Способ определения степени закисления водоемов Советский патент 1992 года по МПК G01N33/18 A01K61/00 

СО

с

Использование: определение степени закисления водоемов, длительности его за- кисяения, для прогнозирования экологической ситуации в водоеме. Сущность изобретения: в водоеме отбирают окуней, анализируют рисунок центра закладки чешуи, взятой в районе спинного плавника окуня. В незакисленном водоеме рисунок состоит из плотно расположенных микрогребней, в периодически закисляемом - рисунок неравномерный, частично редуцированный, в закисленном водоеме рисунок в центре закладки чешуи отсутствует. 4 ил

Изобретение может быть использовано в экологических исследованиях для оценки состояния водоема в последние 10 лет и для дальнейшего прогнозирования экологической ситуации водоема.

В настоящее время возможно определение закисленности водоемов с помощью рН-метра и индикаторного колориметрического способа. Но они могут быть использованы для определения уровня закисленности в момент изучения.

Биоиндикация длительности закисления водоемов осуществляется преимущественно путем исследования диатомовых водорослей. Она включает в себя взятие образца-колонки грунта и последующий его послойный анализ с целью качественного и количественного определения диатомовых водорослей. На основании соотношения ацидофобных, циркумнейтральных и ацидофильных видов делается заключеннее динамике кислотности воды в водоеме на протяжении 200-300 лег.

Недостатки способа: невозможность определения ситуации в водоеме в последние 10 лет, необходимость сложного исследования грунтов специалистами разных профилей и использование специальных редких реактивов и приборов при подготовке образцов.

Биоиндикация степени и длительности закисления осуществляется и при изучении зообентоса. Она включает в себя отбор проб и анализ видового состава и количества толерантных и чувствительных к закислению видов.

Недостатком способа является необходимость многократной съемки с целью выявления тенденции к изменению кислотно-щелочного статуса и использование специалистов-зоологов высокой квалификации

1

Јь О

о

00

Цель изобретения -упрощение способа определения степени закисления водоема.

Для достижения поставленной цели не менее чем у 5 окуней (наиболее кислотоустойчивого вида рыб) отбирают чешую (6- 10 штук) из зоны спинного плавника. Пересушенные пробы чешуи предварительно отмачивают в 5%-ном растворе нашатырного спирта (NH40H) в течение 6-12 ч. Осуществляют гидролиз органического ком- понента чешуи в насыщенном растворе двухромовокислого калия (KzCrzOy), приготовленном на 10%-ном растворе едкого натрия (NaOH) с добавлением двузамещен- ного фосфорнокислого натрия (NaaHPCM) из расчета 1 г на 100 мл раствора щелочи в течение 1-7 сут. Чешую промывают в дистиллированной воде, удаляют остатки органического покрытия пинцетом. Затем ее готовят для исследования на сканирующем микроскопе: обезвоживают путем последующего помещения ее на 10-15 мин в растворы абсолютного ацетона и абсолютного ацетона и абсолютного этанола (сначала в соотношении 1 часть ацетона + 3 части эта- нола, а потом 1 часть ацетона + 1 часть этанола), потом одного ацетона. Чешую монтируют на специальную цилиндрическую подставку, напыляют металлом, получают отпечатки в сканирующем микроско- пе, по ним проводят морфометрический анализ чешуи. По наличию или отсутствию специфического рисунка в центре закладки чешуи, характеру его (фиг. 1-4) и возрасту рыб судят о кислотности среды, в которой формировался чешуйный покров.

У рыб из водоемов с рН 5,2 при формировании чешуйного покрова специфический рисунок отсутствует, при рН 5,2 специфический рисунок присутствует. Если рН воды в водоеме в течение года закладки чешуи находится в пределах 5-5,9, рисунок в центре закладки чешуи неравномерный, редуцированный (фиг. 1-4). Данный признак (наличие, отсутствие и характер специ- фического рисунка в центре формирования чешуи) является показателем состояния кислотности водоеме в период формирования чешуйного покрова. Это позволяет определить ситуацию нескольких последних лет (в нашем случае - до 10 лет), что чрезвычайно сложно или невозможно сделать другими способами, но важно для прогнозирования закисления.

