Badanie jakości wody metodą biotestów. Wytyczne stosowania metod biotestowych do oceny jakości wody w systemach zaopatrzenia w wodę bytową i pitną

Problemy czystej wody i ochrony hydrosfery stają się coraz bardziej palące w miarę postępu naukowego i technologicznego. Już teraz w wielu regionach globu występują duże trudności w zapewnieniu poboru i wykorzystania wody ze względu na ilościowe i jakościowe wyczerpywanie się zasobów wodnych. Przede wszystkim jest to spowodowane zanieczyszczaniem zbiorników wodnych i pobieraniem z nich dużych ilości wody (regulacja, zmiana kierunku biegu rzeki itp.), realizowanym w interesie energetyki, nawadniania gruntów, żeglugi oraz do innych celów.

Prace te przeprowadzono na polecenie Woroneskiego Regionalnego Komitetu ds. Ekologii i Ochrony Zasobów Naturalnych. W jej załodze nie ma hydrobiologów, ale wyniki badań hydrobiologicznych ścieków są bardzo ważne i interesujące dla Komitetu. Próbki do badań dostarczyło laboratorium Komisji, a nie duża liczba dafnia do hodowli i dalsze wykorzystanie w eksperymentach - przez Wydział Zoologii Bezkręgowców Uniwersytetu Państwowego w Woroneżu.

Do badań pobrano odpływ wody z osadników sześciu cukrowni w regionie.

Wyniki eksperymentów zostały przekazane do Wojewódzkiej Komisji Ekologii i Ochrony Zasobów Naturalnych.

Aktualny stan problemu zanieczyszczenia zbiorników wodnych i oczyszczania ścieków

Zanieczyszczenie zbiorników wodnych jest najbardziej związane z odprowadzaniem do nich ścieków przemysłowych, rolniczych i bytowych, z przedostawaniem się zanieczyszczeń z atmosfery oraz w wyniku działalności człowieka na samych zbiornikach wodnych. W wielu zbiornikach zanieczyszczenie jest tak duże, że doprowadziło do całkowitej degradacji ich ekosystemów, utraty ich wartości gospodarczej i krajobrazowej.

Zanieczyszczenie jednolitych części wód rozumiane jest jako pogorszenie ich znaczenia gospodarczego i funkcji biosferycznych w wyniku antropogenicznej infiltracji do nich substancji szkodliwych.

Spośród zanieczyszczeń ropa i produkty jej przetwarzania największe znaczenie dla ekosystemów wodnych mają pestycydy, związki metali ciężkich, detergenty i środki antyseptyczne. Zanieczyszczenie zbiorników wodnych radionuklidami stało się niezwykle niebezpieczne. Znaczącą rolę w zanieczyszczeniu zbiorników wodnych odgrywają ścieki domowe, spływy drewna, odpady z zakładów obróbki drewna i wiele innych zanieczyszczeń, które nie są toksyczne, ale pogarszają środowisko hydrobiontów.

Ścieki to woda wykorzystywana do celów domowych, przemysłowych i innych oraz zanieczyszczona różnymi zanieczyszczeniami, które zmieniły swój pierwotny skład chemiczny i właściwości fizyczne, a także wody spływające z terenów osiedli i zakładów przemysłowych w wyniku opadów atmosferycznych lub podlewania ulic.

W zależności od pochodzenia, rodzaju i składu ścieki dzielą się na trzy główne kategorie:

1. Gospodarstwa domowe (z toalet, kuchni, stołówek, szpitali. Pochodzą z mieszkań i budynki publiczne, a także z pomieszczeń gospodarstwa domowego przedsiębiorstw przemysłowych)

2. Przemysłowe (wody wykorzystywane w procesach technicznych, które nie spełniają już wymagań co do ich jakości)

3. Atmosferyczne (deszcz i roztopy wraz z wodą atmosferyczną są odprowadzane z nawadniania ulicznego, z fontann i drenaży)

Ścieki to złożona heterogeniczna mieszanina zawierająca zanieczyszczenia pochodzenia organicznego i mineralnego, które znajdują się w stanie nierozpuszczonym, koloidalnym i rozpuszczonym. Stopień zanieczyszczenia ścieków ocenia się na podstawie stężenia, czyli masy zanieczyszczeń na jednostkę objętości (mg/l). Ścieki z przedsiębiorstw przemysłowych mają najbardziej złożony skład. Na powstawanie ścieków przemysłowych mają wpływ przetwarzane surowce, techniczny proces produkcji, stosowane odczynniki, półprodukty i produkty, skład wody źródłowej, warunki lokalne itp.

Wody te mogą różnić się stężeniem zanieczyszczeń, stopniem agresywności itp.

Zbiorniki są zanieczyszczane głównie w wyniku odprowadzania do nich ścieków z zakładów przemysłowych i osiedli. W wyniku odprowadzania ścieków zmieniają się właściwości fizyczne wody (wzrasta temperatura, maleje przezroczystość, pojawiają się smaki, barwa, zapachy), na powierzchni zbiorników pojawiają się substancje pływające, na dnie tworzą się opady atmosferyczne, zmienia się skład chemiczny wody (zwiększa się zawartość substancji organicznych i nieorganicznych, maleje zawartość substancji toksycznych, zmniejsza się zawartość tlenu, zmienia się aktywna reakcja środowiska itp.), zmienia się skład jakościowy i ilościowy bakterii, pojawiają się bakterie chorobotwórcze. Zanieczyszczone zbiorniki stają się niezdatne do zaopatrzenia w wodę pitną i techniczną, tracą znaczenie rybackie.

