Глоссарий 3
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Здоровье экосистем 6
1.2 Виды биоиндикаторов 7
1.3 Мониторинг на основе поведенческих характеристик животных 10
1.4 Мониторинг вод с использованием морских и пресноводных моллюсков 10
1.5 Биоэлектронная система мониторинга 11
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 14
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 17
3.1 Физико-географическая характеристика бассейна реки Кама 17
3.2 Состояние реки Кама 19
3.3 Характеристика выбранных станций отлова моллюсков 20
3.4 Индекс состояния (Condition Index) 25
3.5 Результаты лабораторного исследования 27
3.6 Индексы MPI и BCF 30
3.7 Результаты тестирования адаптивной способности моллюсков 32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 43
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 44
ПРИЛОЖЕНИЯ 47
Приложение №1 статистическая обработка полученных результатов 47
Биоиндикаторы играют важную роль в современном биомониторинге состояния природной водной среды. Их использование позволяет прямо или косвенно оценивать биологические эффекты загрязняющих веществ, поступающих в экосистему. Они быстро реагируют на воздействие химических и физических факторов, что можно использовать для создания систем раннего биологического предупреждения (СРБП) (Pattanayak и др., 2020). Привлечение внимания к реакциям организмов, чувствительных к изменениям, и их использование для контроля качества окружающей среды открыло новые возможности для развития научного направления, известной в литературе, как биоиндикация. Биоиндикация предполагает использование знаний несколько научных дисциплин, включая биологию, географию в широком смысле и химию. Таким образом, она объединяет в понятной форме измерения, полученные с помощью инструментов физикохимического анализа (результаты химического анализа), и оценки воздействия этих химических загрязнений на водные организмы-биоиндикаторы, переводя эти параметры в биохимические, физиологические и морфологические изменения у биоиндикаторов (Jozwiak, 2014). Оценка состояния биоиндикаторов косвенно обеспечивает оценку естественного состояния или уровня/степени загрязнения, присутствующего в данной конкретной экосистеме (Manickavasagam и др., 2019).
В настоящее время набирают популярность системы раннего биологического предупреждения (СРБП), которые могут обнаруживать опасные загрязнения, например, воды источника питьевого водоснабжения до ее поступления в систему водозабора водопроводной станции. Непрерывный мониторинг в режиме реального времени можно использовать не только для выявления откликов намного быстрее, чем стандартные 24часовые тесты на острую токсичность, но также для непрерывного мониторинга сточных вод. В данной работе использовался один из методов биомониторинга - биоэлектронный подход, который был разработан в НИЦЭБ РАН под руководством Холодкевича С. В.
Цель выпускной квалификационной работы - провести сравнительную биоэлектронную диагностику экологического состояния (здоровья) экосистем акваторий реки Кама (в районе г. Набережные Челны) с различной антропогенной нагрузкой, на основе оценок адаптивной способности (здоровья) обитающих в них моллюсков.
Задачи:
1. Оценить степень загрязнения реки Камы на основе литературных данных.
2. Провести сравнительную оценку уровней загрязнения выбранных акваторий по загрязненности донных отложений и тканей местных видов моллюсков- фильтраторов тяжелыми металлами.
3. Провести натурные эксперименты с использованием выбранной методики тестирования адаптивного состояния (здоровья) моллюсков, обитающих в исследованных участках акватории р. Кама.
4. Провести сравнительные оценки экологического состояния (здоровья) выбранных акваторий реки Камы вдоль побережья г. Набережные Челны по результатам тестирования здоровья обитающих в них моллюсков Unio pictorum.
Объект исследования: акватории реки Кама в черте г. Набережные Челны.
Предмет исследования: сравнительная оценка различий адаптивных возможностей местных моллюсков Unio pictorum с использованием биоэлектронной системы контроля их кардиоактивности.
1. По измеренным величинам биомаркеров Твосст моллюсков была проведена оценка экологического статуса акваторий. Наиболее высокий статус оказался у станции 1 (правый берег Камы), хороший - станции 2 (начало города) и 4 (городской пляж), посредственный - станции 3 (место сброса ливневых вод) и 5 (за плотиной (с. Бетьки)).
2. Акватории, которые были выбраны для исследования, имели различную антропогенную нагрузку. Результаты данного исследования дали возможность оценить, как изменения этой нагрузки влияют на функциональное состояние двустворчатых моллюсков-фильтраторов Uniopictorum р. Кама.
3. На основе сравнительного анализа концентраций тяжелых металлов (Fe, Cd, Mn, Cu, Sn, Pb, Zn) в мягких тканях моллюсков и в донных осадках, отобранных в этих акваториях было установлено значительное превышение концентрации марганца, свинца и железа именно в тех рекреационных акваториях г. Набережные Челны, в которых наблюдался самый низкий экологический статус, оцененный по биомаркеру Твосст моллюсков. Это, по-видимому, позволяет предположить, что наиболее вероятной причиной их «посредственного» экологического статуса, с точки зрения «здоровья» моллюсков, является загрязнение этих акваторий и мягких тканей моллюсков именно данными металлами.
