Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Общая характеристика региона 10
1.1. Общие сведения о поверхностных водах и регионе в целом 10
1.2. Основные гидрохимические параметры исследуемых рек 14
Глава2. Фаунаподеноки стрекоз бассейнаВерхней Оби 16
2.1. Фауна Ephemeroptera 16
2.2. Фауна Odonata 26
Глава 3. Исследование сообществ поденок, стрекоз и макрозообентоса в целом и оценка их применения в биомониторинге 40
3.1. Особенности биомониторинга как системы оценки качества природных вод по различным характеристикам сообществ гидробионтов 40
3.2. Анализ макрозообентоса как индикатора качества вод 47
3.3. Исследования населения поденок и оценка их биоиндикационных качеств 61
3.4. Оценка населения стрекоз как возможных индикаторов антропогенной нагрузки на водосборные территории 73
Глава 4. Исследования токсичности различных загрязнителей для представителей отрядов Odonata и Ephemeroptera 80
4.1. Особенности экотоксикологических исследований как средства оценки токсичности химических соединений для живых организмов 80
4.2. Сравнительная токсичность инсектицидов дельтаметрина и эсфенвалерата для личинок Odonata и Ephemeroptera и Daphnia magna 81
4.3. Оценка хронического эффекта после кратковременного воздействия эсфенвалерата на личинок Cloeon dipterum - влияние интенсивности питания на хронический эффект . 95
4.4. Токсичность аммония для личинок Odonata и Ephemeroptera и влияние рН, солевого состава среды и питания на токсичность 108
4.5. Токсичность смесей азотсодержащих органогенов (аммоний, нитраты и нитриты) для личинок Ephemeroptera и некоторые вопросы теории токсичности смесей 119
4.6 Связь лабораторного токсикологического эксперимента и полевых наблюдений - выявление причинно-следственных отношений 130
Выводы 138
Библиографический список использованной литературы 140
Приложение 157
- Общие сведения о поверхностных водах и регионе в целом
- Особенности биомониторинга как системы оценки качества природных вод по различным характеристикам сообществ гидробионтов
- Сравнительная токсичность инсектицидов дельтаметрина и эсфенвалерата для личинок Odonata и Ephemeroptera и Daphnia magna
Введение к работе
Цель работы
Изучить состав и структуру населения поденок и стрекоз в бассейне Верхней Оби, их толерантность к основным загрязнителям и оценить возможности их применения в биомониторинге и экотоксикологических исследованиях.
Основные задачи работы
Провести инвентаризацию фауны отрядов Ephemeroptera и Odonata исследуемого региона.
Провести исследования сообществ макрозообентоса рек бассейна Верхней Оби по сети створов Западносибирского центра мониторинга за состоянием природной среды с различным уровнем загрязнения.
Сравнить таксоценозы поденок и стрекоз, а также макрозообентос в целом участков с различной степенью антропогенной нагрузки и загрязнения и оценить пригодность использования различных характеристик сообществ в биомониторинге.
Провести серию токсикологических экспериментов для оценки токсичности ряда основных загрязнителей, их смесей, а также влияния некоторых гидрохимических и биотических факторов на токсичность для представителей отрядов Ephemeroptera и Odonata.
Оценить возможности, перспективы, преимущества и недостатки использования представителей отрядов Ephemeroptera и Odonata в биомониторинге и экотоксикологических исследованиях.
Актуальность темы
Антропогенное загрязнение окружающей среды является одной из важнейших глобальных проблем, стоящих в настоящее время перед человечеством. Оценка степени загрязненности и характера его последствий представляет собой сложную и важную задачу, и применение живых организмов для такой оценки является уже давно устоявшейся практикой.
Применение макрозообентоса и . отдельных таксоценозов его составляющих, для биомониторинга пресных вод, то есть для оценки чистоты воды, здоровья и целостности экосистем, широко применяется в большинстве стран мира. При этом, представители отряда Поденки (Ephemeroptera) являются одними из наиболее часто используемых организмов - индикаторов. Личинки поденок играют важную роль в пресноводных биоценозах и составляют значительную часть в пробах макрозообентоса (особенно взятых с каменистых грунтов и макрофитов) при проведении биомониторинга рек. Представители отряда Стрекозы (Odonata), напротив, не являются традиционными индикаторами, хотя имеется значительное число примеров эффективного применения данной группы для оценки состояния территорий водосбора в целом, а также непроточных водоемов и гетерогенных систем типа река -заливной луг. Несмотря на определенную таксономическую близость отрядов Odonata и Ephemeroptera, объединяемых многими авторами в инфракласс Paleoptera, особенности их биологии и экологии значительно разнятся, что и определяет их неодинаковую степень применимости в различных биомониторинговых исследованиях.
