«зерттеудің биоиндикациялық Әдістері»

Инфузориялары қоршаған ортаның ластаушыларының улылық дәрежесін анықтауда өте қолайлы объект болып табылады. Себебі, лоарды зертхана жағдайында өсіру, тәжірбиені жүргізу салыстырмалы түрде арзан, жылдам және дәлдігі жоғары нәтижелер алып, зерттелетін заттардың улы әсері туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді.

Сағат шынысы 2 мл зерттеліп отырған заттың ертіндісін құйып, оған инфузориялардың 15 дарағын орналастырыңыздар. Белгілі бір уақыттан кейін (15 минут, 24,72 сағат) дарақтардың саны және олардың белсенділігі есепке алынады. Зақымданбаған дарақтар оңай жоғары көтеріліп, ерітінді бетінде қалқып, жүзіп жүреді. Ал зақымданбаған жануарлар ерітіндінің түбіне шөгіп, баяу қозғалады, ал өлген инфузориялар түссізденеді.

Егер 15 минуттан соң инфузориялар тірі болса, онда инфузориялары бар пестицид ерітінділерін пробиркаларға құйып, 23 С термостатқа 24 сағатқа қойылады.

Бір тәуліктен соң ертінділер микраскоп астында зерттеледі. Егер 24 сағаттан соң инфузориялардың өлімі байқалмаса, онда дақылдары бар препараттарды термостатқа қойып, 72 сағаттан соң тағы да зерттеуге алынады.

Бақылау ретінде 2мл таза суға 15 инфузория дарақтары орналастырылды. 24,72 сағаттан соң тәжірбие жағдайындағы жануарлардың табиғи өсімі есепке алынады.

Тәжірбие нәтижелерін кестеге толтырыңыздар

1. Биоиндикация дегеніміз не?

2. Қоршаған ортаны ластаушылардың улылығын анықтауда? инфузорияларды қолданудың себебі неде ?

3. Биоиндикатор ретінде пайдаланылатын қандай ағзаларды білесіз?

1. Ә. Бейсенова, Ж. Шілдебаев. Экология және табиғатты тиімді пайдалану. Алматы, 2004.

2. Оспанова Г.С., Бозшатаева Г.Т. Экология. Алматы. Экономика. 2002ж

3. Оспанова Г.С., Бозшатаева Г.Т. Экологиядан оқу -әдістемелік құрал. Алматы. Экономика. 2002 ж.

4. Асқарова Ұ.Б «Экология және қоршаған ортаны қорғау» Алматты 2004

ПРАКТИКАЛЫҚ ЖҰМЫС №6 .Экотоксикантты анықтауда тесты әдісті қолдану.

Автотранспорттың зиянды заттарға бөлінген қалдықтары белгілі уақыт аралығында атмосфераға шығарылатын газдардың мөлшерімен сипатталады.

Шығарылатын зиянды заттарға көміртегі оксидтері (концентрациясы 0,3---10%), көмірсутектер-жанбай қалған отын (3%) жәнк азот оксидтері (0,8%), күйе жатады.

Автотранспорттың атмосфераға бөліп шығаратын зиянды заттарының мөлшерін есептік әдіспен бағалауға болады.Шығарылатын қалдықтардың мөлшерін есептеуде гі бастапқы мәліметтерге мыналар жатады:

• 
  автотранспорттың отындық шығынының нормасы автотрассаның белгілі бір бөлігінен уақыт бірлігінде жүріп өткен әр түрлі типті автотранспорттың саны;
  
• 
  автотранспорттың отындық шығынының нормасы (қала жағдайында автотранспорт қозғалып келе жатқандағы оттынның орташа шығынының мөлшері).
  

Жанармай түріне байланысты автотранспорттың бөліп шығарған зиянды заттарын анықтайтын импирикалық коэффициенттерінің мәні 8-кестеде берілген.

8-кесте

Отын түрі	Коэффициенттер мәні (К)
	Көміртегі оксиді (СО)	көмірсулар	азот оксиді
бензин	0,6	0,1	0,04
Дизель отыны	0,1	0,03	0,04

К коэффициентінің шамасы сандық жағынан 1км жол жүруге қажет (яғни меншікті шығын), отын мөлшері жанған кездегі берілген компонеттің (литрмен) бөлінген зиянды заттардың шамасына тең.

