Komputerowa analiza obrazu w wybranych biotestach dla oceny jakości wód

Abstract

Praca ma charakter interdyscyplinarny. Łączy w sobie problematykę z dziedziny komputerowej analizy obrazu oraz inżynierii środowiska, w obszarze dotyczącym testów biologicznych dla oceny jakości wód. W rozprawie zaproponowano użycie metod komputerowej analizy obrazu w celu rozszerzenia testów biologicznych o możliwość badania nowych parametrów, które wcześniej były trudne do pomiaru. Opracowano dwa narzędzia: dla rzęsy drobnej (Lemna minor) oraz dla jamochłona stułbia płowa (Hydra vulgaris). W pierwszym przypadku opracowane narzędzie służy do pomiaru pola powierzchni członów pędowych rzęsy, co umożliwia porównanie przyrostu biomasy w próbie kontrolnej i testowej w sposób nieinwazyjny. Jest to metoda bardziej miarodajna niż zliczanie poszczególnych roślin oraz umożliwia kontynuowanie biotestu, co jest niemożliwe w przypadku ważenia suchej masy. Drugie opracowane narzędzie wprowadza obiektywny, automatycznie wyznaczany, łatwo mierzalny parametr, niezależny od subiektywnej oceny obserwatora, służący do oceny stopnia zmian morfologicznych stułbi pod wpływem działania toksyny trwania biotestu. W wyniku zastosowania opracowanego narzędzia powstają wykresy zmian przyjętego parametru w czasie trwania eksperymentu. Analiza tych wykresów umożliwia ciągłe śledzenie zachodzących zmian morfologicznych obserwowanego organizmu w czasie eksperymentu, co jest praktycznie niemożliwe przy klasycznej obserwacji przez lupę. Wykresy dostarczają informacji co do wrażliwości oraz szybkości odpowiedzi badanego organizmu na toksynę. Narzędzie daje również możliwość automatycznego wykrywania pojawiającego się efektu toksycznego (automatyczne podnoszenie alarmu) co może być przydatne w monitoringu on-line. W obu przypadkach opracowanych przez autora narzędzi powstaje pełna dokumentacja zdjęciowa umożliwiająca późniejszą weryfikację hipotez badawczych. jak wykazano w pracy, zastosowanie metod komputerowej analizy obrazu w biotestach, może być cennym narzędziem zwiększającym czułość i obiektywizm tych metod dla oceny jakości środowiska.