6 CONTAMINAREA MEDIULUI:FITOTOXICITATEA

Aspecte teoreticeSolul este un strat natural, situat la suprafaja scoattei terestre, cu proprieta^i sispecifice (capabil sa intre^ina viaja plantelor terestre), produs in timpuri

geologice prin acjiunea factorilor climatici si biotici asupra rocilor de la suprafaja,conditionati de relief si de apa. In ultimii ani la procesul de pedogeneza (formare asolului) o contribute importanta o are activitatea antropica,

Poluarea solului reprezinta orice actiune care produce dereglarea functionariinormale a soiului ca biotop, in cadrui diferitelor ecosisteme naturale sau artificiale(antropice) afectand fertilitatea si capacilatea sa bioproductiva din punct de vederecantitativ sau calitativ. Poluarea solului include in sfera sa orice fenomen de degradare asolului chiar daca efectul acestora apare indirect, transmis prin lanjul sol-microorganisme-plantesuperioare-animale-om-societate.

Principalele forme de poluare a solului stint: eroziunea solului, degradareastructurii sj a proprieta^ilor sale fizice, poluarea chimicS si radioactiva, precum §icontaminarea microbianS.

Factorit c-_re condac la poluare sunt diversj, cei mai importanti fiind agenfiichimici (poluanti, pesticide, tngrasaminte chimice), deseurile industriale si agricoleprecum si metodele agrochimice aplicate necorespunzator.

Influen^ele daunatoare ale acestora se reflects in deteriorarea caracteristicilor sifuncfiilor solurilor, respectiv in capacitatea lor bioproductiva, dar, ceea ce este §i maigrav, in afectarea calitatii produselor agricole si a securitatii alimentare, cu urmariserioase asupra calita^ii vie^ii omului.

Scopu! acestei lucrari este de a examinafitotoxicitatea (efectele toxice pe care leau anumiti compu§i asupra cresterii §1 dezvoltarii plantelor) pria simularea, testarea §imasurarea efectelor solului contaminat. In acest scop se vor utiliza seminte de plante,sol st un contaaalnant. Pe baza acestora se va formula o ipoteza iaclazand ipotcza nula(o ipoteza conform careia variabilele nu au un efect asupra rezultatelor experimentului),iar apoi se va stabili designul experimental pentru a testa ipoteza.

Aparatura$i materials- seminte de grau (friiicum> aestivum);- l̂ivece de flori;- apa;- sol;- contaminant uzuali ai mediului cum ar fi de exemplu:

- sarea de bucatarie;ulei de motor;

- sapun antibacterian continand triclosan (5-cloro-2-(2,4-diclorofenoxi)fenol);

- detergent de rufe pentru ma§ini automate continand fosfor;- alcool izopropilic.

ECOLOGIE $1 DEZVOLTARE DURABILA

computer.

Modde tucruIn aceasta lucrare de laborator se va simula efectul unui anumit agent poluant

asupra soluh-i si implicit asupra cresterii si dezvoltarii unor plante. In acest scop se vorutiliza materiale simple, se vor descrie rezultatele asteptats si se vor formula ipotezele sidesignul experimentului propus. Etapeie experimentului sunt:

1. pentru fiecare grupa de lucru se va alege pentru a fi testat doar un contaminant(doar unul pe echipa);

2. se va formula ipoteza. Ipoteza trebuie sa fie convenabila, sa poata fi testatS(examinata) si sa se refere la contaminat (de exemplu: x% din contaminant nu vainfluenza regimul de crestere al plantelor). Se va specifica faptul ca aceastaipoteza reprezinta ipoteza nula pentru experimentul realizat.

3. pe baza acestei ipoteze se va schita un experiment pentru a testa efectelecontaminantilor considerati asupra cresterii a 10 seminte de grau (pentrugerminarea acestor seminte sunt necesare tntre 3 si 4 zile).