Начиная со второй половины XX века биомониторинговые исследования считаются приоритетными во всем мире. Во многих областях нашей страны федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды осуществляет регулярный биомониторинг поверхностных вод с использованием макрозообентоса. Значительное количество научно -исследовательских работ также посвящены данной теме. В Западной Сибири,
до наших исследований, биомониторинг по показателям макрозообентоса не
осуществлялся. Более того, не была исследована фауна многих таксонов,
составляющих макрозообентос, в том числе таких отрядов как поденки,
ручейники и веснянки (Ephemeroptera, Trichoptera и Plecoptera). Очевидно, что
осуществление биомониторинга требует учета региональных особенностей
фауны и проведения специальных исследований для оценки корреляционных
отношений между гидрохимическими и гидробиологическими
характеристиками водоемов.
В отличии от биомониторинга, основной целью экотоксикологических исследований является изучение и оценка токсичности различных, по преимуществу антропогенного происхождения, веществ для живых организмов. Поденки и стрекозы не являются традиционными тест - объектами для такого рода исследований. Очевидно, что ограниченное число таксонов не может дать исчерпывающую информацию о степени токсичности и потенциальной опасности какого-либо вещества для живой природы. Толерантности различных видов часто разнятся между собой так же сильно, как и другие признаки организмов, и использование в экотоксикологических исследованиях личинок поденок и стрекоз, играющих важную роль в пресноводных экосистемах и представленных в подавляющем большинстве пресноводных водоемов, позволит получить значительное количество информации об опасности тестируемого вещества для экосистем.
Количество экотоксикологических экспериментов, проведенных с личинками стрекоз, минимально. Личинки поденок используются в качестве тест - объектов гораздо чаще. Однако, если элементарные сравнительные данные, позволяющие судить о толерантности к тому или иному токсиканту представлены в литературе, то влияние гидрохимических и биотических факторов на токсичность, токсичность смесей и многие другие важные аспекты крайне слабо изучены.
Эксперимент является общепринятым средством доказательства или опровержения гипотезы в науке. Экотоксикологический эксперимент может
применяться для доказательства выводов, полученных в результате биомониторинговых исследований. Сравнение результатов лабораторных и полевых исследований позволяет судить о том, насколько прямой эффект токсиканта обуславливает его общее влияние на какой либо таксон в природе. Подобные опыты являются крайне важными для доказательства одного из основных теоретических предположений, на которых базируется биомониторинг, а именно — предположение о том, что загрязнители приводят к локальному уменьшению численности или вымиранию чувствительных видов и соответственно к уменьшению видового разнообразия экосистемы. Вопрос о доказательстве причины, то есть о том, что является ли причиной изменения экосистем загрязнение, широко обсуждается, и эксперимент остается одним из ведущих методов этого доказательства.
Научная новизна
В результате проведенной работы впервые исследована фауна поденок Верхнего Приобья, представленная 36 видами. Впервые проведена оценка возможностей применения макрозообентоса в целом, а также поденок и стрекоз для биомониторинга поверхностных вод и водосборных территорий в нашем регионе. Произведен анализ эффективности целого ряда количественных характеристик и методов, применяемых для биомониторинга в России, Северной Америке и Европе. Составлена таблица сапробности поденок Западной Сибири. Впервые оценена токсичность пиретроидов эсфенвалерата и дельтаметрина для личинок ряда видов стрекоз и поденок. Впервые исследован хронический эффект после кратковременной экспозиции эсфенвалерата, соответствующей экспозиции этого токсиканта в природных водах, и исследовано влияния недостатка пищи на этот эффект, установлено влияние на выживаемость, скорость развития, массу тела и плодовитость. Произведена оценка токсичности аммония для личинок стрекоз и поденок, исследовано влияние рН, ионного состава воды и питания на токсичность аммония для
личинок ряда видов стрекоз. Впервые изучена токсичность смеси аммония, нитритов и нитратов для личинок поденок, исследовано взаимное влияние токсикантов в смеси, имеющее сложный характер. Предложена оригинальная классификация комбинированных токсических эффектов в экотоксикологии. Проведены специальные токсикологические тесты, подтверждающие предположение о существенном, вероятно не опосредованном, влиянии загрязнителей органогенов на распространение видов поденок в реках региона. Проведен анализ возможностей интеграции лабораторных и полевых методов.
