ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕНЧИВОСТИ МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РЯСКИ МАЛОЙ (LEMNA MINOR) В УСЛОВИЯХ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ С ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Биоиндикация – активно развивающаяся в современной экологии область научных исследований. В большинстве случаев целью применения различных индикаторов и индексов является оценка экологического состояния водных объектов; они используются и для принятия решений по обеспечению устойчивого развития территорий, регионов, экосистем разного масштаба.

Изучение состава живых организмов водоема позволяет быстро установить его санитарное состояние, определить степень и характер загрязнения и пути его распространения в водоеме, а также дать количественную характеристику протекания процессов естественного самоочищения. Различные виды живых существ показывают, чем загрязнена окружающая среда.

Как показывает многолетняя практика при токсикологической оценке водных систем обязательными являются эксперименты на тест-объекте ряска малая (Lemna minor L.) [2].

Произрастает ряска малая в большинстве стоячих водоемов на территории всей страны с различным уровнем загрязнения. Различные виды ряски имеют исключительную способность захватывать и аккумулировать тяжелые металлы, металлоиды, превосходя в этом плане водоросли и другие макрофиты. Ряска малая (Lemna minor) широко используется в экологических исследованиях благодаря своей чувствительности к различным загрязнителям окружающей среды [3].

Цель исследования: рассмотреть особенности использования ряски малой в биоиндикационных мероприятиях в отношении содержания элементов группы тяжелых металлов (свинца и цинка) в водных объектах.

Материалом для работы послужили растения Lemna minor, собранные 13.08.2024 г. из пресноводного водоема в окрестностях села Каргалы Тюменской области. Вид определен согласно его морфологии [1].

Испытания на ингибирование роста пресноводных растений ряски малой катионами свинца и цинка диапазоне концентраций от 1 до 10000 мг/л проводили согласно межгосударственного стандарта ГОСТ 32426–2013. Для приготовления растворов использовали соли: Pb(CH₃COO)₂3H₂O, ZnSO₄7H₂O. Для выращивания растений использовалась питательная среда Штейнберга. Показателями токсичности в опыте служили удельная скорость роста (темп роста), изменение окраски листецов, появление хлороза и некроза [4].

Средняя удельная скорость рассчитывается как логарифмическое увеличение темпа роста – количества пластинок и другой переменной (площади поверхности пластинок, сухой или живой вес) для каждой параллели опытных и контрольной групп.  

,                                                                                                    (1)

где  –средняя удельная скорость роста от времени i до j;  – измеренная переменная в тесте или в контрольном сосуде вовремя j;  – измеренная переменная в тесте или в контрольном сосуде вовремя i; t – период времени от i до j.

Результаты исследований приведены на рисунке 1.

Рисунок 1. Динамика изменения средней удельной скорости роста биомассы ряски малой в зависимости от концентраций тяжелых металлов в опытных растворах

Как следует из данных, представленных на рисунке 1, все исследованные катионы в диапазоне концентраций от 10 до 10000 мг/л приводят к снижению скорости роста ряски малой.

Катионы цинка оказывали более выраженный эффект на скорость роста ряски малой. Так, уже при концентрации ионов 10 мг/л наблюдалось более заметное снижение скорости роста ряски по сравнению с такой же концентрацией катионов свинца.

Также во всех рассматриваемых концентрациях растворов, за исключением концентрации 1 мг/л и контрольной группы, наблюдалось появление хлороза на листецах, а также угнетение пигментной системы растения, что выражалось в изменении окраски листецов (бледно-зеленая окраска и полное обесцвечивание).

Таким образом в работе исследовалось влияние ионов свинца и цинка на природную культуру ряски малой Lemna minor. При этом выявлено, что: 1) все исследованные катионы в диапазоне концентраций (от 10 до 10000 мг/л) приводили к снижению скорости роста ряски малой; 2) все исследованные катионы в диапазоне концентраций от 10 до 10000 мг/л вызывали угнетение пигментной системы ряски. Результаты работы показывают, что ряска малая (Lemna minor) может быть использована в биоиндикационных мероприятиях в отношении содержания элементов группы тяжелых металлов (свинца и цинка) в водных объектах.