Мақсаты: қоршаған ортаның антропогенді ластаушыларының негізгі түрлерімен және оларды жедел сараптамалау әдістерімен танысу.

1-тапсырма. Автотранспорттың ауаға шығаратын зиянды заттарының мөлшерін есептеу.

Құрал-жабдықтар:қалам, қағаз, микрокалькулятор.

Жұмысты орындау барысы

Оқу орнына (тұратын жерде) жақын терезеден жақсы көрінетін автотрассаның 0,5-1 км бөлігін таңдап алыңыздар.

1. Қадамыңыздың орташа ұзындығын алдын-ала анықтап , таңдап алынған жолдың ұзындығын өлшеп шығыңыздар.

2. 20 минут ішінде жолмен жүріп өткен автотранспорттың санын анықтаңыздар. 9-кестені толтырыңыздар (мысал үшін «Жеңіл автомобильдер»қатары толтырылған): 9-кесте

3. 1сағаттағы автокөлік санын есептеу үшін,20 минутта алынған санды 3-ке көбейту қажет.

4.Мына формула бойынша, әртүрлі автомобильдердің 1 сағатта жүріп өткен жалпы жолын (L,км) есептеңіздер:

L_і=N_іх1

Мұндағы N_і-1сағаттағы әр түрлі автомобильдер саны
І-автокөлік түрінің белгісі

1-таңдап алынған жолдың ұзындығы,км

Алынған нәтижелерді кестеге жазыңыздар.

5.Әр түрлі автомашина двигательдерінің жағатын жанармайының мөлшерін (Q_і=L_і х Ү_і

L_і мәнін 9-кестеден алыңыздар.

Алынған нәтижелерді-кестеге толтырыңыздар.

БИОТЕСТКЕ СИПАТТАМА БЕРУ. БИОТЕСТ ЭКСПРЕСС ӘДІСІ.

 

Тақырып -5 Дәріс №15 Мониторлық организмдермен танысу. Организмдердің симптомологиялық жарақаттануы.

Биоиндикация – бұл тірі организмдерді биологиялық жүйе көмегімен абиотикалық және биотикалық факторлар әсерін бағалау және анықтау әдістері.

Тірі организмдер қоршаған ортаның әртүрлі дәрежелі өзгерістеріне әсер етеді. Бұл әдістер биоиндикацияның практикада қолданылатын 3 түрі бар:

1. 
   Биохимиялық және физиологиялық реакция ұоргандарда белгілі бір токсиканттардың жинақталуы және әртүрлі процесстермен өзгерісі).
   
2. 
   Анатомиялық, морфологиялық, биоритмиялық реакциялар.
   
3. 
   Флорлық, фауналық өзгерістер.
   

Биоиндикацияда пассивті және активті екі негізгі әдіс қолданылады.

Бірінші жағдайда қолайсыз жағдайда көрінетін немесе көрінбейтін нормадан тыс зақымдану, екінші жағдайда организмдердің берілген факторларға жауап беру реакциясы (биотесілеу).

Биоиндикация макромолекула, организм клеткасы, популяция, экожүйе дәрежесінде жүргізуге болады.

Қоршаған ортаның жағдайын шырша тұқымдас өсімдіктердің көмегімен анықтау. Ортаның ластануына шырша өсімдігінің қатты әсер ететіні белгілі. Қоршаған ортаның қолайсыз жағдайы және атмосфераның газды құрамы шыршаның көлемін, бұтақ беруін, қалындығын, ұзындығын, шишка беру санынкемітеді. Шыршалар жыл бойы биоиндикаторлар бола алатындықтан қолайлы. Жұмыс жүргізуге керекті құралдар технохимиялық таразы, сызғыш, өлшейтін және жай лупалар, 4-10 рет үлкейтетін, милиметровка, терматат, қаланың ішіндегі немесе завод зонасында өсетін шырша бұтағы, және қала шетіндегі таза зонадағы шырша бұтағы.

Жұмыс істеу тәртібі.

Сабақтан бір апта бұрын студент қала жағдайында өсетін шырша бұтағын 2м кесіп алады. Лас ауа, автотранспорт бойында өсетін. Бақылау жүргізу үшін таза ауада өсетін шырша бұтағы.