Положения выносимые на защиту
Ряд характеристик макрозообентоса в целом, а также сообществ поденок и стрекоз достоверно коррелирует с уровнем загрязненности водоемов, что позволяет применять эти характеристики в биомониторинге.
Личинки поденок и стрекоз обладают относительно высокой чувствительностью к инсектицидам и низкой к органогенам, что делает их специфическими тест-объектами для экотоксикологических исследований.
Такие факторы как рН, ионный состав воды и питание тест-организмов могут оказывать значительное влияние на острый и хронический токсические эффекты.
Лабораторный токсикологический эксперимент может служить доказательством прямого влияния загрязнителей на экосистемы.
Практическая ценность
Полученные результаты имеют непосредственное практическое значение для организации и осуществления регулярного биомониторинга состояния поверхностных вод Западной Сибири. Анализ количественных характеристик и
методов, применяемых в России и за рубежом, а также углубленное изучение таксоценозов Ephemeroptera и Odonata, свидетельствует о необходимости улучшения и развития отечественных стандартизированных методов биологического контроля качества вод. Результаты исследования влияния недостатка пищи и различных факторов на токсичность загрязнителей и токсичности смесей могут использоваться для разработки и развития нормативных природоохранных документов и методик, в том числе развиваемой в Европе системы оценки опасности пестицидов. Результаты исследования фауны поденок, биомониторинговых и экотоксикологических исследований представляют значительный теоретический интерес.
Апробация работы и публикации
Результаты работы докладывались на XV международном симпозиуме одонатологов (Новосибирск, 2001), на Первой, Второй и Третьей Всероссийской конференциях «Проблемы биологической науки в педагогических вузах» (Новосибирск, 2001, 2002 и 2003), на XII международной конференции по экологической токсикологии и химии (Вена, Австрия, 2002), на XIII международной конференции по экологической токсикологии и химии (Гамбург, Германия, 2003).
По теме диссертации опубликовано девять и сдано в печать четыре работы (без учета тезисов).
Структура и объем работы
Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Общий объем работы - 173 страницы, в том числе основной части - 139 страниц. Представлено 38 таблиц и 20 рисунков в основной части, и 7 таблиц в приложении. Список литературы содержит 172 источника, в том числе 132 - на иностранных языках.
Общие сведения о поверхностных водах и регионе в целом
Работа проводилась на территории Новосибирской области в бассейне Верхней Оби. Материал собирался с рек Обь, Иня, Бердь, Тула, Ельцовка Первая, Ельцовка Вторая, Каменка, Шипуниха, Ик, Малый Ик, Носиха и Мосиха, а также многочисленных небольших непроточных водоемов которые, как правило, не имеют названий (исключение - озеро Глухое). Как уже было указано, все водоемы относятся к бассейну реки Обь, причем все проточные водоемы, за исключением реки Тула, относятся к правому берегу Оби. На рисунке 1. представлена карта-схема исследованного региона, на которой приводятся пункты сбора проб для биомониторинговых исследований.
Река Обь - это одна из крупнейших рек Земного шара. По площади бассейна (2,9 млн. км ) она занимает первое место среди рек всего бывшего Советского Союза. Длинна Оби составляет 4345 км. Началом этой реки считают место слияния рек Катунь и Бия у города Бийска в Алтайском крае. Впадает Обь в Обскую губу Карского моря. Правый берег реки более высокий по сравнению с левым, сложен более рыхлыми породами, постепенно подмывается и отступает. Левый берег пологий, занят лугами и болотами. Главный водораздел между барабинско-кулундинскими реками и Обью (то есть западная граница бассейна Оби) проходит недалеко от левого берега Оби. Поэтому левые притоки Оби сравнительно короткие и маловодные (Тула, Шегарка, Чик и др.). Восточная граница бассейна Оби значительно отодвинута на восток и соответственно правые притоки Оби (Иня и Бердь) значительно длиннее левых и имеют довольно разветвленную сеть больших и малых притоков. Скорость течения в Оби в среднем составляет 0,1-0,2 м/сек.