Pierwsze kroki w kierunku usprawnienia procesu oczyszczania ścieków wiążą się z bezpośrednim wykorzystaniem naturalnego samooczyszczania i zdolności filtracyjnych gleby. Już w XIX wieku szczególny grunt, który służył do oczyszczania ścieków. Nazywa się je polami filtracyjnymi i polami irygacyjnymi. Jednak długość okresu czyszczenia i duże powierzchnie sprawiają, że metody te są nieekonomiczne w szybko rozwijającej się produkcji. Przy tej metodzie czyszczenia pojawiają się również pewne trudności sanitarne i epidemiologiczne.

Kolejnym etapem rozwoju metod oczyszczania ścieków było wykorzystanie stawów biologicznych. Proces oczyszczania wody w nich odbywa się na zasadzie naturalnego oczyszczania, wspólnej dla zbiorników i tylko częściowo jest regulowany przez człowieka. W ten sposób oczyszczane są ścieki z zakładów mięsnych, mleczarni, cukrowni, cukierni i innych przedsiębiorstw. Często takie stawy są wyposażone w wymuszone napowietrzanie i obieg wody. Negatywnym aspektem funkcjonowania biostawów jest czas trwania procesu oczyszczania, który trwa do 30 dni. Proces oczyszczania uważa się za zakończony ze śladowymi ilościami azotu amonowego w wodzie.

Już na początku XX wieku postęp technologiczny i postępujący proces uprzemysłowienia spowodowały konieczność znalezienia szybszych i bardziej ekonomicznych metod oczyszczania ścieków.

Metody sztucznego biologicznego oczyszczania, oparte na aktywnym działaniu organizmów żywych, pozostają obecnie głównymi ekonomicznymi i wydajnymi, zapewniającymi najpełniejszy rozkład zanieczyszczeń w porównaniu ze wszystkimi innymi metodami przemysłowymi.

3. Metody analizy i badań ścieków

Wśród metod analizy hydrobiologicznej powierzchnia wody Analiza saprobiologiczna zajmuje jedno z najważniejszych miejsc. Analiza saprobiologiczna, opracowana na początku XX wieku przez botanika Kolkwitza i zoologa Marssona, jest nadal z powodzeniem stosowana w codzienna praktyka hydrobiologiczna kontrola jakości wód powierzchniowych.

Początkowo saprobity rozumiano jako zdolność organizmów do rozwoju przy większej lub mniejszej zawartości zanieczyszczeń organicznych w wodzie. Następnie eksperymentalnie udowodniono, że o saprobiotyczności organizmu decyduje zarówno jego zapotrzebowanie na pokarm organiczny, jak i odporność na szkodliwe produkty rozkładu oraz niedobór tlenu w zanieczyszczonych wodach.

Obecnie ustalono, że w szeregu organizmów oligosaprobe-mesosaprobe-polisaprobe wzrasta nie tylko specyficzna odporność na zanieczyszczenia organiczne i ich konsekwencje, takie jak niedobór tlenu, ale także ich niespecyficzna zdolność do istnienia w bardzo różnych warunkach środowiskowych. Przepis ten znacznie rozszerza możliwości wykorzystania analizy saprobiologicznej nie tylko w przypadku zanieczyszczenia wód ściekami bytowymi, ale także w przypadku zanieczyszczeń przemysłowych.

W system klasyczny przykładowe organizmy dzielą się na trzy grupy:

1. organizmy silnie zanieczyszczonych wód - polisaprobiony lub polisaproby;

2. organizmy wód średnio zanieczyszczonych - mezosaprobionty lub mezosaproby;

3. organizmy wód słabo zanieczyszczonych - oligosaprobiony lub oligosaproby.

Wody polisaprobowe charakteryzują się brakiem tlenu i dużą zawartością dwutlenku węgla oraz wysokocząsteczkowych, łatwo rozkładających się substancji organicznych - białek, węglowodanów. Populacja wód polisaprobowych charakteryzuje się małą różnorodnością gatunkową, ale pojedyncze gatunki mogą osiągać dużą liczebność. Bezbarwne wiciowce i bakterie są tu szczególnie powszechne.

Wody Mesasaprobic charakteryzują się energicznym samooczyszczaniem. Grzyby, bakterie i glony są obfite. Wody te zamieszkują organizmy bezkręgowe, a także gatunki ryb wymagających tlenu. W wiejskich stawach, rowach i rowach na polach nawadnianych zwykle występują wody masozaprobowe.

W wodach oligosaprobowych procesy samooczyszczania przebiegają mniej intensywnie niż w wodach mezosaprobowych. Dominują w nich procesy oksydacyjne, często obserwuje się nasycenie tlenem, dominują takie produkty jak związki amonowe, azotyny i azotany. W tych wodach zwierzęta i rośliny są różnorodnie reprezentowane.

Wody oligosaprobowe to praktycznie czyste wody dużych jezior. Jeśli takie wody powstały w wyniku mineralizacji z wód zanieczyszczonych, to charakteryzują się one prawie całkowitą mineralizacją substancji organicznych.

Rozwielitka jest organizmem mezosaprobowym. Można ją wykorzystać do określenia dostatecznie dobrego stopnia oczyszczenia ścieków. Ponieważ jest bardzo wrażliwy na zmiany w środowisku wodnym, możemy również stwierdzić niedostateczny stopień oczyszczenia wody. Dlatego przeprowadziliśmy biotesty ścieków metodą rozwielitki.

4. Biotestowanie ścieków metodą rozwielitek

Do tej pory przetestowano i zastosowano w praktyce dużą liczbę maksymalnych dopuszczalnych stężeń. różne substancje, normy maksymalnych dopuszczalnych ścieków są również z powodzeniem wprowadzane do praktyki gospodarki narodowej.

