08.08.2017
14.07.2017
06.07.2017
19.06.2017
19.06.2017
19.06.2017
15.06.2017
12.06.2017
12.06.2017
16.05.2017
Определение вредных веществ с помощью тест-растений
 25.06.2014

Описанными ранее методами вредные вещества определяют количественно или качественно. Применение тест-растений (биологических индикаторов) позволяет обнаруживать фитотоксичные примеси по их прямому действию на растение. При этом оцениваются не отдельные компоненты, а весь комплекс вредных выбросов, что инструментальными методами, как правило, сделать очень трудно или невозможно. Таким образом, с помощью тест-растений можно точно диагностировать повреждения культурных растений вредными примесями. Однако следует иметь в виду, что по результатам, полученным на тест-растениях, нельзя делать заключения о вредном влиянии примесей в атмосфере и других средах на человека и животных. Реакция тест-растений на примеси (а также степень проявления симптомов) модифицируется множеством факторов среды в месте выращивания, поэтому обобщения вряд ли возможны.

Выращивание ловчих растений

Метод ловчих растений, основы которого были описаны Зорауэром и Раманном в 1899 г., заключается в выращивании быстрорастущих и особо чувствительных к дымовым газам однолетних растений в окрестностях промышленных предприятий, выбрасывающих в атмосферу вредные вещества. Позже растения подвергают микроскопическому и химическому анализам и сравнивают с контрольными растениями из незагрязненной местности. Зорауэр использовал в качестве ловчего растения фасоль (Phaseolus vulgaris), другие авторы рекомендуют горец сахалинский (Polygonum sachalinense) или ревень (Rheum spp.).
Зорауэр предложил некоторые усовершенствования метода, повышающие его информативность. Деревянные ящики объемом 1 м3 вкапывают в почву в исследуемой на наличие вредных примесей местности и заполняют почвой из района, не подверженного влиянию выбросов, и наоборот. Посев ловчих растений проводят одновременно. Данный способ позволяет определить, кроме влияния вредных веществ из воздуха, действие отравленной почвы. В последнем случае на растениях в незагрязненном районе также появляются признаки поражения.
Еще одну модификацию метода ловчих растений предложил Шёнбек. В почве загрязненного вредными примесями района и вне его выкапывают цилиндрические ямы (глубина 1,10 м, диаметр 0,35 м) и засыпают их специально подготовленной смесью почвы. Предварительно стенки ям выстилают пленочным рукавом, чтобы исключить контакт между засыпанной и основной почвой, на. дно помещают слой щебня толщиной 10 см для регулирования водного режима. Чтобы избежать заливания ямы дождевой водой, опытную почву насыпают на 10 см выше основной поверхности почвы (рис. 6).
Определение вредных веществ с помощью тест-растений

Анализ тест-растений, выращенных в одинаковых почвенных и климатических условиях в пораженных и непораженных местностях, позволяет дать однозначный ответ о действии вредных примесей (рис. 7). Если в качестве опытной использовалась почва из загрязненной местности, можно установить ее вредный эффект.
Примечание. В литературе описаны и другие варианты метода ловчих растений. Например, сосудами для подопытных растений могут служить большие цветочные горшки, деревянные бочонки диаметром 25 см, ведра с пробитым дном.
Определение вредных веществ с помощью тест-растений

Метод культуры злаковых трав

Специальный метод тест-растений для обнаружения загрязнений фтором и опасного для животных содержания фтора в кормовых злаках описал Шолль под названием метода культуры злаковых трав.
В неглазурованные глиняные чашки высевают смесь Lolium multiflorum ssp. grandini (райграс однолетний), L. multiflorum ssp. italicum (райграс уэльский) и L. perenne (райграс многолетний) в соотношении 6:5:4, выращивают в теплице и для лучшего кущения несколько раз срезают. Примерно через четыре недели после посева чашки с растениями выносят для закалки наружу и удобряют нитратом аммония. В возрасте 5—6 недель растения пересаживают в специальные сосуды, заполненные стандартизованной почвой, через неделю после пересадки еще раз срезают и выставляют на экспозицию в исследуемом районе. Полив осуществляется с помощью полуавтоматического приспособления.
Шолль различает длительную и сменную культуру злаковых трав. В первом случае растения выращивают весной сразу в экспозиционных сосудах и оставляют весь вегетационный период (с мая по октябрь) в точках измерения. Каждые 14 дней зеленую массу срезают для химического анализа на содержание фтора. В течение указанного периода необходимо поддерживать достаточное минеральное питание растений.
При сменной культуре растения выращивают отдельно для каждой пробы, т. е. получают пробы, полностью независимые друг от друга. Для определения содержания фтора по Ройссманну и Вестфалену растения злаковых трав срезают на высоте около 50 см от поверхности почвы, немедленно высушивают и размалывают. Повышенное содержание фтора может быть обусловлено как его концентрацией в окружающем воздухе, так и чувствительностью и поглощающей способностью растений. По Шоллю, метод культуры злаковых культур позволяет определять содержание фтора со стандартной ошибкой 9%. Таким образом, этот метод дает достоверную информацию о загрязнении среды фтором, его распространенности и о возможной опасности для пастбищного животноводства.
Обнаружение оксидантов с помощью растений табака

