На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с развитием высокоиндустриального общества опасное вмешательство человека в природу усилилось настолько, что грозит стать глобальной опасностью для планеты и человечества. Наиболее масштабным и значительным является загрязнение окружающей среды несвойственными ей химическими веществами, в частности, газообразными и аэрозольными промышленно-бытовыми загрязнителями, нефтью и нефтепродуктами, пестицидами и др. ядохимикатами, радиоактивными веществами. В этой связи актуальным представляется оценка опасности загрязняющих веществ или факторов для биосферы.

Количественным показателем опасности вещества или фактора для организма является летальная доза, вызывающая гибель 50% подопытных животных. В соответствии с величиной летальной дозы загрязнители делят на чрезвычайно опасные, высокоопасные, умеренно опасные и малоопасные. Наименьшая концентрация (или доза) вредного вещества, которая при длительном воздействии на организм вызывает его отклонение от нормы, получила название пороговой. Максимальная концентрация (или доза) вредного вещества, которая даже при длительном воздействии на организм не приводит к болезни, служит ориентиром при установлении предельно допустимых концентраций (доз). ПДК (ПДА) устанавливается намного ниже, чем максимально безвредные концентрации и дозы.

Между тем, нормировать содержание в окружающей среде вредных веществ и дозировать вредные факторы очень сложно. Использование ПДК не показывает воздействия загрязнителя на экологическую систему в целом, не учитывает интегрального влияния комплекса токсикантов, поэтому для мониторинга состояния атмосферы, гидросферы и почв используют целый ряд методов биотестирования и биоиндикации, в частности, определение токсичности воды, почвы, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по хемотаксической реакции инфузорий Paramecium caudatum, по смертности и изменению плодовитости дафний Daphnia magna и цериодафний Ceriodafnia affinis, по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей Scenedesmus quadricauda, по интенсивности биолюминесценции бактерий, по прорастанию и росту различных растений.

Для установления воздействия различных физиологически активных веществ и токсикологической оценки различных компонентов окружающей среды, в том числе и газообразных, применяют тест на прорастание. Обычно используют мелкие семена (льна, кресс-салата, мака, рыжика, укропа и др.) Лучше использовать свежесобранные семена. Метод оценки токсичности по прорастанию семян может использоваться не только в лабораторных условиях, но и для оценки степени очистки сточных вод заводов.

В качестве тест — объекта мы выбрали семена редиса сорта «Заря». В чашку Петри на фильтровальную бумагу помещали 30 семян редиса, заливали 15 мл исследуемого раствора, наблюдали за появлением всходов и ростом проростков. В качестве контроля использовали отстоянную в течение суток водопроводную воду. Опыты проводили в трехкратной повторности.

Для оценки вредного влияния были исследованы образцы снега, взятые в 4 точках Иркутска: 1 — улица Ленина; 2 — ул. Сухэ-Батора; 3 — Топкинский микрорайон; 4 — Лицей СИПЭУ по ул. 1 Советская. Результаты оценки представлены на рисунке 1

Сравнение диаграмм показывает, что наибольшее ингибирование прорастания семян наблюдается для проб 1 и 2, что напрямую связано с интенсивным автодвижением на улицах Ленина и Сухэ-Батора. Загрязнение снега в районе лицея СИПЭУ, пробы снега из микрорайона Топкинский давали незначительное ингибирование прорастания семян, что может свидетельствовать о довольно благополучной экологической ситуации в этом районе.

После анализа полученных результатов нам хотелось бы дополнить эксперимент еще одной серией: по данным некоторых исследователей, талая вода стимулирует прорастание и рост растений, что не было нами учтено, поэтому использование в качестве контроля талой воды позволит исключить маскирующий эффект и, возможно, покажет более сильное вредное воздействие загрязнителей.

Для оценки биологической активности были выбраны следующие вытяжки:

1. растение золотой ус (широко используемое в настоящее время в различных препаратах)
2. Полынь горькая (наблюдения садоводов показали, что рядом с таким растением угнетается рост культурных растений)
3. Моющее средство для посуды Cilit — антижир.

Первая и вторая вытяжки готовились настаиванием в течение 15 минут 10 граммов растительного сырья в 200 мл горячей воды (60 градусов), разбавлением 2 мл настоя водой до 15 мл. Раствор моющего средства (СМС) получали разбавлением 0,5 мл до 15 мл.

Из диаграмм, представленных на рисунке 2, видно, что вытяжки из золотого уса являются сильными биостимуляторами, в то время как полынь и СМС дают очень сильный ингибирующий эффект. Но если с вредным влиянием экстракта полыни растение постепенно справляется, то в среде с добавлением моющего средства вначале проклюнувшиеся семена теряют способность к росту и после 48 часов становятся неживыми. На фотографиях, сделанных после 72-часовой экспозиции, показано состояние растений в воде, растворах полыни и моющего средства. В контроле(вода) и вытяжке золотого уса проростки редиса ярко-зеленые, у них наблюдается хороший рост и развитие.

В чашках с экстрактом полыни проростки имеют желтую или бледно зеленую окраску, патологическое скручивание корней, а в растворах СМС роста нет и ощущается неприятный запах.

За последний год в печати и по телевидению появлялись результаты наблюдений ученых о влиянии различных используемых в быту химических препаратов, и было отмечено отрицательное влияние моющих и чистящих средств на здоровье детей (понижение иммунитета, увеличение числа гиперактивных детей и т.п.) Исходя из результатов нашего биотестирования, можно однозначно определить исследованное средство для мытья посуды как опасное для окружающей среды. Полки наших магазинов заполнены огромным количеством подобных средств, попадающих вместе с бытовыми стоками в водоемы и почву, где, как мы видели, они угнетающе действуют на окружающую жизнь.

Таким образом, результаты проведенного исследования показали, что метод биотестирования с помощью проращивания семян является быстрым, информативным и доступным способом установить биологическую активность и опасность различных веществ и препаратов.

Заключение

Сравнение свойств аллотропных модификаций углерода на основании литературных данных, а также с использованием выполненных моделей позволяет сделать выводы о корреляции между геометрическими характеристиками вещества (валентный угол, длина связи, тип структуры, соответствующие виду гибридизации электронных орбиталей атомов углерода) и его свойствами. При изготовлении моделей наглядно выявилось, что устойчивы структуры, геометрия которых близка к правильным геометрическим телам. В то же время искажение структуры, отклонение от правильности приводит к напряжению, результатом которого является неустойчивость данного вещества. Так, на моделях фуллеренов С₅₀ и С₆₀ ясно видна напряженность, что подтверждает литературные данные о неустойчивости их молекул по сравнению с химически стабильной, геометрически правильной молекулой фуллерена С₇₀.

Выполненные модели являются хорошим наглядным пособием при изучении электронного и геометрического строения вещества, развивают пространственные представления учащихся, могут использоваться на уроках химии и геометрии.

Буляница Б., Фатеева Ю.

Литература

1. Н.Л. Глинка. Общая химия. — Л.: Химия, 1974.