А. Биотестирование с дафнией магна(DaphniamagnaStrays)

Метод оценки токсичности очищенных сточных вод на рачке дафния магна апробирован на кафедре природопользования и мониторинга окружающей среды ВГУ в 1991 г. при выполнении дипломной работы по сточным водам Воронежского завода «Процессор», выпускающего электронное оборудование и имеющего весьма эффективные очистные сооружения. Тем не менее при культивировании рачков в очищенных сточных водах они теряли подвижность, оседали на дно, сбрасывали эфиппиум, погибали, что свидетельствует об остаточной, но значительной токсично­сти стоков.

Оборудование

1) кристаллизаторы емкостью 1-5л ; 2) стаканы химические на 200-250 мл; 3) пипетки мерные на 1,2,5,10 мл; 4) стеклянная трубочка с грушей; 5) коническая колба на 1-2 л; 6) часовые стекла; 7) воронки стеклянные; 8) бинокуляр.

Биология дафния магна

Дафния магна (дафния большая) - мелкое ракообразное, постоянный обита­тель стоячих и слабопроточных водоемов с содержанием кислорода в воде от 2 мг/ л и более. По способу питания - активный фильтратов, питающийся взвешенным в воде планктоном и детритом. Самки достигают З мм в длину, а самцы в 1,5-2 раза меньше. Конец туловища рачка имеет характерную выемку (эфиппиум), наличие которой является видовым признаком , и этим дафния магна отличается от весьма близкого вида - дафния пулекс (дафния обыкновенная).

В природе в летнее время, в лаборатории при благоприятных условиях -круглый год, дафнии размножаются без оплодотворения — партеногенетические. Причем рождаются только самки. При резком изменении условии существования (недостаток пищи, перенаселенность, понижение температуры и т.д.) в популяции дафний появляются самцы и дафнии переходят к половому размножению, отклады­вая после оплодотворения «зимние яйца» (1-2 шт.), которые размещаются в специ­альном седлышке (эфиппиуме).Весной из яиц появляются самки, которые в дальней­шем вновь дают партеногенетические поколения дафний. Период созревания рачков при определенной температуре (+20 ±2° С) и хорошем питании - 5-8 дней (до 10 дней). Наступление половозрелости отмечают по моменту выхода яйцеклеток в выводковую камеру, для чего самок просматривают в бинокуляр. Длительность эмбрионального развития - 3-4 дня, а при повышении температуры до 25 ° С - 46 часов. По истечении этого времени происходит вымет молоди. Партеногенетические поколения следует одно за другим каждые 3-4 дня. Вначале число яиц в кладке дафний -10-15 шт., а затем возрастает до 3 0-40 и более, затем снова снижается до 3 -8 шт., кладка яиц прекращается за 2-3 дня до смерти особи.

В природе дафнии живут в среднем 20-25 дней, а в лаборатории при опти­мальном режиме - 3-4 месяца и более. При высоких температурах (свыше +25° С) продолжительность жизни дафний может сокращаться до 25 дней. Дафния светолю­бива и концентрируется в освещенных местах.

Дафния магна устойчива к изменению кислородного режима, что связано со способностью синтезировать гемоглобин. При понижении концентрации растворен­ного кислорода (что является биоиндикационным признаком) наблюдается повы­шенное содержание гемоглобина у дафний. Они становятся ярко - красными и их численность увеличивается. При оптимальном же содержании в воде растворенного кислорода рачки становятся розовато - желтыми.

Культивирование дафний

Для токсилогических исследований надо иметь чистую культуру самок. Для культивирования отбирают 30-40 самок из природного водоема и помещают в кристаллизатор или другой сосуд емкостью 2-5 л. Во избежание гибели рачков их адаптируют к лабораторным условиям, постепенно добавляя новую воду. Культуру дафний выращивают при плотности популяции не более 25 крупных особей на 1 л воды. Кормление производят 1 раз в сутки одноклеточными зелеными водорослями: хлореллой и другими. Однако в виде корма можно использовать суспензию пекар­ских дрожжей (1-2 раза в неделю), которые предварительно сильно растирают в ступке и растворяют в воде из аквариума, а также растертый и растворенный желток яйца. Один раз в неделю накопившийся на дне сосуда осадок удаляют стеклянной трубочкой и наполовину заменяют воду. Воздух в помещении, где выращивают дафний, должен быть без вредных выделений, т.к. дафнии очень чувствительны к загрязнению воздуха. Выращивают их при температуре +18 'С - +22°С и освещение лампами в 400 - 600 люкс (40 ватт) в течение 8-10 часов в сутки.

Подготовка дафний к биотестированию.

30-40 дафний с выводковыми камерами, полными яиц и зародышей, за 3-4 суток до тестирования пересаживают в 1-2- литровые емкости (стаканы, кристаллизаторы) с аквариумной водой, в которую перед посадкой вносят корм. После появления молоди (каждая самка может выметать от 10 до 40 молодых дафний) взрослых особей удаляют при помощи стеклянной трубки, а однодневную молодь используют для биотестирования. Необходимое для тестирования одной пробы с одним контро­лем в трехкратной повторности потребуется 60 дафний ( в каждый сосуд для тести­рования помещают по 10 рачком).

Для более точных токсикологических опытов используют поколение от одной самки, чем обеспечивается генетическая однородность материала и максимально исключается возможность разброса полученных данных за счет индивидуальной изменчивости. 3-5 одновозрастных половозрелых самок отсаживают по одной в стаканы с водой на 200-250 мл, куда вносят корм. После появления молоди берут рачков 2-4 летнего возраста из стакана, в котором их появилось больше и переносят в емкость на 2-5 л , где производят дальнейшее культивирование. Для опытов используют второй помет. Плотность посадки такая же, как и для взрослых дафний (20-25 рачков на 1 л воды).

Подготовка воды

Для культивирования дафний, приготовления рабочих растворов, разведения сточной воды и для контроля рекомендуется вода средней жесткости(2,5-5,3 экв/л) с нейтральной реакцией среды(рН=7) из чистого пресного водоема. Воду наливают в стеклянный сосуд и выдерживают три дня при комнатной температуре, аэрируя при помощи аквариумного компрессора.

Водопроводная вода подвергается химической обработке- содержит коагулянты, свободный хлор и др. Для удаления хлора и других примесей, помимо отстаивания, воду надо пропустить через гранулированный активированный уголь, используя стеклянную широкогорлую трубку высотой в 1 м. После этого воду 2-3 суток аэрируют аквариумным компрессором. В воду можно культуру хлореллы или одноклеточных водорослей. Затем воду отстаивают, профильтровывают, выдержи­вают в аквариуме с рыбами. В результате получается вода удовлетворительного качества.