Przy nadmiernym przepływie ścieków o wysokim stężeniu szkodliwych substancji naruszane są naturalne właściwości wody i staje się ona nieprzydatna dla biologicznych funkcji organizmu. Wpływa to negatywnie na stan i rozwój wszystkich organizmów wodnych oraz prowadzi do negatywnych stanów ustabilizowanych ekosystemów, których struktura w większości przypadków jest uproszczona.

Niektóre jej składniki, przede wszystkim użyteczne dla człowieka, częściowo wymierają, a ograniczona liczba poszczególnych przedstawicieli flory i fauny może się intensywnie rozwijać i przyczyniać do pogorszenia naturalnych walorów wód.

Celem pracy jest kontrola jakości ścieków emitowanych przez cukrownie w regionie. Zwalczanie przeprowadza się jedną z najbardziej akceptowalnych metod biologicznych na wioślarce Daphnia magna z rzędu liścionogów.

Aby wykonać tę pracę, potrzebujesz następujące materiały i wyposażenie:

Mikroskop MBS, lupy, siatka hydrobiologiczna do odłowu rozwielitek, siatki do przenoszenia rozwielitek do naczynia do biotestów, zbiornik akwariowy 5-litrowy, cylindry miarowe o pojemności 0,5-2 litry, pipety pomiarowe na 1,2,10 ml , szkiełka chemiczne o pojemności 200.100.50 ml, lejki szklane, szalki Petriego, bibuła filtracyjna

5. Charakterystyka obiektów testowych

Rodzaj Daphnia obejmuje 50 gatunków i jest wszechobecny. W zbiornikach słodkowodnych naszego regionu rozpowszechnionych jest 5 gatunków rozwielitek.

Skorupiaki z gatunku Daphnia magna są większe i preferowane jest ich wykorzystanie w doświadczeniach toksykologicznych. Żyją w zbiornikach stojących i wodach nizinnych, szczególnie często w zbiornikach przejściowo wysychających, kałużach. Na terytorium naszego kraju są one rozmieszczone wszędzie, z wyjątkiem Arktyki i Dalekiego Wschodu. Są typowymi mezosondami, tolerują zasolenie do 6%.

Krótki cykl rozwoju biologicznego umożliwia prześledzenie wzrostu i rozwoju rozwielitek na wszystkich etapach życia. W życiu rozwielitek wyróżnia się kilka etapów, którym towarzyszy linienie: pierwsze 3 następują po 20-24-36 godzinach, czwarty - dojrzewanie jaj w jajniku, a piąty - składanie jaj w komorze lęgowej następuje w odstępach 1-1,5 dnia. Począwszy od szóstego etapu, każdemu linieniu towarzyszy składanie jaj. Rozwielitka najintensywniej rośnie w pierwszych dniach po urodzeniu, po rozpoczęciu dojrzałości wzrost spowalnia. Nowonarodzone osobniki młodociane mają długość 0,7-0,9 mm, w okresie dojrzałości samice osiągają 2,2-2,4 mm, a samce 2,0-2,1 mm. Maksymalna długość ciało samic może osiągnąć 6,0 mm.

W sprzyjających warunkach iw warunkach laboratoryjnych rozwielitki przez większą część roku rozmnażają się bez zapłodnienia - partenogenetycznie, dając potomstwo składające się z samic. Przy braku pożywienia, przeludnieniu, zmianach warunków temperaturowych i spadku liczby godzin dziennych w populacji rozwielitek pojawiają się samce, a rozwielitki przechodzą do rozmnażania płciowego, składając „jaja zimowe” (1-2) po zapłodnieniu w ephippium , utworzone z części zastawek skorupowych samic.

Okres dojrzewania skorupiaków w optymalnej temperaturze 20-220C s dobre jedzenie– 5 -8 dni. Czas trwania rozwoju embrionalnego wynosi zwykle 3-4 dni, a wraz ze wzrostem temperatury do 25-46 godzin. Po tym czasie młode są zrzucane. Pokolenia partenogenetyczne następują jedno po drugim co 3-4 dni. Tworzenie jaj w sprzęgle zatrzymuje się 2-3 dni przed śmiercią. W naturze rozwielitki żyją średnio 20-25 dni, aw laboratorium z tryb optymalny 3-4 miesiące lub dłużej. W temperaturach powyżej 250C żywotność rozwielitek może zostać skrócona do 25 dni.

źródło pożywienia rozwielitki naturalne wody oemah to bakterie, algi jednokomórkowe, detrytus, rozpuszczona materia organiczna. Intensywność spożycia pokarmu zależy od jego charakteru, stężenia w środowisku, temperatury oraz wieku skorupiaków. Proces żerowania rozwielitki jest bezpośrednio związany z ruchem odnóży piersiowych, które kierują przepływ wody do wnętrza muszli. Cząsteczki pokarmu przefiltrowane na „sicie” dostają się do podłużnej rynny i przenoszone są do pyska skorupiaka.

Funkcje nóg klatki piersiowej są związane z procesami oddychania. W skrzelach (owalnych wyrostkach nóg) zachodzi wymiana gazowa. Rozwielitka jest odporna na zmiany reżimu tlenowego (od 2 mg O2/l), co wiąże się ze zdolnością do syntezy hemoglobiny. W warunkach obniżonego stężenia rozpuszczonego tlenu rozwielitki nabierają czerwonawego koloru, aw sprzyjających warunkach różowo-żółtego koloru.

W warunkach laboratoryjnych stosowaliśmy pożywkę drożdżową, którą przygotowano w następujący sposób: 1 g drożdży świeżych lub 0,3 g powietrznie suchych wsypywano do 100 ml wody destylowanej. Po spęcznieniu drożdże dokładnie miesza się. Obrona 30 minut. Supernatant dodaje się do naczyń ze skorupiakami w ilości 3 ml na 1 litr wody.

