АНАЛІЗ ДОСВІДУ ЗАСТОСУВАННЯ БІОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ ДЛЯ РАННЬОГО ЗАПОБІГАННЯ ЗАБРУДНЕННЮ ВОД
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.13.2025.35Ключові слова:
забруднення вод, біологічний моніторинг, токсичні властивості води, експрес-аналіз, біотестування, тест-об’єкт, чутливість організмуАнотація
Забруднення водних ресурсів є однією з найбільш критичних глобальних екологічних проблем сучасності, що має далекосяжні наслідки для біосфери та людства. Цей феномен характеризується зміною фізичних, хімічних і біологічних властивостей води, що робить її непридатною для споживання та порушує функціонування природних екосистем. Основними антропогенними джерелами забруднення є промислові стічні води, побутові стічні води, сільськогосподарська діяльність. Усе це створює значну загрозу для здоров’я екосистем і людей.Для оцінювання рівня забруднення та впливу полютантів на біотичні системи застосовуються комплексні екотоксикологічні дослідження. Дафнії (Daphnia magna) визнані стандартною тест-моделлю в біотестуванні завдяки високій чутливості до змін якості води, короткому життєвому циклу та легкості культивування. Дослідження фокусуються не лише на показниках народжуваності та летальності, а й на модифікаціях рухової активності, яка є надзвичайно чутливим індикатором стресу. Методи аналізу включають відеомоніторинг і кількісне оцінювання параметрів плавання (швидкість, пройдена відстань, час нерухомості/активності, частота зміни напрямку, просторовий розподіл, реакція на світло/темряву). Аналіз наукових публікацій підтверджує значний інтерес до поведінки дафній як алармної системи раннього попередження. Зміни у швидкості плавання, характері руху (хаотичні, тонучі рухи) або вертикальній міграції спостерігаються задовго до смертельних ефектів. Дослідження показують, що різні забруднювачі (важкі метали, барвники, мікропластик, гербіциди) спричиняють специфічні «поведінкові профілі», що дозволяє ідентифікувати механізми дії токсикантів на нервову чи ендокринну системи.Виявлена висока кореляція між показниками плавальної поведінки та концентрацією забруднювачів підкреслює практичну значущість цих досліджень для біомоніторингу й екотоксикологічної оцінки водних ресурсів. Дафнії використовуються в моніторингових системах раннього біологічного попередження для експретесту якості питної води. Зміни в їхній поведінці можуть мати каскадні ефекти на всю прісноводну екосистему, впливати на харчові мережі та функціонування водойми. Це закладає основу для розроблення комплексної технології швидкого виявлення токсичності водного середовища.
Посилання
Безсонний В.Л. Використання ентропійного підходу в системах моніторингу водних ресурсів. Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Геологія. Географія. Екологія». 2023. Вип. (58). Р. 302–320. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2023-58-23.
Коніщук В.В., Шумигай І.В., Мартиненко В.В. Екологічний та гідрохімічний аналіз річок природного заповідника «Древлянський» (Україна). Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Геологія. Географія. Екологія». 2023. Вип. 58. С. 336–349. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2023-58-25.
Котик С.Р. Зміни поведінкових реакцій Daphnia spp. при забрудненні води катіонами Купруму (ІІ) та Феруму (ІІ) : кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю «Біологія». Запоріжжя : Запорізький національний університет, 2021. 60 с.
Крайнюкова A.M., Крайнюков O.M., Кривицька I.A. Вивчення залежності токсичного ефекту від часу контакту токсикантів з культурою водорості. Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Екологія». 2019. Вип. 21. С. 72–80. https://doi.org/10.26565/1992-4259-2019-21-06.
Крайнюкова А.М., Крайнюков О.М., Кривицька І.А. Використання методик біотестування для оцінювання екологічного стану поверхневих вод. Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Екологія». 2021. Вип. 24. С. 103–116. https://doi.org/10.26565/1992-4259-2021-24-09.
Крайнюкова А.М., Крайнюков О.М., Кривицька І.А. Використання фотосинтетичної активності водоростей задля оцінки токсичності з метою створення портативного пристрою. Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Екологія». 2020. Вип. 22. С. 82–92. https://doi.org/10.26565/1992-4259-2020-22-08.
Крайнюков О.М., Кривицька І.А., Найдьонова О.Є. Алгоритм оцінюванню базового набору таксонів задля визначення їх ефективності. Український журнал природничих наук. 2024. Вип. 8. С. 252–269. https://doi.org/10.32782/naturaljournal.8.2024.26.