Иня, правый приток Оби, берет начало у Тардановского увала в Кузбассе. Ширина реки в пределах Новосибирской области составляет от 30 до 70 м, глубина достигает двух метров. Общая длина реки составляет 880 км, площадь водосбора 18146 км . Берега высокие, покрыты лесом. Правый берег более крутой. В русле реки часто выходят на поверхность породы палеозойского фундамента. В этих местах река образует перекаты. Соответственно скорость течения реки неоднородна. Основные притоки Ини это Издревая, Буготак и Изылы. Среди притоков Ини, наша работа проводилась на реке Издревая, а также на ручьях Носиха и Мосиха, относящихся к классу совершенно малых водных объектов.
Другим крупным притоком Оби является Бердь, берущая начало в Салаирском кряже. От истока до Маслянино это извилистая горная река с порогами и перекатами. Ниже, до впадения в Обь, она более спокойная, берега ее менее круты и не такие высокие. Общая длина реки составляет 416 км, площадь водосбора 8740 км . Бердь имеет разветвленную систему притоков, из которых мы работали на реках Шипуниха и Ик, относящихся к классу очень малых водных объектов.
Количество непроточных водоемов больше на левом берегу Оби. В своей работе мы использовали различные водоемы, как в левобережной, так и в правобережной части бассейна Оби, большинство из которых не имеет названий. Самый крупный из этих водоемов это озеро Глухое, расположенное на левом берегу Оби недалеко от Колыванского шоссе (ост. Озеро).
Начиная с июня, уровень воды в реках и озерах Новосибирской области понижается. Исключение составляет Обь, в которой вторично повышается уровень воды в июне по причине активного таяния снегов в горах Алтая. Самый низкий уровень воды как в проточных, так и в непроточных водоемах наблюдается зимой.
Климат на исследуемой территории континентальный с холодной продолжительной зимой и жарким, но коротким летом. Разница между самой низкой и самой высокой температурой в Новосибирске составляет 88 С. Большие изменения испытывает продолжительность безморозного периода в Новосибирске: она изменяется от 92 дней в году до 141 дня. Годовое количество осадков - от 250 до 500 мм.
Среднее значение количества солнечного тепла по Новосибирской области составляет около 100 ккал/см (Новосибирск - 93,3 ккал/см ). Это больше, чем в других областях России (например, Москва - 88,4 ккал/см2), расположенных на той же широте. Средняя годовая сумма часов солнечного сияния в Новосибирске составляет 2029 часов (для сравнения, Москва - 1582 часа), что примерно равно этому же показателю для центральной части Украины.
Средняя температура января на севере области -20,5 С, на юге -19,5 С. Средняя температура июля на севере области +17,5 С, на юге +19,5 С. Ледяной покров на реках правобережья образуется обычно в начале ноября. Только на Оби после перекрытия ее плотиной ледостав передвинулся на конец ноября. Малые реки замерзают значительно раньше. Вскрытие рек длится обычно несколько дней. Обычно они освобождаются ото льда в конце апреля. Обь вскрывается значительно раньше.
Большая часть территории, на которой проводились работы, находится в пределах степной природной зоны, лесостепной зоны. Только северные участки бассейна реки Обь входят в лесную зону, переходную подтаежную подзону лиственных лесов.
В общем, по характеру поверхности Новосибирскую область можно разделить на две части: правобережную - возвышенную и левобережную — низменную. Основная особенность рельефа правобережья — плоские водоразделы с глубоко врезанными речными долинами, балками и оврагами. Наиболее возвышенный район правобережья и всей Новосибирской области — Салаирский кряж, самый северный отрог Алтайской горной системы. Это сильно разрушенные древние горы с преобладанием массивных плоских форм рельефа. Остальная часть правобережья представляет собой плоские водораздельные пространства между бассейнами рек Оби, Ини и Томи; Ини и Берди; Берди и Чумыша. Водораздельное пространство Оби, Ини и Томи называют возвышенностью Сокур. Левобережье по характеру рельефа представляет собой низменную равнину, расположенную на высоте 100 - 140 м над уровнем моря.