1. 
   Лупаның көмегімен шыршаны қарап хлорозбен, некрозды шырша инелерінің ұшынан қарайды. Әсіресе жас инелер зақымдану түстері сары қоныр, қызғылт, және бұл түстер ақпараттық сапа белгілері болып келеді.
   
2. 
   Өлшегіш лупа арқылы шырша бұтағының ұзындығын, еңін өлшеп оны миллиметровкаға түсіреді.
   
3. 
   Шырша инеледрін тазалап оларды термостатқа салып кептіріп, құрғақ массамен өлшейді. Нәтижесінде лас зонада өскен шырша бұтағы таза ауада өскен зонадағы шырша бұтағынан өсу нәтижесі 10 см кем болады.
   

Табиғи ортаның ластануы химиялық және физикалық факторлармен бөлінеді.Сонымен бірге радиациондық түрде,қоршаған ортаны бақылау мәселелерін интенсивті түрде оқуға негізделеді.Өте эффективті ластаушыларды іздеу формасына жоғарғы сезімтал биологиялық реакциалар обьектіс іжатады.(биологиялық индикаторлар)

Радиобиологиялдық жағдайда ылғида іздеу қабілеті биологиялық индикаторлардың конизирленген шағылысуы және оның иондық бағасы.

Организмдегі денгейде осы есепті шешу жолдары әртүрлі аспектілеуге цитогенетикалық,биохимиялық,иммунологиялық, гемотологиялық және биофизикалық критерилер қарастырылады.

Радиационды биондикаторлардың талап ететіні олардың әсері тірі ағзаларға сіңіріп алу дозасының (мөлшерінің) эфектифтілігіне, сезімталдығына спецификтикалығына және әмбебабтығына тәуелді.Сонымен,табиғаттағы түрлердің санының көптігіне (өсімдіктен сүтқоректілерге дейін )қарамастан биондикация шеңбері өте көп емес.Жануарлардың негізгі биондикациялық ортасына көз қарас үш топқа беріледі де осы қасиеттеге өте қажетті болып келеді.

Топырақ-тірі организмдерге толы.Олар 90-99% құрлық экожүйесін зоомассаны құрайды.Олардың коп формалары радияция әсеріне өте сезімтал және радионуклидтерді концентировать ете алады.

Топырақта ұзақ уақыт өмір сүре алатын омыртқасыздар (жауынқұрт,кенелер,қырықаяқтар,кейбір личинкалар мен насикомдар және т.б) сонымен бірге микроантраподтар кішкене топырақ шұңқырларын мекен етушілер персфективті радиактивті ластаушы биондикаторлары бола алады.

Чернобыл зоналарында жауын құрттар,моллоскалар шөпті мекендеушілер және сенокосқы палу жесткокрылые (жартықанаттылар) жарылыстан кейін жоғалып кетті де көп жылдардан кейін қайта пайда болды.

Негізінен омыртқасыз ұсақ сүрқоректілердің омірінің көп бөлігі топрақта өтетіндіктен өте қатты реакциялық ластану әсеріне ұшырайды.

Бұл,ЧАЭС жаролыс салдарынган екені белгілі,кемірушілер негізінен өте әт түрлі антропогенді әсерлерге перспективті биондикаторлық болып келеді.

Экологиялық аспектіде барлық сүтқоректілердің жартылай түрлерінен гөрі кемірушілер отрядтары түріндеде зерттелген.Олар барлық ережелерге сай,омыртқалылар биондикаторларына жатады.

Бұл жануарлар барлық ландшафты-географиялық зоноларда таралып, метабализмнің активті жағарғы санын көрсетеді,зерттелген антропогенді факторлармен әрқашан байланыста болады.

Топырақта өмір сүргендіктен және тіршілігі сонда өткендіктен,кемірушілер максималды дозаны соныме бірге шағылуды барлық денелеріне алады.

Сүтқоректілерді,кемірушілерді,бақылау кезінде қайсысының физиологиялық параметілері адамға жақын болса сол ең қолайлы оптималды индикатор болып табылады.