Przygotowanie rozwielitek do biotestów przebiegało według następującego schematu: 30-40 skorupiaków z komorami lęgowymi wypełnionymi jajami lub zarodkami na 3-4 dni przed badaniem przeszczepia się do 1-2-litrowych pojemników (szklanek) z wodą akwariową, w którym dafnie są karmione przed sadzeniem. Po pojawieniu się osobników młodocianych (każda samica może złożyć od 10 do 40 młodych rozwielitek) dorosłe osobniki usuwa się szklaną rurką, a jednodwudniowe osobniki młodociane poddaje się biotestom. Liczba rozwielitek potrzebnych do badania jest określana na podstawie liczby kontrolnych próbek wody i ich rozcieńczeń. Tak więc, aby przetestować jedną próbkę z jednym powtórzeniem, w trzech powtórzeniach potrzebnych będzie 60 rozwielitek (10 skorupiaków umieszcza się w każdym naczyniu do badania)

6. Testy toksyczności rozwielitek

Istnieje kilka metod badawczych służących do określania toksyczności wód naturalnych i ścieków dla rozwielitek, opracowanych przez różnych autorów. Wykorzystaliśmy test Ministerstwa Melioracji i Zasobów Wodnych ZSRR z 1986 r. „Biotestowanie ścieków przy użyciu rozwielitek”

Podczas biotestów określa się ostre i przewlekłe toksyczne działanie substancji szkodliwych na zwierzęta. Ostre jest działanie, jakie ścieki wywierają na rozwielitki od 10 minut do 96 godzin i objawia się ich unieruchomieniem lub śmiercią. Przed biotestami, Praca przygotowawcza, w tym pozyskanie materiału źródłowego do hodowli laboratoryjnej i jej uprawa. Do biotestów pobrano próbkę ścieków z osadników sześciu cukrowni w regionie. Dla porównania z tłem pobrano próbkę wody poza strefą oddziaływania ścieków.

Próbki umieszczano w szklanych pojemnikach, które napełniano pod pokrywką w celu wykluczenia dostępu powietrza. Zamrażanie i konserwacja wybranych próbek jest niedozwolona. Biotesty przeprowadzono natychmiast po pobraniu próbki i dostarczeniu jej do laboratorium. Zapas wody do biotestów przechowywano w lodówce. Temperatura badanej wody wynosi +18-240C.

Biotesty zrzutów ścieków w stanie ustalonym są przeprowadzane w celu identyfikacji, a następnie kontroli źródeł EHP (ekstremalnie wysokiego zanieczyszczenia). Określono ostry wpływ badanych próbek na dafnie. Kryterium ostrego działania toksycznego jest przeżywalność skorupiaków, przeżywalność to liczba rozwielitek, które przeżyły w okresie badania. Badać ścieki bez rozcieńczania i wodę kontrolną.

Do naczyń testowych wlewa się po 100 ml każdego akwarium i odpowiednich próbek wody. W każdym umieszcza się 10 osobników młodocianych rozwielitek. Wprowadza się je do naczyń badawczych za pomocą siatki planktonu o średnicy 3-4 cm lub pipety z gumową gruszką. Powtórz trzy razy. Naczynia pozostawia się w rozproszonym świetle. Rozwielitka nie jest karmiona przez cały okres biotestów. Liczona jest liczba rozwielitek martwych i unieruchomionych, te ostatnie są wliczane do liczby zmarłych. Skorupiak, który opadł na dno i nie wznosi się do słupa wody po 10-30 sekundach od wstrząśnięcia naczynia, uważa się za unieruchomiony. Określ liczbę przetrwałych rozwielitek. Rozliczanie odbywa się co godzinę przez pierwsze 8 godzin obserwacji, następnie po 12 i 24 godzinach od rozpoczęcia badania, a następnie na początku i na końcu dnia roboczego.

7. Przetwarzanie i ocena wyników

Wyznacza się średnią arytmetyczną przeżywalności rozwielitek w badanej wodzie w porównaniu z kontrolą i oblicza się procent odchylenia od kontroli. Woda badana ma ostre działanie toksyczne na rozwielitki, jeżeli procentowe odchylenie od kontrolnego wskaźnika przeżywalności rozwielitek w ciągu 96 godzin jest mniejsze niż 10. Wyniki biotestów wyrażone są w punktach

W przypadku uzyskania 0 punktów sytuację uznaje się za korzystną i nie wymagającą zastosowania dodatkowych środków ochrony wód. Po otrzymaniu oceny 1, sytuacja jest uznawana za niekorzystną i podejmowane są działania mające na celu poprawę funkcjonowania istniejących urządzeń ochrony wód. Przy wyniku 2 konieczne jest przeprowadzenie biotestów odpowiednich próbek wody w celu określenia chronicznych skutków toksycznych. Wyniki biotestów, wyrażone w punktach 3,4,5, wskazują na sytuację, która może spowodować znaczne szkody w zbiorniku wodnym i wymaga podjęcia działań w celu zorganizowania dodatkowej ochrony wód. Przedsiębiorstwa, w których badane próbki wody z punktu kontrolnego jednolitej części wód mają ocenę 3 lub wyższą, są wpisane na listę potencjalnych źródeł EHV jednolitych części wód i podlegają kontroli toksykologicznej

8. Wnioski i sugestie

W wyniku przeprowadzonych analiz uzyskano następujące wyniki:

Bez rozcieńczania: Dwie cukrownie (Ertilsky i Gribanovsky) odprowadzają hipertoksyczne wody (5 punktów) do osadników. Cukrownia Sadovo odprowadza silnie toksyczną wodę (4 punkty), a trzy cukrownie (Elan-Kolenovskiy, Nizhne-Kislyaisky i Pereleshinsky) odprowadzają wody średnio toksyczne (3 punkty) do osadników.