Особенности биомониторинга как системы оценки качества природных вод по различным характеристикам сообществ гидробионтов
Под термином «биомониторинг» мы понимаем комплекс наблюдений над живой составляющей экосистемы, направленных не только на оценку биологических характеристик экосистемы, но и на оценку химических, физических и, главное, комплексных характеристик экосистемы. В настоящее время, по нашему мнению, наибольшее развитие получил биомониторинг пресноводных экосистем. Основной целыо проведения биомониторинга пресноводных экосистем является оценка антропогенного влияния на эти системы. Качество воды, чистота седиментов (донных отложений) и состояние биологических ресурсов — вот основные показатели, на оценку которых направлен биомониторинг.
Среди основных преимуществ биомониторинга, по сравнению с методами химического анализа, следует выделить следующее: биологические объекты реагируют на сравнительно слабые антропогенные нагрузки, суммируют действие всех важных факторов, отражают химические и физические параметры, фиксируют скорость и основные тенденции происходящих в среде изменений, указывают пути и места скопления загрязнений, постоянно присутствуют в среде и реагируют на кратковременные, так называемые «залповые» выбросы поллютантов, позволяют судить о степени токсичности любых веществ для живой природы, а также, что особенно важно, их смесей, помогают нормировать антропогенную нагрузку на экосистемы и позволяют оценивать эффективность восстановительных мероприятий. Кроме этого, биологический мониторинг обычно является более дешевым методом по сравнению с методами химического анализа, требующими дорогостоящего оборудования и расходных материалов.
Биологический мониторинг также имеет некоторые преимущества и по сравнению с биотестированием. Это постоянное нахождение организмов в среде, отсутствие необходимости экстраполировать данные на природные системы и меньшая стоимость.
Бесспорно, биологический мониторинг не может заменить мониторинг химический, а также биотестирование. Каждый из этих методов обладает своими преимуществами и недостатками, рассмотрение которых выходит за рамки данной главы. Рассмотрим только недостатки биомониторинга, так как его преимущества уже были нами рассмотрены. Среди основных недостатков биологического мониторинга следует отметить трудность установления причин и природы стресса испытываемого экосистемой, комплекс методических недостатков: множество различных методик, сложность отбора количественных проб, трудность таксономического определения многих организмов, кроме этого ряд трудностей обусловлен свойствами самих организмов: широкая норма реакции и генетическая неоднородность, агрегированное распределение, сложные биотические взаимодействия.
В качестве организмов-индикаторов используют различные экологические группы гидробионтов: перифитон, макрозообентос, фито и зоопланктон, микрозоопланктон, макрофиты и бактериопланктон. Каждая из выше перечисленных групп имеет свои недостатки и свои преимущества при проведении биомониторинга, однако,. макрозообентос, является наиболее удобной и часто применяемой группой биоиндикаторов [8, 45, 46, 47].
Следует указать, что в понятие макрозообентос мы включаем не только организмы, обитающие непосредственно на дне водоема, но также и обитателей сообществ макрофитов (фитофилы). Такая классификация не является произволом автора, а основана на принятом в биомониторинге делении сообществ гидробионтов [48]. Надо сказать, что такое обобщение выглядит довольно целесообразно, и дробление фитофильных сообществ на более мелкие группы в соответствии с их пространственным распределением только усложнило бы работу.
Преимущества макрозообентоса при индикации загрязнения, по сравнению с пелагическими сообществами, определяются приуроченностью к определенным субстратам, по сравнению с макрофитами, - большей лабильностью при реакции на загрязнение, по сравнению с микроорганизмами, - относительной устойчивостью к паводковому сносу и повышенной мутности воды, по сравнению с альгоценозами, — большей чувствительностью к воздействию токсического и теплового загрязнения. Кроме этого, организмы макрозообентоса отвечают практически всем требованиям, предъявляемым к биоиндикаторам: повсеместная встречаемость и относительно высокая численность, относительно крупные размеры, удобство сбора и обработки, достаточно продолжительный срок жизни, чтобы аккумулировать загрязняющие вещества за продолжительный период времени. При этом, как правило, бентосные организмы не являются хозяйственно ценными или уникальными объектами, поэтому изъятие их из водоемов в исследовательских целях не наносит значительного ущерба.
