Введение 5
1. Обзор литературы 6
1.1. Состав, свойства и классификация почвы 6
1.1.1. Состав почвы 6
1.1.2. Свойства почвы 8
1.1.3. Классификация почв 9
1.1.4. Разнообразие почв Красноярского края 10
1.2. Анализ методов тестирования почв 13
1.2.1. Природно-хозяйственная оценка почв сельскохозяйственных земель 18
1.2.2. Агрофизическое обследование почв сельскохозяйственных земель 21
1.2.3. Обследование почв сельскохозяйственных земель на биологическую
активность 23
1.2.4. Эколого-токсикологическое обследование почв 23
1.2.5. Понятие и типы деградации почв и земель 25
1.2.6. Загрязнение почв тяжелыми металлами и фтором 26
1.2.7. Нормирование содержания загрязняющих веществ в почвах 27
2. Материалы и методы 32
2.1. Выбор модельных образцов почвы 32
2.2. Биферментная система: NADH:FMN-OkcugopegykTa3a + люцифераза.... 35
2.3. Выбор и обоснование модельных загрязнителей 38
3. Результаты и обсуждение 40
3.1. Оценочные критерии влияния модельных загрязнителей на разные
ферментативные системы 40
3.2. Изучение влияния модельного загрязнителя на биферментную систему
NADH:FMN-оксидоредуктaзa + люцифераза 40
3.3. Изучение влияния эталонных образцов почв и модельного загрязнителя на биферментную систему NAD(P)H: FMN - оксидоредуктаза + люцифераза 41
3.4. Определение активности биферментной системы NAD(P)H: FMN -
оксидоредуктаза + люцифераза в экстрактах почвенных профилей при добавлении в них модельного загрязнителя 44
4. Заключение 46
5. Список использованных источников 47
Приложения 50
Почва является одной из важнейших составляющих земной биосферы. Для человека почва является одним из ключевых ресурсов. В связи с увеличением численности населения возникает необходимость в обработке новых земельных участков. Кроме того, растущий темп развития городов и промышленности приводит сильнейшему загрязнению почвенных покровов, к их деградации. Таким образом, наличие эффективных методов оценки состояния и качества почвы становится необходимым.
Химический анализ позволяет определить концентрации поллютантов с высокой точностью, однако этого недостаточно для верной оценки токсического воздействия на живой организм. Поэтому становятся необходимы биологические методы оценки состояния окружающей среды. В биотестировании при¬меняются организмы разных трофических уровней: бактерии, нематоды, рыбы, водоросли, высшие растения. Особое внимание исследователи уделяют биолюменесцентному бактериальному тестированию, ввиду его простоты, высокой чувствительности и скорости анализа. В этом случае по влиянию загрязнителей на параметры биолюминесценции оценивают токсическое действие образцов. В свою очередь бактериальный биолюминесцентный анализ имеет ряд недостатков [1], которых лишен метод ферментативного биолюминесцентного анализа. Этот метод обладает большей чувствительностью, стабильностью, специфичностью и экспрессностью. В основе метода лежит реакция, катализируемая ферментативной системой NAD(P)H: FMN-оксидоредуктаза + люцифераза. Не¬смотря на все достоинства, биолюминесцентные методы не позволяют точно определить тип вещества и его концентрацию, они лишь позволяют дать экспрессную оценку токсичности. Поэтому физико-химические методы и биолюминесцентный анализ должны применяться совместно и дополнять друг друга. На сегодняшний день на основе ферментативного биотеста разработана методика анализа водных сред, однако для оценки состояния почв таковой нет.
Таким образом, цель данной работы заключается в проверке эффективности применения метода биолюминесцентного ферментативного тестирования для оценки степени загрязнения почвы. В качестве модельного загрязнителя выбрана медь сернокислая.Основными задачами исследования было:
1) Оценить чувствительность биотеста к разным типам почв
2) Исследовать влияние модельного токсиканта на ферментативную систему
3) Определить активность ферментативной системы в экстрактах почвенных профилей при добавлении в них модельного загрязнителя
4) Оценить чувствительность двух типов реагента «Энзимолюм» к почвенным экстрактом с добавленным в них модельным токсикантом
В результате проведенной работы были сделаны следующие выводы:
• Определена концентрационная зависимость величины остаточного свечения от раствора медного купороса в воде. Для водного раствора сульфата меди (II) EC50 = 0,1 мкМ
• Исследования активности биферментной сопряженной системы при добавлении почвенных экстрактов и модельного загрязнителя показало, что может происходить как уменьшение, так и увеличение степени ингибирования.
• Исследование активности биферментной сопряженной системы при добавлении почвенных экстрактов по профилю почв, с увеличением глубины взятия образца и модельного загрязнителя не выявило явного увеличения величины остаточного свечения.
• В результате модельных исследований срезов было показано, что для определения качества почвы необходимо определять не только остаточное свечение Т, но и кол-во разведений. Модельный токсикант может взаимодействовать и оказывать более ингибирующее действие при взаимодействии с экстрактами срезов почв.
• При исследовании чувствительности двух типов реагента «Энзимолюм» к почвенному экстракту и модельному загрязнителю было показано, что наиболее приоритетным является использование малоактивного препарата.