Po rozcieńczeniu 1:10: toksyczność zmniejsza się z hipertoksycznego do wysoce toksycznego.

Przy rozcieńczeniu 1:100: Hipertoksyczność spada, woda staje się średnio toksyczna.

Dane doświadczalne zostały przekazane do Wojewódzkiej Komisji Ekologii i Ochrony Zasobów Naturalnych. Wszystkie rośliny znajdują się na liście potencjalnych źródeł EHV importowanych obiektów i podlegają kontroli toksykologicznej.

Przeprowadzone prace wykazały, że technika biotestowania jest prosta i dostępna. Można go polecić do szerokiego zastosowania w praktyce zarówno hydrobiologom organizacji ekologicznych i uczelni wyższych, jak i studentom uczelni wyższych, techników oraz uczniom szkół i szkół technicznych.

Biotesty są obecnie główną techniką opracowywania MPC dla chemikaliów w wodzie. Jednocześnie określa się takie parametry charakteryzujące toksyczność, jak: LC50 (stężenie śmiertelne dla 50% organizmów testowych), EC50 (stężenie skuteczne dla 50% organizmów testowych), MNC (maksymalne stężenie nieaktywne), SHLI (w przybliżeniu bezpieczny poziom narażenia ), OTD (ostre działanie toksyczne), CTD (przewlekłe działanie toksyczne) i LV50 (50% czasu śmierci organizmów testowych).[ ...]

Biotestowanie zbiorników opiera się na fakcie, że pewne grupy organizmów wodnych mogą żyć przy pewnym stopniu zanieczyszczenia zbiornika substancjami organicznymi. Zdolność hydrobiontów do przetrwania w środowisku zanieczyszczonym materią organiczną nazywa się saprobicznością.[ ...]

Przeprowadzono również biotesty z wykorzystaniem obiektu badań komórkowych – granulowanego nasienia buhajów, tj. analizując zależność wskaźnika ruchliwości zawiesiny plemników od czasu i określając stopień zahamowania ich ruchliwości (redukcji średniego czasu ruchliwości) pod wpływem substancji toksycznych zawartych w wodzie, zgodnie z art. Wdrożenie metody odbywa się za pomocą automatycznego systemu analitycznego, który zapewnia ocena porównawcza wskaźnik ruchliwości zawiesiny plemników w próbkach wody doświadczalnej i pożywce kontrolnej, określenie procedur obliczeniowych i wydawanie wyników w postaci odpowiednich wskaźników toksyczności. Ocena wskaźnika ruchliwości odbywa się poprzez automatyczne zliczanie ilości fluktuacji natężenia promieniowania rozproszonego wywołanych przejściem komórek przez sondę optyczną.[ ...]

Biotesty ścieków do ponownego użycia wykazały, że nieoczyszczone ścieki hamowały kiełkowanie nasion i wzrost siewek o 22%, po obiekty lecznicze- o 12%, a rozcieńczony w stosunku 1:1 lub 1:2 - o 9%. Kontrola we wszystkich przypadkach - broniona woda z kranu.[ ...]

BIOTESTY - ocena kondycji środowisko na żywych organizmach. Zobacz wskaźniki biologiczne. PRZEMIANY BIOTYCZNE ŚRODOWISKA (B.t.s.) - zmiana warunków abiotycznych pod wpływem życiowej aktywności organizmów. W I. Vernadsky uważał żywe organizmy za czynnik geochemiczny, który stworzył biosferę. Dzięki żywym organizmom w atmosferze pojawił się tlen, powstały gleby, na dnie oceanów utworzyły się warstwy skał osadowych. W rezultacie B.t.s. powstają rezerwy detrytusu w postaci torfu i sapropelu.[ ...]

Biotesty wykorzystują szeroką gamę organizmów (rośliny wodne, algi, skorupiaki, mięczaki i ryby). Jednak najbardziej wrażliwy na zanieczyszczenia różnego rodzaju jest słodkowodny skorupiak daphnia magna.[ ...]

Biotesty rozumiane są jako metody badawcze, za pomocą których ocenia się jakość środowiska, czynniki działające samodzielnie lub w połączeniu z innymi na przeżywalność, kondycję i zachowanie organizmów specjalnie umieszczonych w tym środowisku - obiektów testowych. Wzrost osobników, ich produktywność, przeżywalność służą jako wskaźniki do biotestowania jakości środowiska. Fitoplankton i dafnia okazały się dogodne do celów monitoringu wód naturalnych i ścieków przedsiębiorstw.[ ...]

Metody biotestów opierają się na ocenie stanu fizjologicznego i stresu adaptacyjnego organizmów zaadaptowanych do czystego środowiska i umieszczonych w środowisku testowym na czas trwania eksperymentu. Metody te dostarczają również informacji o integralnej jakości ekologicznej środowiska. Cele prognozy są zazwyczaj związane z ekstrapolacją wyników eksperymentów na jakość życia człowieka oraz na zmiany wskaźników różnorodności biologicznej w ekosystemach. Ocena stanu środowiska według systemu biotestów i bioindykacji w każdym punkcie terytorium powinna opierać się na analizie kompleksu gatunkowego. W przypadku ekosystemów lądowych są to rośliny zielne i drewniane rośliny, bezkręgowce (np. mięczaki i stawonogi) oraz kręgowce (płazy, gady, ptaki, ssaki). Ocena stanu każdego gatunku opiera się na wynikach zastosowania systemu metod: morfologicznej (np. rejestracja oznak asymetrii budowy zewnętrznej), genetycznej (testy na aktywność mutagenną), fizjologicznej (testy metabolizmu energetycznego), biochemiczny (ocena stresu oksydacyjnego u zwierząt i fotosyntezy u roślin), immunologiczny (testy siły immunologicznej).[ ...]

