using a Lepidium Sativum test object. The results of laboratory experiments have shown that the wastewater of the enterprise discharged into storage ponds has an acute toxic effect on the test culture. The effect M'as manifested in a decrease in seed germination in experimental variants by 40-86% relative to the control on day 10. Chemical analysis of wastewater confirmed the presence ofpollutants characteristic of this industry, as well as the results of the conducted bioassav.

Keywords: biotesting, wastewater, test object, agriculture, pollution, toxicity

Введение

В результате производства продукции сельскохозяйственные перерабатывающие предприятия сталкиваются с проблемой сброса сточных вод в окружающую среду [1, 2]. В молочном производстве основными видами сточных вод являются производственные (около 70%) и хозяйственно-бытовые (около 30%) [3, 4]. Россия занимает 4 место в мировом рейтинге крупнейших в мире производителей молока и молочной продукции, при этом сброс сточных вод в молочной отрасли составляет - 25-30 млн м³ в год [5-7].

Удельный расход воды в технологиях обработки молока составляет от 3,5 до 5 м³ на тонну продукции. Тюменская область насчитывает более 10 крупных молокоперерабатывающих производств, которые также являются источниками загрязнения окружающей среды сточными водами [7]. Загрязняющие вещества, попадая в воду, могут проявлять токсические свойства [8]. Оценить ответ организмов на такое воздействие возможно методом биотестирования [9]. Суть метода заключается в определении действия испытуемых веществ на специально выбранные организмы и тест-реакции [10]. Биотестирование направлено на оценку суммарного токсического действия всего комплекса загрязняющих веществ, содержащихся в исследуемой среде (пробе) [11].

Материалы и методы исследований

Степень токсичности промышленных стоков возможно оценить методом биотестирования (фитотестирования). Под биотестированием понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функцийу тест-объектов [12, 13].

Объект исследований - сточные воды молокоперерабатывающего предприятия. Отбор проб сточных вод из прудов-накопителей для биотестирования (фитотестирования) и химических анализов проводили по 3 -м точкам - из сливной трубы в 1 карте (1 к.т. - J вариант), в 1 карте (2 к,т, - 2 вариант), в месте перелива из 1 карты (3 к.т. - 1 вариант) (рисунок 1) [2].

Рисунок 1. Места отбора проб

В качестве тест-объекта использовались семена кресс-салата (Lepidium sativum), которые помещались в чашки Петри по 25 штук в 4-х кратной повторности. Схема опыта по биотестированию представлена 3 вариантами и контролем. загрязнение сточный токсичность биотестирование

В течение всего срока наблюдений (10 суток) образцы периодически поливались сточной и чистой (контроль) водой. В качестве контроля использовали водопроводную воду, предварительно отстоянную. На протяжении опыта отмечали всхожесть семян, по окончании - измеряли морфометрические показатели (длину корней и надземной части растений). Результаты эксперимента были обработаны методом вариационной статистики.

Результаты исследований и их обсуждение

Биотестирование, в частности фитотестирование, позволяет оценить степень токсичности сточных вод. Всхожесть тест-объектов фиксировали на 5 и 10 сутки наблюдений.

К сожалению, всхожесть на 5 сутки была отмечена только на контрольном варианте. Этот факт позволяет сделать предположение о достаточно высокой токсичности исследуемых сточных вод. Всхожесть на контрольном варианте на 10 сутки составила 86%, тогда как на трех других она составила соответственно 0, 14 и 46 % (рисунок 2).

Рисунок 2. Всхожесть Lepidium Sativum на 10 сутки

По результатам проведенного исследования отмечено угнетенное состояние Lepidium Sativum в вариантах со сточными водами предприятия, что говорит о присутствии загрязняющих веществ, которые оказывают токсичное действие на растение.

Фиксация морфометрических показателей на всех вариантах опыта проводилась на 10 сутки, поскольку в более ранний период это возможно было сделать только на контрольном варианте. На исследуемых вариантах наблюдались отличия по длине корня и надземной части в сравнении с контрольным (таблица 1).

Таблица 1

Морфологические показатели кресс-салата (Lepidium sativum) (X±m)

По значению индекса токсичности пробы отнесены к токсичным, т.к. значения индекса (ИТ) превышали 20% порог.