4. se vor selecta 4 moduri de aplicare a contaminantilor (4 concentratii diferitepentru a fi testate). Aceste concentratii se vor alege astfel incat efectele acestorasa se incadrcze in rezultatele dorite. De exemplu daca ipoteza nula afirma ca 5%din cantitatea de poluant va avea efecte negative asupra cresterii graului atunciconcentrajiile de poluant care vor fi testate trebuie sa se situeze deasupra sidedesubtul acestei valori a concentrati-5!. Daca acest iucru nu se va realiza atuncise va constata ca nivelele de toxiciiate sunt fie prea scazute, fie prea ridicate.

5. se va folosi ua ghiveci de control (in care nu se va folosi un contaminant ci doarseminte de grau, ceilalti factori de mediu fund aceeasi ca si in cazul ghivecelorcu seminfe si poiuanti).

6. pentoi a se stabili exact efectele poluantilor asupra solului si asupra plantelor seva realiza experimentul de trei ori; ca urmare sunt necesare 15 ghivece mici deflori (figura 12).

7. experimentul va incepe in prima sedinta de laborator si se va continua in sedintaurooatoare (duraia experimentalui fund de 7-10 zile). Pentru aceasta au trebuie ase uda din timp in timp ghivecele cu semin|e.

8. Se va testa ipoteza propusa. Pentru fiecare experiment (ghiveci) se va comparacresterea media a planteior (figura 12).

Ct

Experiment!

Experiments

Figura 12. Experiment privind ac^iunea coataminanfilor asupra soluliii §i plantelor (Ct - control, Sracontaminant) [Wagner, 2005J

Modal de calcul $i prezentarea rezuitatelorUnul dintre cele mai importante elemente in stiinta mediului il reprezintS

testarea ipotezelor. Ca urmare rezultatele obtinute sunt foarte importante deoarece eletrebuie sa probeze ipotezele stabilite. Aceasta se face folosind date statistice (datenumerice pentru a face comparatii §1 a elabora concluzii) care in prealabil au fost testate.Aceasta implica aplicarea unei proceduri formale pentru compararea datefor ebservatecu ipoteza stabilita. Rezultatele testului importantei sunl exprimate in termenii uneiprobabilitati care masoara gradul in care datele si ipoteza sunt in concordanfa. Datelestatistice se vor introduce folosind programul Microsoft Excel.Probe independente pentru testul -1

Testul-t reprezinta un test utilizat pe scara largS pentru evaluarea diferentelordintre media arionetica intre dou& grupuri de valori. De exemplu, testul-t poate fiutilizat pentru a testa diferenja dintre rezultatele testelor dintre douS grupuri de bolnavicarora li s-au administrat un medicament si un grup de control care a pritnit placebo (osubstanta fara efect farmacologic obiectiv) (de exemplu tratament functie de control).

Testul-t compata media a doua variabile independente pentru a determina dacfiele diferS din punct de vedere statistic. Pentru aceasta lucrare ipotezele pot fi:IA — semintele care au fost supuse unui procent de 10% din pesticidul A au o rata demortalitate mare;lo — nu exista o diferentS in ceea ce priveste mortalitatea in cazul in care semintele suntsupuse unui procent de 10% din pesticidul A.

Datele obtinute din acest experiment se vor introduce in tabe'ui de rnai jos:

Tabctul 14. Datele obtinute peutru testarea cregterii ptantetorRecipient

(ghiveci) IPlanta

in prezenta §i hi abseata poluantitorTratata

(inattimea plantei, cm)Control

(inaltimea plantei, cm)

Datele obtinute pot fi analizate folosind testul-t comparand media supraviejuiriiin grupa de control si in grupele testate (ghivecele cu pfante supuse actiunii poluantilor).Pentru aceasta trebuie determinati inaltimea plantele obtinute de la toate cele 10setnin^e. In cazul in care s-au obtinut doar 9 plante §i s-au sadit 10 semin^e atuaeiinaltimea plantei care nu a germinat va fi 0 deoarece trebuie luafa §i ̂ ill calculiilinalfimii medii. Ideal ̂ rii ca toale^ele W seminte sa gentnineze deoarece domeniul devariabile alese se sitaeaza in domeniul de toleranta al plantelor (conform legii tolerahjeifiecare organism viu are o feactie proprie la variat'ia factorilor de mediu, dar sensulreactiei este previzibil prin cunoasterea fiziologiei specie! respective; in general se poatedefini un domeniu optim de valori al fiecarui factor §i o limita de toleranja) [Stugren,19941.

