Способ оценки фитотоксичности воды при помощи проростков озимой пшеницы Российский патент 2024 года по МПК G01N33/18 C02F3/32 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение применяется для оценки степени загрязнения и концентрации тяжелых металлов природных и сточных вод с помощью методов биотестирования, а именно озимой пшеницы (Triticum aestivum). По международной патентной классификации изобретение относится к разделу С, категория СО2 - «Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод».

Уровень техники

Известен способ биотестирования токсичности вод и водных растворов, включающий облучение исследуемого образца растительного объекта прерывистым светом высокой интенсивности 100-250 Вт/м² от синих светоизлучающих диодов с возбуждением свечения этого образца и регистрацией послесвечения в красной спектральной области фотоприемником между световыми импульсами, пропускаемыми через красный светофильтр, причем за счет сокращения длительности световых периодов возбуждения свечения при одновременном увеличении темновых интервалов между ними создают условия низкого светового облучения, а за счет увеличения соотношения длительности световых периодов к темновым создают условия высокого светового облучения, измеряют интенсивность замедленной флуоресценции исследуемого образца в режиме высокого светового облучения в начале каждой кривой затухания, интенсивность в режиме низкого светового облучения измеряют в конце каждой кривой затухания, а о токсичности судят по их отношению (патент RU2482474, опубл. 20.05.2013, Бюл. №14).

Недостаток данного метода заключается в отсутствии высокой степени точности при определении активности влияния веществ, оказывающих токсическое воздействие, в анализируемых водах. Это связано с тем, что интенсивность регистрируемой замедленной флуоресценции зависит от ряда факторов, а именно от цветности, мутности и др.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип, является способ биотестирования воды и почвы на загрязнение поллютантами, включающий помещение биотестеров в анализируемую воду, выдерживание их в воде, отличающийся тем, что в качестве биотестеров используют мертвые клетки листецов ряски и по количеству окрашенных биотестеров составляют бонитировочную шкалу повреждения биотестера. (патент RU 2135994, опубл. 27.08.1999).

Недостатком является дороговизна способа, требуется наличие флюоресцентного микроскопа и специальных флюоресцентных красителей.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение простоты и доступности способа постановки биотестирования, быстрота получения результатов и отсутствие надобности в применении дорогостоящих средств измерений.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к совершенствованию метода биотестирования, выявлению зависимости развития проростков озимой пшеницы от фитотоксичности природных вод, а также оценка ее сезонной динамичности.

Технический результат достигается с помощью способа оценки фитотоксичности воды при помощи проростков озимой пшеницы включающий отбор проб воды в объеме 1-2 л в чисто вымытые полиэтиленовые бутыли с завинчивающейся пробкой, после чего берут 20 чашек Петри, укладывают в них слой гигроскопической ваты, сверху пинцетом на вату раскладывают семена тест-объекта озимой пшеницы разновидности lutescens зародышем вверх и накрывают двумя слоями фильтровальной бумаги, далее чашки Петри с зародышами заливают 20 мл отобранной воды и накрывают светоотражающей плёнкой для выращивания семян и поддерживают +25-26°С для прорастания зародышей озимой пшеницы, после прорастания в зародыши озимой пшеницы помещают в мини-кассеты объемом 150 г заполненные 140 г промытого и покалённого песка, каждую мини-кассету поливают 10 мл отобранными пробами воды 3 раза в течение недели, оценку всходов проводят через неделю, подсчитывая все нормально проросшие семена, не проросшие, загнившие, дефектные и менее 3 см: росток считается нормально проросшим, если колеоптиль 3 см и более и при наличии двух-трех корней не менее 5 см, после достижения ростками высоты 8-10 см их выкапывают, обсушивают фильтровальной бумагой, делят на стебли и корни, измеряют и взвешивают.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 - сезонная динамика фитотоксичности вод.

Осуществление изобретения

Способ оценки фитотоксичности воды при помощи проростков озимой пшеницы проводят следующим образом.