Długotrwałe biotesty (3=20 dni) pozwalają na określenie przewlekłego toksycznego działania wody na dafnie poprzez zmniejszenie ich przeżywalności i płodności. Wskaźnik przeżywalności to średnia liczba początkowych samic Daphnia, które przeżyły podczas testu biologicznego, wskaźnik płodności to średnia liczba młodych osobników usuniętych podczas testu biologicznego, w przeliczeniu na jedną przeżywającą początkową samicę. Kryterium toksyczności jest istotną różnicą w stosunku do kontroli przeżywalności i płodności rozwielitek.[ ...]

Substrat do biotestów pobrano w rejonie huty miedzi Sredneuralsk (obwód swierdłowski, Revda, środkowy Ural, tajga południowa). Głównymi składnikami emisji są 802 i pyły polimetaliczne (głównie związki Cu, Pb, Cd, Zn, Al). Długotrwałe zanieczyszczenia (począwszy od 1940 r.) doprowadziły do ​​znacznego zakwaszenia ściółki leśnej i wzrostu zawartości w niej metali (tab. 1). Wzorce technogenicznej transformacji ekosystemów leśnych na badanym obszarze opisano wcześniej (Vorobeichik i in., 1994).[ ...]

Tak więc biotesty wody to ocena jakości wody na podstawie reakcji organizmów wodnych, którymi w tych przypadkach są obiekty testowe (Tabela 15.2).[ ...]

Do zalet biotestowania można zaliczyć możliwość wykorzystania go z urządzeniami przenośnymi w badaniach terenowych, a także łatwość pobierania i analizowania próbek. Tak więc za pomocą tych metod, w zależności od stanu funkcjonalnego (zachowania) badanych obiektów (skorupiaki - rozwielitki, algi - chlorella, ryby - gupiki itp.), można ocenić jakość wód i uszeregować je według klasy państwowe. W ten sposób staje się możliwe wykorzystanie tych wód do picia lub innych celów. Najbardziej pouczające kryteria oceny stanu wód powierzchniowych i ścieków (według stanu badanych obiektów) podano w tabeli. 42.[ ...]

Z powodzeniem uzupełnia metodę biotestowania na analizie biotestu rozwielitek z wykorzystaniem najprostszych mikroorganizmów - orzęsków (Paramecium caudatum). Metoda analizy biologicznej próbek wody opiera się na zdolności orzęsków do unikania niekorzystnych i zagrażających życiu stref oraz aktywnego przemieszczania się wzdłuż gradientów stężeń chemicznych do stref korzystnych. Metoda pozwala na szybkie określenie toksyczności ostrej próbek wody i jest przeznaczona do kontroli toksyczności wody naturalnej, ściekowej, pitnej, ekstraktów wodnych z różnych materiałów oraz produktów spożywczych.[ ...]

Wytyczne w sprawie biotestów ścieków przy użyciu Daphnia magna. - M.: V / o Soyuzvodproekt OMPR i VP, 1986. - 27 s.[ ...]

Podczas stosowania metod biotestowania stosuje się szereg pojęć i definicji: obiekt testowy rozumiany jest jako żywy organizm wykorzystywany w biotestowaniu; reakcja testowa - zmiana dowolnego wskaźnika badanego obiektu pod wpływem toksycznych substancji zawartych w wodzie; parametr testu - ilościowe wyrażenie reakcji testowej; kryterium toksyczności - wartość parametru badania lub reguła, na podstawie której wyciąga się wniosek o toksyczności wody.[ ...]

Szczególnie obiecujące w biotestach środowiska są pierwotniaki - orzęski. Znajdują zastosowanie w badaniach ekotoksykologicznych wód i gleb, w badaniach biochemicznych substancji chemicznych i materiałów pochodzenia biologicznego.[ ...]

Wytyczne dotyczące testów biologicznych obejmują metody określania toksyczności przy użyciu rozwielitek, alg i ryb jako obiektów testowych. Oprócz obowiązkowych badań (na rozwielitkach) dopuszcza się stosowanie innych zalecanych metod biotestowania.[ ...]

w tabeli. 21 przedstawiono wyniki biotestów pięciu formulacji środka antyseptycznego zawierającego chlorek alkilobenzyloamonu (¿)), fosforan trisodu (k2), węglan sodu (k3) oraz kwas borowy(cztery).[ ...]

Gudimov A.V., Petrov B.C., Gudimova EN. Biotesty na bezkręgowcach bentosowych jako sposób zapobiegania i minimalizowania zanieczyszczenia akwenów wodnych w rejonach zagospodarowania złóż ropy i gazu na szelfie arktycznym// Morskie i arktyczne złoża ropy i gazu a ekologia. M.: VNIIGAZ, 1996.[ ...]

Jako miara toksyczności wody rzeczne wykorzystał wskaźnik przeżywalności badanych organizmów.[ ...]

W praktyce do kontroli toksyczności wody, obok znanych metod biotestowania, powszechnie stosuje się testy biochemiczne i fizjologiczne, polegające na porównaniu parametrów charakteryzujących normalne zachowanie organizmu lub biokultury z tymi samymi parametrami obserwowanymi pod wpływem zanieczyszczonej wody. Z reguły kontrolowanymi parametrami są zmiany stężenia tlenu organicznego, ilość pochłoniętego tlenu lub uwolnionego dwutlenku węgla itp. Wszystkie te metody są po raz pierwszy standaryzowane na poziomie międzynarodowym.[ ...]