В прошлом в литературе неоднократно появлялись сообщения о вредном действии смога, озона и продуктов фотохимических реакций в загрязненном воздухе (например, пероксиацетилнитрата, ПАН) на сельскохозяйственные культуры и лесные породы. Особенно чувствительные к этим соединениям сорта табака (в частности BEL W3) можно использовать для достоверного выявления оксидантов в атмосфере.
Использование салата

Тест с использованием салата служит для определения действия фитотоксических веществ в почве. Чашки Петри диаметром 9 см заполняют почвой из пораженного загрязнителем и непораженного районов. В каждую чашку высевают по 50 семян салата и хорошо увлажняют. За развивающимися всходами наблюдают в течение 10—14 дней, постоянно пополняя запас влаги. В конце срока наблюдения отмечают величину, форму растений, окраску листьев. Сравнение данных, полученных в вариантах с загрязненной и нормальной почвой, позволяет выявить повышенное содержание вредных веществ, но для получения количественных сведений о виде загрязнения необходим химический анализ.
Метод экспозиции лишайника

Этот метод с использованием листовидпого лишайника Parmelia physodes разработал Шёнбек. В настоящее время нашли применение и другие виды лишайников, более чувствительные к некоторым видам загрязнений.
Лишайники собирают в районах, не подверженных загрязнению, желательно с дуба. С помощью стального кольцевидного ножа диаметром 4,2 см вырезают покрытые лишайником диски коры, стараясь не повредить его. Нож загоняется в кору молотком (рис. 8), зажимное кольцо с винтом помогает вынуть вырезанный диск коры без повреждений.
Определение вредных веществ с помощью тест-растений

По десять отобранных таким способом трансплантатов лишайника размещают на деревянных досках с углублениями соответствующего размера (диаметр 45 мм, глубина около 15 м) и дополнительно приклеивают древесной смолой (рис. 9). Доски с трансплантатами закрепляют на деревянных или металлических столбах на высоте 1,50 м, повернув лишайники к северу для защиты от прямых солнечных лучей. Крепление винтами на поперечном кронштейне позволяет быстро заменять доски. Столбы расставляют на участках, покрытых растительностью.
Определение вредных веществ с помощью тест-растений

Под влиянием газообразных загрязнителей воздуха (SO2, HF) у Parmelia physodes появляются признаки отмирания, которые в зависимости от интенсивности эффекта охватывают отдельные части или весь таллом. Изменения окраски лишайника можно регистрировать с помощью цветного фотографирования в макродиапазоне (1:2,5) через равные промежутки времени — от 1 до 6 педель. Для оценки степени повреждения лишайника достаточно определить долю отмершей части таллома.
Данные метода экспозиции лишайника дополняют результаты физико-химических анализов воздуха и позволяют судить о наличии фитотоксичных загрязнителей.
Примечание. Для ориентировочных опытов достаточно привязать ниткой к деревянному столбу от 10 до 20 примерно одинаковых талломов лишайника или подвесить несколько кусков обросших лишайником сучьев в исследуемом месте. Оценка результатов проводится вышеописанным способом.
Определение изменений в фитоценозах

Многолетняя загрязненность среды может привести к изменениям в сообществах растений. Например, выбросы цементных заводов или летучая зола с содержанием извести вызывают угнетение ацидофильных видов и усиленное развитие растений, хорошо переносящих высокие значения pH почвы. Это явление учитывается при лесоводческих обследованиях и картировании почв в зонах промышленных предприятий.