Отбор проб воды проводят в объеме 1-2 л, в чисто вымытые полиэтиленовые бутыли с завинчивающейся пробкой. Работа с пробой воды не должна вызывать изменений ее состава и свойств.

Метод основан на поливе проростков тест-растений испытуемой водой.

Необходимо взять зародыши озимой пшеницы (разновидность lutescens) - сорт полукарликовый, среднеспелый, высота взрослых растений 85-90 см, устойчивых к полеганию и осыпанию. Для проращивания семян берут 20 чашек Петри на один образец исследуемой воды. Анализируемые пробы: контрольный створ, выпуск 1, выпуск 2, выпуск 3, фон, контроль (водопроводная вода). В чашки Петри укладывают слой гигроскопической ваты, сверху пинцетом на вату раскладывают семена тест-объекта озимой пшеницы разновидности lutescens зародышем вверх. Накрывают двумя слоями фильтровальной бумаги. Далее чашку Петри с зародышем заливают 20 мл отобранной воды.

Чашки Петри накрываются светоотражающей плёнкой для выращивания семян. Оптимальной температурой для проведения опыта служит +25°С - +26°С. При такой температуре формируются благоприятные факторы для прорастания озимой пшеницы.

В мини-кассету объемом 150 г помещают 140 г промытого и покалённого песка. Всего необходимо подготовить 120 таких емкостей. В них высаживают проростки озимой пшеницы. Каждую мини-кассету с песком поливают 10 мл испытуемой воды. Полив необходимо повторять 3 раза в течение недели. Контролем служит полив очищенной и отстоявшейся водопроводной водой.

Оценку всходов проводят через неделю с момента закладки опыта. Подсчитывают все нормально проросшие семена, не проросшие, загнившие, дефектные и менее 3 см. Росток считается нормально проросшим, если колеоптиль 3 см и более и при наличии двух-трех корней не менее 5 см.

После достижения ростками высоты 8-10 см их выкапывают, обсушивают фильтровальной бумагой, делят на части (стебель, корни), измеряют и взвешивают. Полученные данные выражают в процентах к контролю. При оценке и учете степени развития органов проростков учитывают длину ростка, колеоптиля и главного зародышевого корешка.

Определяемая фитотоксичность оказывает влияние на развитие растения. Чем выше процент фитотоксичности в определяемой воде, тем больше выражено отклонение от нормального цикла роста озимой пшеницы. При нормальных условиях выращивания длина корневой системы и листьев всходов должна составлять 10-15мм.

Исследования в рамках разработки инновационного метода биотестирования проводятся в полевых и лабораторных условиях. Для оценки динамики фитотоксичности пробы отбирают в течение года с интервалом 2-3 месяца в точках, отличающихся друг от друга антропогенной нагрузкой.

Пример конкретного выполнения способа

Отбор проб воды проводили в р. Барсучки в объеме 1-2 л, в чисто вымытые полиэтиленовые бутыли с завинчивающейся пробкой.

Для проращивания семян брали 20 чашек Петри на один образец исследуемой воды. Анализируемые пробы: контрольный створ, выпуск 1, выпуск 2, выпуск 3, фон, контроль (водопроводная вода). В чашки Петри укладывали слой гигроскопической ваты, сверху пинцетом на вату раскладывают семена тест-объекта озимой пшеницы разновидности lutescens зародышем вверх. Накрывают двумя слоями фильтровальной бумаги. Необходимо увлажнить систему 20 мл соответствующей пробой воды.

Чашки Петри накрывались светоотражающей плёнкой для выращивания семян. Оптимальная температура для проведения опыта: +25°С - +26°С. При такой температуре формировались благоприятные факторы для прорастания озимой пшеницы.

В мини-кассету объемом 150 г поместили 140 г промытого и покалённого песка. Всего было подготовлено 120 таких емкостей. В них высадили проростки озимой пшеницы. Песок поливали 10 мл испытуемой воды. Повторили 3 раза в течение недели. Контролем служит полив очищенной и отстоявшейся водопроводной водой.

Оценку всходов провели через неделю с момента закладки опыта. Подсчитали все нормально проросшие семена, не проросшие, загнившие, дефектные и менее 3 см. Росток считается нормально проросшим, если колеоптиль 3 см и более и при наличии двух-трех корней не менее 5 см.