Inną możliwością całościowej oceny poziomu zanieczyszczenia atmosfery są biotesty toksyczności wód pokrywy śnieżnej miasta, które w okresie zimowym kumulowały emisje z przedsiębiorstw przemysłowych i pojazdów. W tym celu opracowaliśmy i certyfikowaliśmy metodę operacyjną oraz zestaw urządzeń do biotestów wody pod kątem wpływu zanieczyszczeń na rozwój glonów chlorella. Rozwój ten umożliwia jednoczesną ocenę toksyczności wielu próbek stopionego śniegu, a także innych wód naturalnych i ścieków. Przeprowadzone badania wykazały wysoką skuteczność tego działania podejście metodyczne w definicji zanieczyszczenia środowiska.[ ...]

Na podstawie wyników badań eksperymentalnych proponuje się wykorzystanie biotestów jako metody predykcyjnej oceny zanieczyszczenia wód morskich w trakcie zagospodarowania morskich złóż ropy i gazu. Przedstawiono zalety rozważanej metody w porównaniu z ogólnie przyjętym systemem monitoringu.[ ...]

Opracowaliśmy, udoskonaliliśmy i dostosowaliśmy do warunków produkcji ekspresowe metody biotestowania zbiorników wodnych z wykorzystaniem takich organizmów testowych jak skorupiaki – Daphnia magna Straus (wgorzgowiec, skorupiaki), dalej dla zwięzłości – Daphnia magna, a także pierwotniaki – Paramecium caudatum (ryc. 3.4). ).[ ...]

Aby ocenić biologiczne znaczenie stwierdzonych zmian cech strukturalnych wody, poddano ją biotestom zgodnie z zaleceniami „Metod biobadania wód”. Wykorzystano hydrobionty o różnych poziomach troficznych (3 grupy systematyczne): pierwotniaki - orzęski Tetrahimena pyriformis, bezkręgowce - słodkowodny skorupiak Daphnia magna i narybek gupika Poecilia reticulata peters.[ ...]

Obecnie najbardziej pouczającą i wiarygodną metodą oceny jakości OPS i wprowadzanych do niego substancji są biotesty. Przy wierceniu tą metodą ocenia się toksyczność płynów płuczkowych i odpadów technologicznych. Należy zaznaczyć, że biotesty ścieków wiertniczych (BSW) przeprowadzane są prawidłowo, zgodnie z zatwierdzoną metodyką dla ścieków. Jednak w przypadku zwiercin i płynów procesowych wiertniczych, które znacznie różnią się składem i właściwościami od BSV, nie ma naukowo opartej techniki biotestowania, która uwzględniałaby ich specyfikę. Dlatego warunki prowadzenia badań, np. krotność rozcieńczenia substancji wyjściowej, nie są ujednolicone. W związku z tym wyniki badań różnych autorów są często nieporównywalne, aw niektórych przypadkach ich wiarygodność jest wątpliwa. Tak więc, gdy płyny do prania są rozcieńczane, ich faza rozproszona wytrąca się, a jej działanie toksykologiczne nie jest właściwie brane pod uwagę. Tymczasem glinka zastosowana w składzie BPG ma dużą zdolność adsorpcyjną. Do środowiska wodnego trafia więc nie oryginalna glina, z której wykonano płuczkę wiertniczą, ale zmodyfikowana w procesie cyrkulacji przez odwiert. Ponadto do BPG dostają się cząsteczki gliny ze zwiercin.[ ...]

Niestety, korzystając z powyższych skal ocen, należy wziąć pod uwagę aspekt metodologiczny. Wiadomo, że wyniki biotestów są bardzo zależne od metody oznaczania. A nawet najmniejsze odchylenia, niezauważalne dla niedoświadczonego eksperymentatora, prowadzą do znacznego zniekształcenia wyniku.[ ...]

W ciągu ostatnich kilku lat ukształtował się niezależny kierunek biologicznej kontroli stanu środowiska poprzez bioindykację i biotesty [Zacharow, 1993; Schubert (red.), 1988; Melekhova i in., 1988, 2000; Smurow, 2000].[ ...]

3

Jedną z metod całościowej oceny jakości wody stykającej się z urządzeniem oczyszczającym w celu identyfikacji ewentualnego negatywnego wpływu materiałów konstrukcyjnych na jakość wody pitnej jest biotestowanie z wykorzystaniem hydrobiontów o różnych poziomach troficznych.[ ...]

Organizmy fauny bentosowej są nie tylko wygodnymi obiektami do utrzymania akwariów, ale także doskonałymi monitorami chronicznego zanieczyszczenia. Analiza ich reakcji fizjologicznych i behawioralnych podczas biotestów pozwala wiarygodnie określić progowe, tolerowane i śmiertelne ładunki spowodowane przez ten lub inny rodzaj zanieczyszczenia. Biotesty w Murmanie nie zostały jeszcze odpowiednio rozwinięte, chociaż ich pilność jest oczywista, a wyników nie można zastąpić monitorowaniem. Rozpoczęte w naszym instytucie badania nad biotestowaniem płuczek wiertniczych i ich składników wykazały jego powodzenie, w szczególności na takich obiektach jak holothurian Cucumaria frondosa, hydroid Dynamena pumita, obunog Gammarus oceanicus, małże (Mytilus edulis L.) i Modiolus (ryc. 1-3). Eksperymenty wykazały, że mięczaki filtrujące, które doskonale przystosowują się do warunków laboratoryjnych, łączą jednocześnie wysoką odporność ogólną z wystarczającą wrażliwością indywidualnych reakcji fizjologicznych i behawioralnych na różnego rodzaju zanieczyszczenia. Ponadto, na podstawie zachowań i wzrostu np. omułków, możliwe jest nie tylko badanie zanieczyszczeń, ale także prowadzenie stałego monitoringu jakości wód naturalnych, zwłaszcza w strefie przybrzeżnej (Zatoka Teriberka, Zatoka Kola), - w punktach wyjścia rurociągów podwodnych i retransportu kondensatu gazowego, ropy i gazu.[ ...]