Крайнюков О.М., Кривицька І.А., Крайнюкова А.М., Lineman M. Проблема оцінювання економічних наслідків хімічного забруднення поверхневих вод. Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Екологія». 2022. Вип. 26. Р. 89–101. https://doi.org/10.26565/1992-4259-2022-26-08.
Мельнійчук М.М., Горбач В.В., Горбач Л.М. Особливості використання водних ресурсів Волинської області та їх екологічний стан у сучасних умовах. Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія «Геологія. Географія. Екологія». 2021. Вип. (54). Р. 306–315. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2021-54-23.
Шелюк Ю.С., Махнєвич Д.С., Солонько О.С. Фітопланктон малої річки як показник якості вод в умовах змін клімату та воєнних дій на території України. Український журнал природничих наук. 2024. № 10. 286 с. https://doi.org/10.32782/naturaljournal.10.2024.2.
Аbe F.R., Machado A.L., Soares A.M.V.M., de Oliveira D.P., Pestana J.L.T. Life history and behavior effects of synthetic and natural dyes on Daphnia magna. Chemosphere. 2019. Vol. 236. P. 124390. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2019.124390.
Anggayasti W.L., Sudaryanti S., Pertiwi M., Nurjannah R.S.F., Sheviyandini T.Y., Suryatama J., Rubiyatadji R., Koentjoro M.P., Kurniawan A. Identifying the distribution and source of riverine plastic waste contamination: case study of Brantas River in Malang city. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2024. Vol. 5 (10 (131)). Р. 37–44. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.313830.
Artells E., Issartel J., Auffan M., Borschneck D., Thill A. et al. Exposure to Cerium Dioxide Nanoparticles Differently Affect Swimming Performance and Survival in Two Daphnid Species. PLoS ONE. 2013. № 8 (8). P. e71260. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071260
Di Nica V., Rizzi C., Finizio A., Ferraro L., Villa S. Behavioural responses of juvenile Daphnia magna to two organophosphorus insecticides. Journal Of Limnology. 2022. Vol. 81. https://doi.org/10.4081/jlimnol.2021.2015.
Kovalchuk I.P., Martyniuk V.O., Šeirienė V. The basin-landscape approach to the protection and condition optimization of the lakes of the national parks. Visnyk of V N. Karazin Kharkiv National University. Series “Geology. Geography. Ecology”. 2021. Vol. 53. Р. 239–254. https://doi.org/10.26565/2410-7360-2020-53-18
Litynska M., Dontsova T., Yanushevska O., Tarabaka V. Development of iron-containing sorption materials for water purification from arsenic compounds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 2 (10 (110)). Р. 35–42. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.230216.
Loboda N., Daus M. Development of a method of assessment of ecological risk of surface water pollution by nitrogen compounds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 5 (10 (113)). Р. 15–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.243058.
Magester S., Barcelona A., Colomer J., Serra T. Vertical distribution of microplastics in water bodies causes sublethal effects and changes in Daphnia magna swimming behavior. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2021. Vol. 228. P. 113001. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.113001.
Qin F., Zhao N., Yin G., Luo Y., Gan T. Toxicity Response and Swimming Speed Regularity in Daphnia magna After Short-Term Exposure to Diuron. Toxics. 2025. Vol. 13. № 5. Р. 395. https://doi.org/10.3390/toxics13050395.
Roex W.M. et al. Reproductive Impairment in the Zebrafish, Danio rerio, upon Chronic Exposure to 1, 2, 3-Trichlorobenzene. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2001. Vol. 48. Issue 2. Р. 196–201. https://doi.org/10.1006/eesa.2000.2029.
Saalmann V.F., Germing K., Ringbeck B., Kosak L.A., Eilebrecht E. Behavioral endpoints and generational effects in Daphnia magna upon short- and long-term exposure and their use as additional endpoint in ecotoxicological risk assessment. Ecotoxicology and Environmental Safety : science direct Journals & Books. 2025. Vol. 301. P. 118432. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2025.118432.
Sandbacka M. et al. The acute toxicity of surfactants on fish cells, Daphnia magna and fish – A comparative study. Toxicology in Vitro. 2000. Vol. 14. Issue 1. P. 61–68. https://doi.org/10.1016/S0887-2333(99)00083-1.
Shykhaleyeva G.M., Kiryushkina G.M. Accumulation of heavy metals (Cu, Cr, Pb, Cd) in aquatic invertebrates from the hyperhaline Kuyalnyk estuary (Ukraine, North-Western Black Sea region). Visnyk of V.N. Karazin Kharkiv National University. Series “Еcоlogy”. 2025. Vol. 32. Р. 124–133. https://doi.org/10.26565/1992-4259-2025-32-09.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