Среди недостатков макрозообентоса, как индикаторной группы гидробионтов, следует выделить следующее: трудность отбора репрезентативных проб, особенно количественных, отсутствие унифицированных методик отбора проб и сложность определения до видового уровня многих организмов, особенно это касается личинок насекомых находящихся на относительно ранних стадиях развития. Однако точное определение многих других гидробионтов до видового уровня также представляет значительные трудности.
Особого внимания заслуживает тот факт, что загрязнители антропогенного происхождения это отнюдь не единственный фактор обуславливающий структуру и состояние водных биоценозов. Соответственно, вопрос: «а действительно ли результаты биомониторинга отражают степень загрязненности среды, или они отражают другие, биотические или абиотические факторы» . является риторическим и широко обсуждается на протяжении многих лет [49, 50, 51, 52]. При проведении биомониторинговых исследований следует учитывать, что различные характеристики сообществ (e.g. плотность, видовое разнообразие, структура сообщества и др.) не всегда отражают степень антропогенной нагрузки на экосистему. Значительные изменения указанных параметров могут быть результатом природных биологических процессов, таких как - многолетние колебания численности, конкуренция, влияние хищников, гидрологические параметры и другие естественные процессы [49]. Однако, значительные многолетние колебания биоценозов характерны, в основным, для пересыхающих рек и ручьев [49], а также для арктических и субарктических водных потоков [53] и холодных потоков пустынь [54], причем колебания последних двух носят бессистемный характер. Большие и малые реки умеренных широт характеризуются сравнительно меньшими колебаниями как гидрологических параметров, так и биологических характеристик.
Сравнительная токсичность инсектицидов дельтаметрина и эсфенвалерата для личинок Odonata и Ephemeroptera и Daphnia magna
В настоящее время, вид Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea) является, пожалуй, наиболее широко применяемым тест - объектом в разного рода экотоксикологических исследованиях и биотестировании веществ различной природы, как в нашей стране, так и за рубежом [88, 89]. В России дафнии этого вида применяются для определения острой и хронической токсичности поверхностных пресных, грунтовых, питьевых, сточных и очищенных сточных вод [88]. Следует учитывать, что один вид, конечно же, не может дать исчерпывающую информацию о степени токсичности и потенциальной опасности какого-либо вещества для живой природы. Толерантности различных видов часто разнятся между собой так же сильно, как и другие признаки организмов [90]. Поэтому, наилучшим методом оценки потенциальной опасности различных токсикантов в настоящее время следует признать использование мезо- и микрокосмов с многовидовыми сообществами, моделирующими природные экосистемы [91, 92]. Однако, простое сравнение устойчивости различных видов, исследованное раздельно, также способно дать значительное количество информации.
Инсектициды, специально разработанные как средства регулирующие численность насекомых, оказывают влияние не только на вредителей, но и на самых различных насекомых. Последствия, вызванные широким применением пестицидов, и в особенности инсектицидов, в настоящее время с трудом поддаются учету и достоверному описанию [93]. Проблема сильно усложняется тем, что остаточные количества инсектицидов, находясь в почве и, в особенности, в растворенном виде в воде в ничтожно малых концентрациях способны оказывать токсическое влияние на различных насекомых [94]. В настоящее время применение наиболее устойчивых хлорорганических пестицидов запрещено, но даже быстро разлагающиеся пиретроиды способны попадать в континентальные водоемы в потенциально опасных концентрациях. Так, например, пиковые концентрации фенвалерата в водоемах могут достигать уровня от 0,1 до 6 мкг/л [95, 96] в водной фазе, и до 100 мкг/кг в донных отложениях [95]. Наиболее всего подвержены воздействию инсектицидов водоемы, расположенные вблизи от сельскохозяйственных угодий [97]. При этом, непроточные водоемы, особенно имеющие развитую растительность, играют роль компенсаторных барьеров, которые препятствуют значительному распространению инсектицидов [98], что, несомненно, является положительным фактом, однако при этом биота этих водоемов подвергается значительной редукции.