Пример 1. Исследовали нейтральное озеро Хотавец, диапазон сезонного колебания рН которого 6,0-8,0. Было отловлено 16 окуней в возрасте 4 года. У каждого окуня пинцетом отобрали по 10 чешуи из зоны

спинного плавника, провели гидролиз органического компонента чешуи насыщенным раствором двухромовокислого калия, приготовленным на 10%-ном растворе едкого натрия с добавлением двузамещенного фосфорнокислого натрия (из расчета 1 г двузамещенного фосфорнокислого натрия на 100 мл раствора щелочи) в течение 5 сут в пузырьках с резиновой пробкой. Затем чешую промыли в дистиллированной воде. С некоторых чешуи остатки органического покрытия удалили пинцетом. Затем чешую подготовили для исследования на сканирующем микроокопе Для этого ее обезводили путем последовательного помещения на 10-15 мин в растворы абсолютного ацетона и абсолютного этанола (сначала в соотношении 1 часть ацетона + 3 части этанола, лотом 1 часть ацетона + 1 часть этанола), поместили на специальный предметный столик, напылили металлом и получили фотографии со сканирующего микроскопа. По фотографиям провели морфологический анализ, который показал, что чешуя в зоне закладки имела сложный рисунок, напоминающий иероглифы (фиг. 2, таблица). Значит, 4 года назад величина рН озера.имела нейтральное значение, озеро было незакисленным.

Пример 2, Исследовали озеро Дубровское, в котором диапазон сезонного колебания рН 4,4-4,9. Было выловлено 17 окуней, возраст 3-4 года. Все операции проводили так же, как было описано в первом примере. Морфометрический анализ чешуи рыб (фиг.З) показал отсутствие специфического рисунка в зоне закладки чешуи. Значит, 3-4 года назад величина рН в озере не превышала 5,0-5,2. Озеро было закислен- ным.

Пример 3. В озере Островском была исследована чешуя у 10 рыб, возраст 4 года. Величина рН в этом озере опускается з марте до 5,2, а в летние месяцы поднимается до 5,9. При проведении морфометрического анализа чешуи (фиг.4) было отмечено, что рельеф ее в зоне закладки был упрощен по сравнению с рельефом у окуней из озера Хотавец. Значит, 3-4 года назад величина рН была ниже 6, Озеро относится к периодически закисляемым водоемам.

Зная тенденцию изменения величины рН в озерах, можно прогнозировать закис- ление озера Островское и сохранение существующих экологических ситуаций в озерах Хотавец и Дубровское. Наблюдаемая закономерность подтверждена на 8 других озерах с различным уровнем закисления (см. таблицу),

Формула изобретения Способ определения степени закисле- ния водоемов, предусматривающий отбор из водоема проб с биологическим тест-объектом, анализ биологической характеристики тест-объекта и суждение о степени закисления водоема по этой характеристике, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, в качестве биологического тест-объекта используют окуней, в качестве биологической характеристики ФиГ.1

0

наличие и характер рисунка центра закладки чешуи, взятой в районе спинного плавника, при этом к незакисленным относят водоемы, если рисунок в центре закладки чешуи окуней состоит из плотно расположенных микрогребней, к периодически за- кисляемым относят водоем, если рисунок неравномерный, частично редуцированный, закислеиным считают водоем, если рисунок в центре закладки чешуи у окуня из этого водоема отсутствует.

центр

закладки

чешуи

vuufand

огоиэдьп&п лдиэ

дпдшзщЯэшо

/9фп(гео( кпЪкномлмэион ,-.

XQHfori(j ,

890LI7Z.I

,.-«mf

Специфический

рисунок

yflpoщ н

Фаг 4