Қоршаған ортадағы цезий-137,стронций-90 элементтерінің экожүйені ластаушыларына биондикатор ретінде омыртқалыларды алуға болады,яғни олардың қанқасы кальцирленілген болып келеді.(мысалы:мольноскалар)

Табиғаттың родиациялық жоғарғы дәрежеде ластануы көп жылдардан бергі Оңтүстік Қазақстадағы жарылыстын салдары болуы мүмкін.Мысалы:Чермобылдегі жарылыстан кейін қылқан жапырақты және жапырақты ормандардың родиацияны сіңіруі 40-115,экожүйеде 46-95 жер астиындағы экожүйедегі кемірушілер-30 дан жоғары дозалық жүктелгені адамнан артық сіңіреді.Уралдың жарылысынан кейінгі өте жоғарғы доза 1000км/км2 тышқан тектес кемірушілердің түрлер родиациялық жоғарғы эффективтілікті көрсетті.Олардың өмір сүру ұзақтығы азайды және өлімі көбейіп кетті.Бірақта 15 жыл өткеннен кейін,30-дан аса ұрпақ ауысқаннан кейін,олардың папуляциясы толықтай қалпына келді. Сүтқоректілердің популяциясы бір мезетті қасқыр,бұғы,қоян т.б-дан оте қатты родиациялық эффектілер байқалмады. Биологиялық индикаторларға көбінесе сүтқоректілерді және кемірушілерді алуға болады.Агрофитоценоздың беткі өсімдіктері тұрақты дәрежеде конизирлеуші табиғи фитоценоздар болып келеді.Өсімдіктердің табиғи жиынтығы радиосезімталдығы басқа экожүйедегі түрлерге қарағанда,мыс қысқан жуапырықты орман ал өсімдіктердің,топырақтың жоғарғы және беткі қабаты,гидроценоздағы бентостық организмдер қоғамы мичайниктер мен мүктер критикалық жақсы индикаторларға жатады.Жақсы индикаторларға родиактивті қалдықтарды жинақтауы мичайниктер жатады.Ең жоғарғы дәрежедегі родиактивті ластану (180км/км) ядролық жарылыс Кыштымдоғы жерде болған онда ең негізгі жойылған қарғайлы орман Аққайыңдардың қасиеттері екінші климаттық жағдайларда әсері байқалды.

Биоиндикатор - қандай да бір табиғат процестерінің, құраушыларының, ерекшеліктерінің немесе қоршаған ортаның өзгерістерінің бар-жоғын немесе қарқындылығын көрсететін көрсеткіш болып табылатын өсімдіктердің немесе жануарлардың (немесе тұтастай биоталық бірлестіктің) жеке түрі. Биоиндикатор бірқатар пайдалы қазбаларды іздегенде, топырақ пен табиғи суларды және тағы да басқалары бағалауда қолданылады

Көмірқышқыл газы ауаға барлық өмір сүретін заттардан шығатын газ. Сонымен қатар бұл газдың көптеген мөлшері ауаға цемент өндірісінде, жанармай жанғанда, өрт кезінде бөлінеді. Адамның өмір сүру нәтижесінде атмосферада көмірқышқыл газы жоғары болып климаттың жылынуына әкеп соғады. Көмірқышқыл газының атмосферадағы қалыпты мөлшері 0,03-0,4% құрайды. Көміртегі оксиді тірі организмдерге токсикологиялық әсерін тигізбейді. Бірақта көп мөлшерде шаршағандықты жоғарлатады. 5% концентрацияда дұрыс жұмыс істемеу, тұншығу байқалады.

Ауаның шаңдануы – маңызды экологиялық фактор.

Адам үшін шаңның экологиялық қауіпті олардың табиғаты мен ауадағы концентрациясына байланысты шаңды 2 топқа бөледі.

1. 
   Ұсақ дисперлі шаң. Ол жеңіл және қозғалатын бөліктерден тұрады. Өлшемдері бірнеше ондаған және жүздеген микрон. (1 микрон 10³мм). Бұндай шаң ауада ұзақ болады. Ауамен тыныс алу кезінде организмге түсіп, жиналуы мүмкін.
   