После достижения ростками высоты 8-10 см их выкапывали, обсушивали фильтровальной бумагой, делили на части (стебель, корни), измеряли и взвешивали. Полученные данные выразили в процентах к контролю. При оценке и учете степени развития органов проростков учитывают длину ростка, колеоптиля и главного зародышевого корешка.

Практическая часть работы проводилась на базе лаборатории экологического мониторинга Ставропольского государственного аграрного университета. Тест-объекты подготавливали за несколько дней до опыта. Биотестирование фитотоксичности водных объектов длилось неделю. По окончании эксперимента была измерена длина органов озимой пшеницы. На основе этих данных был сделан вывод о способности химических веществ подавлять развитие тест-объектов.

Определяемая фитотоксичность оказала влияние на развитие растения. Чем выше процент фитотоксичности в определяемой воде, тем больше выражено отклонение от нормального цикла роста озимой пшеницы. Результат исследований отображен на фиг. 1.

Изобретение применяется для оценки степени загрязнения и концентрации тяжелых металлов природных и сточных вод с помощью методов биотестирования, а именно озимой пшеницы (Triticum aestivum). Способ оценки фитотоксичности воды при помощи проростков озимой пшеницы включает отбор проб воды в объеме 1-2 л в чисто вымытые полиэтиленовые бутыли с завинчивающейся пробкой, после чего берут 20 чашек Петри, укладывают в них слой гигроскопической ваты, сверху пинцетом на вату раскладывают семена тест-объекта озимой пшеницы разновидности lutescens зародышем вверх и накрывают двумя слоями фильтровальной бумаги, далее чашки Петри с зародышами заливают 20 мл отобранной воды и накрывают светоотражающей плёнкой для выращивания семян и поддерживают +25-26°С для прорастания зародышей озимой пшеницы, после прорастания в зародыши озимой пшеницы помещают в мини-кассеты объемом 150 г, заполненные 140 г промытого и покалённого песка. Каждую мини-кассету поливают 10 мл отобранными пробами воды 3 раза в течение недели. Оценку всходов проводят через неделю, подсчитывая все нормально проросшие семена, не проросшие, загнившие, дефектные и менее 3 см: росток считается нормально проросшим, если колеоптиль 3 см и более и при наличии двух-трех корней не менее 5 см. После достижения ростками высоты 8-10 см их выкапывают, обсушивают фильтровальной бумагой, делят на стебли и корни, измеряют и взвешивают. Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к совершенствованию метода биотестирования, выявлению зависимости развития проростков озимой пшеницы от фитотоксичности природных вод, а также оценка ее сезонной динамичности. 1 ил.

Способ оценки фитотоксичности воды при помощи проростков озимой пшеницы, включающий отбор проб воды в объеме 1-2 л в чисто вымытые полиэтиленовые бутыли с завинчивающейся пробкой, после чего берут 20 чашек Петри, укладывают в них слой гигроскопической ваты, сверху пинцетом на вату раскладывают семена тест-объекта озимой пшеницы разновидности lutescens зародышем вверх и накрывают двумя слоями фильтровальной бумаги, далее чашки Петри с зародышами заливают 20 мл отобранной воды, и накрывают светоотражающей плёнкой для выращивания семян, и поддерживают +25-26°С для прорастания зародышей озимой пшеницы, после прорастания зародыши озимой пшеницы помещают в мини-кассеты объемом 150 г, заполненные 140 г промытого и покалённого песка, каждую мини-кассету поливают 10 мл отобранными пробами воды 3 раза в течение недели, оценку всходов проводят через неделю, подсчитывая все нормально проросшие семена, непроросшие, загнившие, дефектные и менее 3 см: росток считается нормально проросшим, если колеоптиль 3 см и более и при наличии двух-трех корней не менее 5 см, после достижения ростками высоты 8-10 см их выкапывают, обсушивают фильтровальной бумагой, делят на стебли и корни, измеряют и взвешивают.