Характер загрязняющих веществ, присутствующих в сточных водах, зависит от технологических процессов предприятия. Результаты химических исследований во всех отобранных пробах показали превышение содержания загрязняющих веществ по следующим показателям: массовая доля жиров, БПКТ, ХПК, фосфаты, массовая концентрация ионов, что отражает специфику производства и подтверждает результаты биотестирования (таблица 2).

Таблица 2 Лабораторные исследования сточной воды

Отмечается наибольшее превышение содержания загрязняющих веществ в пробах 1 к.т. по массовой доле жиров в 6 раз, по БПКТ и ХПК - в 2 раза. В 3 к.т. зафиксировано превышение по фосфатам в 65 раз и массовой концентрации ионов аммония в 64 раза.

Результаты исследований с использование химических и биологических способов подтвердили присутствие загрязняющих веществ в сточных водах, которые негативно влияют на всхожесть и развитие Lepidium Sativum.

Заключение

Результаты лабораторных опытов с применением биотестирования показали, что сточные воды предприятия, сбрасываемые в пруды-накопители, оказывали острое токсическое действие на Lepidium Sativum. Действие проявилось в снижении всхожести семян в опытных вариантах на 40-86% относительно контроля на 10 сутки. Химический анализ сточных вод подтвердил присутствие загрязняющих веществ, характерных для данной отрасли, а также результаты проведенного биотестирования.

Список источников

1. Санникова Н.В., Ковалева О.В., Шулепова О.В. Использование системы микробиологической очистки в сточных водах // Сборник статей II всероссийской (национальной) научно-практической конференции "Современные научно-практические решения в АПК", Тюмень, 26 октября 2018 года / Государственный аграрный университет Северного Зауралья. Тюмень: Гос. аграрный университет Северного Зауралья, 2018. С. 51-55.

2. Ковалева О. В., Санникова Н.В., Шулепова О.В. Уровень загрязненности сточных вод молокоперерабатываюгцих предприятий Тюменской области // Самарский научный вестник. 2020. Т. 9. № 1(30). С. 49-54. DOI 10.24411/2309-4370- 2020-11107.

3. Санникова Н.В., Ковалева О.В., Шулепова О.В. Актуал. использования пробиотических препаратов при очистке сточных вод сельскохозяйственных предприятий // Агропродовольств. политика России. 2019. № 1 (85). С. 13-17.

4. Ковалева О.В., Санникова Н.В., Шулепова О.В. Экологичная система микробиологической очистки в животноводстве // АгроЭкоИнфо. 2019. № 3 (37). С. 26.

5. Ковалева О. В., Санникова Н.В., Шулепова О.В. Уровень загрязненности сточных вод молокоперерабатываюгцих предприятий Тюменской области // Самарский научный вестник. 2020. Т. 9. № 1 (30). С. 49-54. DOI 10.24411/2309-4370- 2020-11107.

6. Санникова Н.В., Ковалева О.В., Шулепова О.В. Возможность применения пробиотических препаратов при очистке сточных вод перерабатывающих предприятий // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2020. №2 (61). С. 79-83.

7. Kovaleva О., Sarmikova N. Microbiological treatment system of storage ponds. E3S Web of Conferences: Innovative Technologies in Environmental Science and Education, ITESE 2019, Divnomorskoe Village, September 09-14,2019. Divnomorskoe Village: EDP Sciences, 2019. P. 01007. DOI 10.1051/e3sconf/201913501007.

8. Акатьева Т.Г. Использование пшеницы Triticum aestivum в токсикологических исследованиях // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2021. № 1 (64). С. 69-73.

9. Казекина В.Н., Иванова А.В., Санникова Н.В. Использование метода биотестирования при оценке токсичности снега // Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения: Сборник материалов LIII Международной студенческой научно-практической конференции, Тюмень, 29 марта 2019 года. Тюмень: Государственный аграрный университет Северного Зауралья, 2019. С. 243-248

10. Акатьева Т.Г. Влияние нефтяного загрязнения на рост и развитие лука Allium сера // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2021. № 2 (65). С. 40-43.

11. Акатьева Т.Г. Использование метода вариационной статистики в экотоксикологии // Актуальные проблемы экологии и природопользования: Сборник статей по материалам III Всероссийской (национальной) научно-практической конференции, Курган, 10 апреля 2019 года / под общ. ред. С.Ф. Сухановой. Курган: Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева, 2019. С. 179-183.