2. 
   Ірі дисперлі шаң. Ауыр және аз қозғалатын бөліктерден тұрады. Мұндай шаң жел жоқ кезде ауадан тез түседі. (мысалы шкафтың үстінде жиналуы) шаңның жиналуы ауаның екінші ластануының көзі болып табылады. Шаңда органикалық заттар (өсімдік, жануар, антропогенді) және неорганикалық заттар (топырақ бөлігі, құрылыс материалдары, синтетикалық жуғыш заттар, әртүрлі химиялық заттар) бар.
   

Жұмыстың мақсаты: Ауаның көмірқышқыл газының мөлшері және ауаның шаңмен ластануын бағалау.

Құралдар: Барометр, индикатор таяқшаларын алатын құрал, көмірқышқыл газын анықтайтын таяқша индикатор, полиэтиленді мешок, 3-5 л көлемді, насос – аспиратор, термометр.

Жұмыстын орындалуы:

Индикатор таяқшаларын екі жағынан ашып насосқа ауа кіретін жағына кигізеді. Насоспен индикатор таяқшалары арқылы бөлмедегі ауаны (көше, парк) сорады. Индикатордың түсінің өзгеруі арқылы ауадағы көмірқышқыл газының мөлшерін бағалауға болады.

Практикалық жұмыс № 12

Қоршаған ортаның биондикация бойынша антропогенді әсері
Биоиндикация – бұл тірі организмдерді биологиялық жүйе көмегімен абиотикалық және биотикалық факторлар әсерін бағалау және анықтау әдістері.

Тірі организмдер қоршаған ортаның әртүрлі дәрежелі өзгерістеріне әсер етеді. Бұл әдістер биоиндикацияның практикада қолданылатын 3 түрі бар:

4. 
   Биохимиялық және физиологиялық реакция ұоргандарда белгілі бір токсиканттардың жинақталуы және әртүрлі процесстермен өзгерісі).
   
5. 
   Анатомиялық, морфологиялық, биоритмиялық реакциялар.
   
6. 
   Флорлық, фауналық өзгерістер.
   

Биоиндикацияда пассивті және активті екі негізгі әдіс қолданылады.

Бірінші жағдайда қолайсыз жағдайда көрінетін немесе көрінбейтін нормадан тыс зақымдану, екінші жағдайда организмдердің берілген факторларға жауап беру реакциясы (биотесілеу).

Биоиндикация макромолекула, организм клеткасы, популяция, экожүйе дәрежесінде жүргізуге болады.

Қоршаған ортаның жағдайын шырша тұқымдас өсімдіктердің көмегімен анықтау. Ортаның ластануына шырша өсімдігінің қатты әсер ететіні белгілі. Қоршаған ортаның қолайсыз жағдайы және атмосфераның газды құрамы шыршаның көлемін, бұтақ беруін, қалындығын, ұзындығын, шишка беру санынкемітеді. Шыршалар жыл бойы биоиндикаторлар бола алатындықтан қолайлы. Жұмыс жүргізуге керекті құралдар технохимиялық таразы, сызғыш, өлшейтін және жай лупалар, 4-10 рет үлкейтетін, милиметровка, терматат, қаланың ішіндегі немесе завод зонасында өсетін шырша бұтағы, және қала шетіндегі таза зонадағы шырша бұтағы.

Жұмыс істеу тәртібі.

Сабақтан бір апта бұрын студент қала жағдайында өсетін шырша бұтағын 2м кесіп алады. Лас ауа, автотранспорт бойында өсетін. Бақылау жүргізу үшін таза ауада өсетін шырша бұтағы.

4. 
   Лупаның көмегімен шыршаны қарап хлорозбен, некрозды шырша инелерінің ұшынан қарайды. Әсіресе жас инелер зақымдану түстері сары қоныр, қызғылт, және бұл түстер ақпараттық сапа белгілері болып келеді.
   
5. 
   Өлшегіш лупа арқылы шырша бұтағының ұзындығын, еңін өлшеп оны миллиметровкаға түсіреді.
   
6. 
   Шырша инеледрін тазалап оларды термостатқа салып кептіріп, құрғақ массамен өлшейді. Нәтижесінде лас зонада өскен шырша бұтағы таза ауада өскен зонадағы шырша бұтағынан өсу нәтижесі 10 см кем болады.
   

Құралдар: Дистилденген су, азот қышқылының ерітіндісі, ауа шығынын өлшегіш, жиналған шаңды алатын күрекше, 8 рет үлкейтетін микроскоп, ауа соратын насос, пипетка, қағаз фильтрлері, шыны.

