Способ определения степени закисления водоемов

 

Использование: определение степени закисления водоемов, длительности его закисяения, 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

СОЮЗ СОБЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808433/13 (22) 02.04.90 (46) 15.06,92. Бюл. ¹ 22 (71) Институт биологии внутренних вод им.

И.Д, Папанина (72) В.Т. Комов и В.Е. Матей (53) 556,555.8 (088.8) (56) Battarbee R.W. et а!. Lake acidification in

Galloway: à palaeoccological fest of

competiug hypothesis — Nature, 1985, 314, р.

350 †3.

Couveution on Pong-rauge frausbauudacy

air pollatiou. — luferu. coop. progr, of

assessmeut and moniforing of acidification in

rivers and lakes. 1988, Draft Date reports.

Norv. Inst, Wafer, Res, NI I/A.

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

B настоящее время возможно определение закисленности водоемов с помощью рН-метра и индикаторного колоримегрического 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 заключение о дина(s1)s G 01 N 33/18, А 01 К 61/00 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ

ЗАКИСЛЕНИЯ ВОДОЕМОВ (57) Использование: определение степени закисления водоемов, длительности его закисления, 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. мике 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.

1741068

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 компонента чешуи в насыщенном растворе двухромовокислого калия (КгСггОф приготовленном на 10 -ном растворе едкого натрия (Na0H) с добавлением двузамещенного фосфорнокислого натрия (Na2HPO<) 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 этанола, а потом 1 часть ацетона + 1 часть этанола), потом одного ацетона. Чешую монтируют на специальную цилиндрическую подставку, напыляют металлом, получают отпечатки в сканирующем микроскопе, 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 фор-. мировании чешуйного покрова специфический рисунок отсутствует, при рН > 5,2 специфический рисунок и рисутствует. 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 специфического 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 черезвычайно 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 чешуй из зоны

10

20

Зная тенденцию изменения величины рН в озерах, можно прогнозировать закис55 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), 30

50 спинного плавника, провели гидролиз органического компонента чешуи насыщенным раствором двухромовокислого калия, приготовленным íà 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 чешуй остатки органического покрытия удалили пинцетом. Затем чешую подготовили для исследования на сканирующем микроскопе. 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 эта нола, потом

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, возраст3-4 года. Все операции проводили так же, как было описано в первом примере. Морфометрический анализ чешуи рыб (фиг.3) 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 закисленным, Пример 3. В озере Островском была исследована чешуя у 10 рыб, возраст 4 года.

Величина рН в этом озере опускается в 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.

1741068

Возраст, лет

Количество отобранных

ыб

Водоем рН воды

6,2

5,7

9

Оз. Круглое

Оз. Святое

12

6,0

4,4-5,0

4,4-4,9

Оз. Мороцкое

Оз. Мотыкино

Оз. Дубровское

Рыбинское водохранилище

Оз. Дрожив

7,5 — 8,2

4,45

12

3

3

5,2-5,9.Оз, Островское

6,0 — 8,0

4,5-4,8

8,0

Оз. Хотавец

Оз, Змеиное

Азовское море

16

5

L

Формула изобретения

Способ определения степени закисления водоемов, предусматривающий отбор из водоема проб с биологическим тест-объектом, анализ биологической характеристи- 5 ки 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 ка- 10 честве биологической характеристики— 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 закисляемым относят водоем, если рисунок неравномерный, частично редуцир0ванный, закисленньил считают водоем, если рисунок в центре закладки чешуи у окуня из этого водоема отсутствует.

Количество Наличие чешуи с каж- специфичесой ыбы кого ис нка

Есть

Есть (редуцирован)

Есть

Нет

Нет

Нет

Есть

Нет

Нет

Есть (редуцирован)

Есть

Нет

Есть

Есть

Д " Qf

ff0A аемщиа" уф б/ Я7СШЬ/Г циРычеаюого Я/ fQ

17410бВ

ИфИЧВСЯИ0

/HE

0%of

Составитель B.Êoìoâ

Редактор M.Öèòêèíà Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А.Ротман

Заказ 2083 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101