В данной главе представлены результаты исследований чувствительности личинок ряда видов амфибионтов, которые являются типичными обитателями непроточных водоемов и распространены в Палеарктике. Это два вида поденок: Cloeon dipterum L. и Caenis miliaria Tshern., и два вида стрекоз: Lestes sponsa Hans, и Cordulia anea L. Следует отметить, что данные организмы, как и многие другие обитатели некрупных стоячих водоемов, имеют довольно высокую толерантность к органогенам (аммоний, нитраты, фосфаты и др.) [32, 30] (BMWP data base, http://www.soc.staffs.ac.uk\research\groups\cies2) и другим веществам природного происхождения [99]. Однако при этом такие организмы могут обладать высокой чувствительностью к различным специфическим веществам (чуждым природному геохимическому фону), к которым и относятся пестициды. Такая избирательная чувствительность делает целесообразным использование, в частности, личинок амфибионтов в экотоксикологических исследованиях с целью обнаружения инсектицидов и в общем для получения более подробной информации о токсических свойствах того и или иного вещества, раствора или смеси. В мировой практике есть примеры довольно удачного использования личинок поденок в биотестировании, так, например, разработан метод биотестирования с использованием вида Ephoron virgo [100]. В данном методе используют только что вылупившихся из яиц (собранных из отловленных в природе самок) личинок поденок этого вида. Это позволяет избежать трудоемкого содержания культуры поденок в лаборатории.
В общем, оценка толерантности личинок ряда амфибионтных насекомых к дельтаметрину и эсфенвалерату и ее сравнение с таковой D. magna проводилась не только с целью оценить потенциальную опасность этих инсектицидов для данных организмов, но и для того, чтобы определить возможную пригодность исследуемых насекомых для биомониторинга, а также использования в качестве тест-объектов в различных экотоксикологических исследованиях, и возможно в биотестировании. .
Пиретроиды дельтаметрин и эсфенвалерат в настоящее время широко применяются как в нашей стране, так и за рубежом [101, 102]. Эсфенвалерат ((З)-а-циано-З-феноксибензил (8)-2-(4-хлорфенил)-3-метилбутират) это SS-изомер фенвалерата, более активный, чем фенвалерат на 70 % или более [103]. Препараты эсфенвалерата содержат около 22 % процентов фенвалерата и некоторое количество других его изомеров и представляют собой смесь изомеров. При этом эсфенвалерат является наиболее токсичным изомером фенвалерата [103]. Период полураспада данного инсектицида в водах составляет около 21 дня [104] и зависит от количества солнечного света. Дельтаметрин ((S)- а-циано-3-феноксибензил (111)-цис-3-(2,2-дибромовинил)-2,2-диметилциклопропан-карбоксилат) также является высокотоксичным пиретроидом. Период его полураспада в поверхностных водах составляет несколько дней и обусловлен высокой абсорбционной активностью этого вещества и испарением [105]. Оценка чувствительности различных организмов, включая личинок насекомых и D. magna, к дельтаметрину и эсфенвалерату, конечно же, проводилась ранее, и значительное количество информации обобщено в таких широко доступных через сеть интернет базах данных как ЕСОТОХ (http://www.epa.gov/ecotox) и EXTOXNET (http://www.ace.orst.edu/info/extoxnet). Однако, насколько нам известно, чувствительность представителей Odonata к данным пестицидам«не исследовалась, а .отряд Ephemeroptera в этом плане представлен видом Baetis parvus, на котором проводились опыты с дельтаметрином [106]. Учитывая, что представители, как первого, так и второго отрядов играют важную роль в пресноводных экосистемах и представлены в подавляющем большинстве пресноводных водоемов, проведение таких экспериментов крайне желательно. Опыты, поставленные нами на дафниях, проводились с целью сравнить токсичность исследуемых пестицидов с результатами, представленными в литературе [107, 108]. Кроме того, опыты с дафниями проводились параллельно с опытами над личинками насекомых, что необходимо для достоверного сравнения результатов.