Prin realizarea testului-t se va vedea dacS exista din punct de vedere statistic odiferenta importanta intre inaltimea medie a grupuiui de plante care a fost tratat cupoluanU si inaltimea medie a grupuiui de control (netratat), Presupunand ca diferentadintre aceste grupuri o reprezinta doar tratarea cu agentul poluant se va evalua dacS saunu acest tratament a fost posibil.

Pentru testarea ipotezelor se va folosi programul Microsoft Excel. Dateleobtinute se vor introduce in program §i se va determina valoarea probabilitatii p.

ECOLOGIE $1 DEZVOLTARE DURABILA

Valoarea p este o masura a probabilitatii ca intre grupurile de lucru (plantele tratate sicea de control) s£ aparS o diferen$ in timpul experimentului. De exemplu, o valoare alui p = 0,01 inseamna ca exista o §ansa de 1 la 100 ca rezultatele obtinute sa seinregistreze. Valoarea cea mai mica a lui p indica cea mai puternica proba impotriva luiIo furnizatS de date. Aceasta mseamna ca diferenta dintre grupurile de lucru a fostcauzata de tratamentul la care au fost v^nuse plante-le. Valort tnici ale lui p sugereazafaptul ca ipoteza nula (nu exists elect in urma tratarii cu agentul poluant) este putinprobabil sa fie adevarata. Astfel cu cat este mai mica valoarea lui p cu atat este maiconvingatoare respingerea ipotezei nule. Valoarea lui p indica intensitatea probelorfolosite pentru respingerea ipotezei nule.

Se va stabili prin acest experiment nivelul importantet testului care in generalpentru §tiin|a este 0,05 (aceasta inseamna ca datele obtinute furnizeaza probe puternice,ca rezultatul obtinut va fi mai mic de 5% sau de I la 20 daca populate de grau au fostIntr-adevar identice). Daca valoarea lui p este mai mare de 0,05 (In acest caz poate fi p =0,1) se poate afirma ca ,,rezultatele sunt importante la un nivel de 0,05 §i ca x% dincontaminatul x are un efect important asupra populatiei de grau testate (asupramortalitatii, cresterii, inal^imii).

Utilizarea Microsoft Excel pentru compararea datelorPentru compararea datelor (de exemplu inaltimea plantelor) atat pentru grupul de

control, cat §i pentru grupul de plante tratate se vor introduce datele In programulMicrosoft Excel. Astfel se vor rula 4 teste-t pentru fiecare din cele trei seturi deexperimente rezultand un total de 12 teste-t. Pentru a rula testul-t in Excel dupSirttrodacerea datelor in coloane (ca in tabelu! 15) se va selecta opviunea ,,Tools", apoi seselecteaza ,̂ )ata Analysis" si apoi se selecteaza ,t-test". Intrarile ,,Variable 1 Range"trebuie sa reprezinte toate valorile din coloana de control. In coloana ,,Variable 2Range" trebuie sa fie introduse toate valorile objinute pentru plantele tratate (ordinea nuare importanta). Apoi se selecteaza optiunea Ok. In rezultatele obtinute se va verificavaloarea lui p. Daca valoarea lui p este mai mica de 0,05 (de exemplu 5%) rezultatuleste statistic important la un nivel de incredere de 95%.

In functie de valorile obtinute fiecare grupS de lucru isi \; riisntiona propriileCGilCittZU.

41