Жұмыстың орындалуы:

Шыныға бір тамшы су тамызып 15 минутқа қояды. Шыныдағы тамшының үстіне тағы шыны жауып, микроскоппен қарайды. Шаңның санын тамшыдағы санап, сапалық құрамын қарайды (түрі, құрылымы, орналасу ерекшеліктері)

Шаңның сапалық құрамын анықтау:

Күрекшемен жиналған санды алып шыныға салып үстінен шынымен жауып микроскоппен қарайды. Шаңның неден тұратынын (сыртқы түрін, формасын, көлемін, түсі) қарайды. Бұдан кейін жауып тұрған шыныны ашып қышқыл ерітіндісін тамызып микроскоппен қарайды. Қышқыл ерітіндісіндегі шаңның өзгерісін байқаныздар.

Заттың температурасы неғұрлым жоғары болса, энергия деңгейінде орналасқан бөлшектердің саны көп болады және сәуле шығару интенсивтілігі де жоғары болады. Сондықтан эмиссияны қоздырудың негізгі түрі термиялық әдіс (жоғарғы температуралық электр пештері-атомизаторларды, жалындарды, локалды лазерлі қыздыруды қолдану жолдары арқылы) болып табылады. Келесі жиі қолданылатын әдіс -газ разряды жағдайында бос электрондар мен иондардың соқтығысуы есебінен талданатын затқа энергия беру (электр доғасында, жоғарғы вольтты ұшқынды разрядта, плазма көзінде, т.б. кездеседі) болып табылады.

Заттың электр магнитті сәулелерін жұту нәтижесінде (люминесценция) және экзотермиялық химиялық реакциялардың жүруі есебінен (хемилюминесценция) алынатын эмиссиялық спектрлер зерттеледі. Фотон шығарудың соңғы екі түрі қозған күйіндегі молекулалардың өмір сүру уақыты бойынша фосфоресценция мен флуоресценцияга бөлінеді. Эмиссия спектрлері бірлік уақыттағы шыққан фотондар санының

(Сәулелену интенсивтілігі) גнемесе V тәуелділігін береді,

мұндағы ג- толқын ұзындығы, V - толқын саны. Олардың арасында келесі қатынастар болады: с= ג V,

Осыдан шыққан фотонның энергиясы Е = Һ V = һс V,

мұндағы с - жарық жылдамдығы;

V сәулелену жиілігі.

Егер қозған бөлшек атом болса, онда спектрдің түрі сызықты болады. Осындай спектрдің пайда болуы әрі карай Зоммерфельд,Борнмен жетілдірілген Бордың негізгі квант заңымен түсіндіріледі. Қозбаған атомдар (негізгі күйдегі) минималды энергияға ие болады және сәуле шығармайды. Барлық электрондар ең төменгі энергиялық деңгейде орналасады. Сыртқы әсерден энергия жұту нәтижесінде атомның бір немесе бірнеше валенттік электрондарыі жоғарғы энергетикалык деңгейге ауысады (қозады), яғни ядродан алшақ орбитальда орналасады. Осындай қозған күйдегі атомның өмір сүру уақыты шамамен 10^-8 с болады, осы уақыт өткеннен кейіні атом негізгі күйге немесе аралық қозған күйге ауысады. Ал атомның қозған күйі мен соңғы күйінің айырымына тең болатын бөлінген Е энергия фотон түрінде сәулеленіп шығады. Сәулелену жиілігі белгілі қатынаспен анықталады:

Энергетикалық ауысулардың мүмкін саны әрбір элементтің электрон деңгейінің құрылымына байланысты, ал көп электронды атомдар үшін (электрон аралық әсерлесу күшіне сәйкес) электронның атомы 4 квантты сандармен анықталады. Осыған байланысты әрбір атом энергиялық деңгейлердің жеке жүйесіне, яғни шығаудың сипаттамалык спектрлеріне ис болады. Осыдан әрбір элементке сапалы спектрлі талдау жасау (эмиссиялық спектрлердегі сызыктардың саны мен орналасуы бойынша), сонымен қатар атомды газдардың термодинамикалық сипатын анықтау мүмкіндігі пайда болады.