12. Оценка качества снега методом биотестирования / А.П. Харитонова, Н.В. Санникова, Е.С. Санникова, О.П. Кычкова // Актуальные вопросы науки и хозяйства: новые вызовы и решения: Сбор. матер. LIII Международной студ. научно-практической конференции, Тюмень, 29 марта 2019 года. Тюмень: Гос. аграрный университет Северного Зауралья, 2019. С. 202-206.

13. Тагирова К.Б., Барахнина В.Б., Гилязов А.А. Биотестирование буровых сточных вод на проростках кресс- салата, водорослях и низших ракообразных // Экологический вестник России. 2020. № 6. С. 14-17.

References

1. Sannikova, N.V., O.V. Kovaleva and O.V. Shulepova. The use of microbiological purification system in wastewater. Collection of articles of the II All-Russian (national) scientific and practical conference "Modem scientific and practical solutions in agriculture", Tyumen, October 26, 2018. State Agrarian University Northern Trans-Urals. Tyumen: State Agrarian University of the Northern Trans-Urals, 2018, pp. 51-55.

2. Kovaleva, О. V., N. V. Sannikova and O.V. Shulepova. The level of contamination of wastewater from milk processing enterprises of the Tyumen region. Samara Scientific Bulletin, 2020, vol. 9, no. 1 (30), pp. 49-54. DOI 10.24411/2309-4370-2020-11107.

3. Sannikova, N.V., O.V. Kovaleva and O.V. Shulepova. Relevance of the use of probiotic drugs in wastewater treatment of agricultural enterprises. Agro-food policy of Russia, 201i|no. 1 (85), pp. 13-17.

4. Kovaleva, O.V., N.V. Sannikova and O.V. Shulepova. Ecological system of microbiological purification in animal husbandry. AgroEcoInfo, 2019, no. 3 (37), pp. 26.

5. Kovaleva, O.V., N.V. Sannikova and O.V. Shulepova. The level of contamination of wastewater from milk processing enterprises of the Tyumen region. Samara Scientific Bulletin, 2020, vol. 9,no. 1 (30), pp. 49-54. DOI 10.24411/2309-4370-2020-11107.

6. Sannikova, N.V., O.V. Kovaleva and O.V. Shulepova. The possibility of using probiotic drugs in wastewater treatment of processing enterprises. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University, 2020, no. 2 (61), pp. 79-83.

7. Kovaleva, O., N. Sannikova. Microbiological treatment system of storage ponds, E3S Web of Conferences: Innovative Technologies in Environmental Science and Education, ITESE 2019, Divnomorskoe Village, September 09-14,2019. Divnomorskoe Village: EDP Sciences, 2019. P. 01007. DOI 10.1051/e3sconf/201913501007.

8. Akatieva, T.G. The use of wheat Triticum aestivum in toxicological studies. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University, 2021, no. 1 (64), pp. 69-73.

9. Kazekina, V.N., A.V. Ivanova and N.V. Sannikova. The use of the biotesting method in assessing the toxicity of snow. Topical issues of science and economy: New challenges and solutions: Collection of materials of the LE1I International Student Scientific and Practical Conference, Tyumen, March 29,2019. Tyumen: State Agrarian University of the Northern Trans-Urals, 2019, pp. 243-248.

10. Akatieva, T.G. The influence of oil pollution on the growth and development of Allium сера onions. Bulletin of Michurinsk State Agrarian University, 2021, no. 2 (65), pp. 40-43.

11. Akatieva, T.G. Using the method of variation statistics in ecotoxicology. Actual problems of ecology and nature management: Collection of articles based on the materials of the III All-Russian (National) Scientific and Practical Conference, Kurgan, April 10, 2019. Under the general editorship of S.F. Sukhanova. Kurgan: Kurgan State Agricultural Academy named after T.S. Maltsev, 2019, pp. 179-183.

12. Kharitonova, A.P., N.V. Sannikova, E.S. Sannikova and O.P. Kychkova. Assessment of snow quality by biotesting method. Topical issues of science and economy: New challenges and solutions: Collection of materials of the LIII International Student Scientific and Practical Conference, Tyumen, March 29, 2019. Tyumen: State Agrarian University of the Northern Trans- Urals, 2019, pp. 202-206.

13. Tagirova, K.B., V.B. Barakhina and A.A. Gilyazov. Biotesting of drilling wastewater on watercress seedlings, algae and lower crustaceans. Ecological Bulletin of Russia, 2020, no. 6, pp. 14-17.

Размещено на Allbest.ru