Биотестирование токсичности снега по проросткам растений индикаторов

МБОУ «СОШ №1 им. Героя Советского Союза Каманина Н.П.»

г. Меленки

Исследовательская работа

по биологии

Биотестирование

токсичности снега по проросткам растений индикаторов

                                                                    Автор работы:

                                                                    ученица 8 «А» класса

Накладова Валерия Александровна

                                                           Руководитель:

                                                                         учитель биологии

                                                           Бушуева Елена Сергеевна

Содержание

I.Введение

II.Литературный обзор

        II.1. Изученная литература

        II.2. Пшеница, как индикатор состояния окружающей среды

III.Практическая часть

IV.Результаты исследования

V.Выводы

VI.Список используемой литературы

VII.Приложения

I.Введение

Антропогенными источниками загрязнения среды в нашем городе являются  транспорт и промышленные предприятия. Вредные вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями в атмосферу, а также автомобильные выхлопы,  могут накапливаться в снеге и с талыми водами поступать в открытые и подземные водоемы, загрязняя их. Это может привести к изменению состава  воды и почвы.

Накапливаемые в  снеговом покрове сера, свинец, тяжелые металлы, опасны для здоровья человека.  Поэтому, актуальным является изучение его общей токсичности.

Снег можно рассматриваться как своеобразный  индикатор загрязнения окружающей среды. Исследуя пробы снега, собранного в разных участках города, можно получить достаточно полное представление о степени и характере загрязнения окружающей среды на этих участках.  

Целью моей работы было:

Исследование общей химической токсичности снега в г. Меленки методом  биотестирования по проросткам растений индикаторов.

Задачи, которые я ставила перед собой:

1. Изучить влияние химического состава талой воды, полученной из снега разных участков города, на развитие проростков озимой пшеницы.
2. Сопоставить результаты разных проб.
3. Проанализировать результаты опыта и сделать вывод о степени токсичности снега на разных участках.

        Для успешного выполнения поставленных задач я  воспользовалась такими методами исследования, как эксперимент, наблюдение, сравнение, измерение.

        На основе исследований  сделала вывод о степени токсичности снега  разных участков нашего города.

II.Литературный обзор

        II.1. Изученная литература

Основные литературные источники моей работы:

1) Мансурова С.Е., Кокуева Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 кл.: Школьный практикум.- М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. – 112с.: ил.

2) Федина М.А. Биотестирование снега// Первое сентября, №24,2007г. - содержит принципы выбора методики исследования, описание и отработку методики биотестирования.

Из прочитанной литературы выяснила, что для человека  очень опасны отравления, вызванные органическим соединением свинца — тетраэтилсвинцом Pb (C2H5)4. Это  маслянистая  бесцветная жидкость с резким запахом, еще более токсичная, чем сам свинец.  Это вещество было впервые найдено в 1921 г. Тетраэтилсвинец начали активно добавлять  в бензин в количестве 0,1 % для повышения его октанового числа. Небольшая добавка тетраэтилсвинца повышает качество бензина, экономичность двигателей внутреннего сгорания, а присутствие специальных веществ обеспечивает связывание этого металла в легколетучие соединения и удаление их в атмосферу. Известно, что ежегодно автомобили всего мира выбрасывают в окружающую среду более 2 млн. тонн свинца. С выхлопными газами  это вещество  оседает вдоль дорог, накапливается в почве, легко попадает в воду,  накапливается в растениях.  Из воды  и растений свинец может попасть и в организм человека.

Обычно содержание свинца в растениях незначительно, примерно 0,001–0,002% от веса золы. Но верхний порог концентрации свинца для растений пока не установлен. Некоторые растения, например мхи и лиственница, поглощают его в довольно больших количествах, а береза, ива, осина – в меньших. Всего растительность суши вовлекает в биологический круговорот ежегодно 70–80 тыс. т свинца. Неудивительно, что содержание этого металла оказывается повышенным в растениях, растущих вблизи автодорог.

Для здоровья человека особую опасность представляет повышенное содержание свинца в овощах и фруктах, выращенных вблизи автострад, а также в молоке коров, которым скармливалась загрязненная трава.  Есть сведения о том, что содержание 0,1 г свинца в 1 кг сена является причиной гибели крупного рогатого скота.

II.2. Пшеница, как индикатор состояния окружающей среды

Пшени́ца (лат. Triticum) — род травянистых, в основном однолетних, растений семейства Злаки, или Мятликовые, ведущая зерновая культура во многих странах, в том числе и России.

Мука из зёрен пшеницы идёт на выпекание хлеба, изготовление макаронных и кондитерских изделий. Пшеница также используется как кормовая культура, входит в некоторые рецепты приготовления пива и водки.

Пищевая ценность зерен пшеницы на 100 г продукта такова:

Энергетическая ценность 360 ккал (1505 кДж)

Белки        до 14 г

Жиры         2-2,5 г

Углеводы        68-71 г

— крахмал         65-68 г

— дисахариды 3 г

         — балластное вещество 10 г.

Пшеницу выращивают и в Меленковском районе. Нередко поля, где растет пшеница, располагаются параллельно оживленным трассам.

Сера, свинец, тяжелые металлы автомобильных выхлопов, могут накопиться в снеге,  а весной с талой водой попасть в зерновки пшеницы и повлиять на развитие корневой системы и проростков. Вредные вещества будут угнетать рост растений или накапливаться в них. Такие растения будут опасны для здоровья человека.

III. Практическая часть

        Существуют различные методики исследования уровня загрязненности окружающей среды. Государственные природоохранные организации в целях мониторинга окружающей среды города используют инструментальные методы определения содержания в воздухе, воде и почве вредных веществ. Для меня такие методы недоступны. Наша школа не оснащена специальным оборудованием и реактивами. Поэтому, в своей работе использовала метод биотестирования, то есть определения качества окружающей среды с помощью живых организмов. В качестве организма-индикатора выбрала зерновки озимой пшеницы,  так как зерновки быстро прорастают. В качестве показателей учитывала всхожесть и скорость роста корней проростков.  Сравнительная оценка показателей их роста и развития позволяет оценивать степень воздействия токсичности снега.

Экспериментальный этап работы  был поставлен в январе 2014 года. В ходе исследования было собрано 4 пробы снега в различных районах города Меленки:

Проба № 1: Объездная дорога.

Проба № 2: «Парк отдыха»

Проба № 3: Ул. Коммунистическая, д.47   (рядом автостанция и магазин «Магнит»).

Проба № 4:  Школьный двор.

Проба № 5 (контроль): Дистиллированная вода (приобрела в аптеке).

Все пробы были распределены по группам, в зависимости от удаленности от проезжей части с интенсивным движением. Для исследования использовали растаявший снег и в качестве контрольных образцов использовали дистиллированную воду, не содержащую токсичные вещества.

Оборудование и реактивы:

• зерновки озимой пшеницы (одинаковые по размеру, одного урожая);
• чашки Петри или блюдца;
• пробы снега;
• миллиметровая бумага или линейка;
• фильтровальная бумага или марля.

Ход работы:

1. Определила участки  для исследования проб снега.
2. В январе осуществила отбор проб снега  на исследуемых участках, в зависимости от удаленности от проезжей части с интенсивным движением.
3. Растопила снег. Талую воду использовала  для проращивания семян – по 10 шт.  в каждую пробу.
4. На смоченную талой водой фильтровальную бумагу в чашки Петри поместила по 10 зерновок озимой пшеницы. В качестве контроля использовала дистиллированную воду.
5. В ходе наблюдения за проростками учитывала количество проращенных зерновок, процент всхожести зерновок, с помощью линейки измеряла общую суммарную длину  корней проростков в каждой пробе.
6. В течение 10 дней вела наблюдения за проростками, результаты занесла в таблицу.
7. Результаты эксперимента отобразила в таблицах и диаграммах.
8. Сделала вывод о влиянии токсичности снега на развитие проростков растений индикаторов.

IV.Результаты исследования

Визуальный осмотр талой воды показал, что все собранные пробы снега в своем составе содержали взвешенные вещества. Наиболее грязной оказалась вода, полученная из снега в районе объездной дороги  (проба № 1), и проба №3, взятая с ул. Коммунистической около д. 47 , что не удивительно, так как там оживленное движение транспорта.

Воду из снега «Парка отдыха» (Проба № 2) и школьного двора (Проба № 4), можно  охарактеризовать как прозрачную. 

Наиболее загрязненными являются места вблизи оживленных дорог, то есть основной источник  загрязнения – это автотранспорт.

Зерновки пшеницы прорастали уже на третий - четвертый день, и на 10  сутки эксперимента можно было увидеть результаты влияния токсичных веществ на образование и рост их корней.

В зависимости от результатов опыта субстратам присваивала один из четырех уровней загрязнения*:

/. Загрязнение отсутствует

Всхожесть семян достигает 90-100%, всходы дружные, проростки крепкие, ровные. Эти признаки характерны для контроля, с которым следует  сравнивать опытные образцы.

2. Слабое загрязнение

Всхожесть   60-90%. Проростки почти   нормальной длины, крепкие, ровные.

3. Среднее загрязнение

Всхожесть 20-60%. Проростки по сравнению с контролем   короче тоньше. Некоторые проростки имеют уродства.

4. Сильное загрязнение

Всхожесть семян очень слабая (менее 20%). Проростки мелкие и уродливые.

Результаты наблюдений за зерновками пшеницы, показали, что слабое загрязнение присутствует на участках «Объездная дорога» (80%) и «ул. Коммунистическая, д.47»  (90%). Сто процентная всхожесть зерновок в

*Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие / Под  ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2000. 

пробе № 2: «Парк отдыха», пробе № 4: «Школьный двор», пробе № 5 (контроль): Дистиллированная вода.

По каждой пробе результаты занесены в таблицу 1 и отражены в диаграмме 1.

Влияние вредных веществ отразилось и на развитие корней зерновок. За ростом корней наблюдали 10 дней.  Суммарная длина корней пробы № 1 «Объездная дорога» составила 2,5 см, пробы № 2 «Парк отдыха» -6,5 см,

пробы № 3 ул. Коммунистическая, д.47-  4,2 см, пробы № 4 «Школьный двор»-6,8 см, контрольной пробы № 5 «Дистиллированная вода» - 6,6 см.

Результаты занесены в таблицу 2 и отражены в диаграмме 2.

Данные контрольной пробы показали, что в дистиллированной воде рост корней немного хуже, чем в пробе № 4 «Школьный двор», следовательно, в этой воде не хватает веществ, необходимых для роста корней зерновок пшеницы.

V.Выводы

На основе проведенного биотестирования снега, территорию нашего города можно назвать экологически благополучной  и комфортной  для проживания и выращивания сельскохозяйственных растений.  

Результаты проведенного исследования показали, что слабая степень загрязнения присутствует на участках вдоль объездной дороги и в центре города (ул. Коммунистическая, д.47). Отмечен основной источник загрязнения -  автотранспорт. Почва и вода близ этих участков подвержена воздействию опасных соединений, образуемых выхлопами автомобилей.

Поэтому, не стоит забывать людям, живущим в районе этих  территорий и выращивающим растения и животных на своих участках, что они подвержены опасности, так как эти  районы города постепенно загрязняются химическими веществами, среди которых тяжелые металлы. Вредные вещества накапливаются и передаются от одного пищевого звена к другому. В последующем, это может оказаться опасным для здоровья людей и стать причиной развития некоторых заболеваний.

VI.Список используемой литературы

1. Гринпис в России. Гринтим. Руководство к действию. - М.: АО МДС, Юнисам, 1995.
2. Мансурова С.Е., Кокуева  Г.Н. Следим за окружающей средой нашего города: 9-11 кл.: Школьный практикум. – М.: Гуманит. Изд.центр ВЛАДОС, 2001.- 112 с.:ил.
3. Федина М.А. Биотестирование снега//Первое сентября, №24,2007г.
4. Школьный экологический мониторинг. Учебно-методическое пособие / Под  ред. Т.Я. Ашихминой. – М.: АГАР, 2000.

Ссылки в Интернете:

http://www.bestreferat.ru/referat-216004.html

http://bio.1september.ru/articlef.php?ID=200702407

http://batalin-agro.ru/pshenica

http://agro-him.kiev.ua/stati-nashej-kompanii/107-stati/1321-pshenitsa.html

http://nature-home.ru/ogorod/news.php?item.1.1

VII. Приложения

Таблица №1

Скорость прорастания зерновок озимой пшеницы (январь 2014г)

Таблица 2

Скорость роста главного корня

Диаграмма 1

Всхожесть зерновок на 10 день

Диаграмма 2

Суммарная длина корней зерновок на 10 день

Фотоотчёт