Daphnia magna to mały skorupiak, stały mieszkaniec wód stojących i wolno płynących. Zgodnie z metodą karmienia - aktywny filtrator, samice osiągają wielkość 3 mm, samce są 1,5-2 razy mniejsze. Rozwielitki są wykorzystywane do biotestów zbiorników wodnych.[ ...]

Opracowana technika pozwoli na analizę stanu faktycznego zagrożenie dla środowiska Substancje. Jednocześnie procedura analizy ryzyka środowiskowego substancji niekomercyjnych będzie oparta na porównaniu zmierzonego wskaźnika biotestów ze skalą poziomu oddziaływania technogenicznego. Tym samym zamiast obecnie zatwierdzonych norm środowiskowych i rybackich dla wszystkich stosowanych substancji niekomercyjnych konieczne jest zatwierdzenie jedynie metodyki biotestów oraz kilku skal poziomu technogenicznego oddziaływania na środowisko.[ ...]

We Francji ocena jakości środowiska wodnego za pomocą wskaźników toksykologicznych jest obowiązkowa w „Systemie kontroli jakości słodkiej wody”. Przemysłowa kontrola toksykologiczna ścieków prowadzona jest w ponad 150 przedsiębiorstwach. Używany do testów biologicznych standardowy zestaw testy biologiczne ostrej toksyczności przy użyciu bakterii, alg, rozwielitek i ryb.[ ...]

Przy omawianiu wyników analizy biotestów jednolitych części wód pojawia się pytanie o kryterium toksyczności, tj. w sprawie wyboru wartości wskaźnika toksyczności, przy których woda ma lub nie ma toksycznego wpływu na organizmy żywe. Metody biotestów zostały przez nas przetestowane na modelowych roztworach o znanej zawartości substancji toksycznych oraz rzeczywistych zbiornikach wodnych.[ ...]

Wartości DF lub AF/Ft, uzyskiwane poprzez konstruowanie krzywych blasku, charakteryzują specyficzną fotosyntetyczną i ogólną aktywność fizjologiczną glonów i mogą być wykorzystywane jako niezależny wskaźnik ich stanu, w szczególności do bioindykacji i biotestowania jakości wody. [ ...]

Współczesne zanieczyszczenia prawie zawsze implikują obecność w środowisku całego zespołu czynników, których połączone działanie może prowadzić do nieoczekiwanych skutków. Tak więc eksperci w dziedzinie ekotoksykologii zauważają fakty niezgodności między wynikami biotestów (toksyczność) a analizą chemiczną (dane „korzystne”). Połączone efekty mogą być jednym z możliwych powodów. W szczególności stwierdzono, że kumulacja arsenu w glebie prowadzi do powstania specyficznych zbiorowisk drobnoustrojów. Zanieczyszczenia chemiczne stymulują rozwój mikroorganizmów fitopatogennych. Na przykład przy zwiększonym stężeniu arsenu tworzą się kompleksy Fusarium-nicienie, które stanowią podwójne zagrożenie dla roślin wyższych (Varaksina i in., 2004).[ ...]

Podczas tworzenia nowych receptur wieloskładnikowych antyseptyków opartych na zjawisku synergizmu głównym zadaniem jest dobranie optymalnej proporcji składników złożonych. Receptury antyseptyków o ulepszonych właściwościach użytkowych i środowiskowych powstają na podstawie biotestów zgodnie z metodologią „Laboratorium Ochrony Drewna TsNIIMOD”, opisaną powyżej (1).[ ...]

Biotest to ocena (badanie) w ściśle określonych warunkach działania substancji lub zespołu substancji na organizmy wodne poprzez rejestrację zmian jednego lub drugiego wskaźnika biologicznego (lub fizjologiczno-biochemicznego) badanego obiektu w porównaniu z kontrola. Organizmy doświadczalne nazywane są obiektami testowymi (organizmami testowymi), a proces przeprowadzania testów nazywany jest biotestowaniem.[ ...]

W ocenach ekologicznych ekosystemów wodnych bardzo pouczające są charakterystyki stanu i rozwoju wszystkich grup ekologicznych zbiorowisk wodnych. Przy określaniu stref zagrożenia ekologicznego i katastrofy ekologicznej stosuje się wskaźniki dla bakterioplanktonu, fitoplanktonu, zooplanktonu i ichtiofauny. Określenie stopnia toksyczności wody przeprowadza się również na podstawie biotestów, głównie na niższych skorupiakach. Jednocześnie należy określić poziom toksyczności masy wody we wszystkich głównych fazach cyklu hydrologicznego. Parametry proponowanych wskaźników powinny być obserwowane na danym terenie w sposób ciągły przez odpowiednio długi czas, co najmniej przez okres 3 lat.[ ...]

Podano dane dotyczące zmian właściwości fizykochemicznych płuczek wiertniczych w warunkach otworowych. Wykazano, że niemożliwe staje się przewidzenie toksyczności odpadów wiertniczych podczas wiercenia studni. Na przykładzie licznych badań środowiskowych odpadów wiertniczych ustalono, że rozwielitki są najbardziej wrażliwym ogniwem ekosystemu zbiornika rybackiego. W tym zakresie uzasadniona jest celowość zastosowania metody biotestowania płuczek wiertniczych na etapie opracowywania oraz odpadów wiertniczych w procesie budowy odwiertów.[ ...]

Tymczasem wiele z tych trudności można przezwyciężyć, wprowadzając metody biomonitoringu do tradycyjnego schematu kontroli środowiska. Metody te opierają się na rejestracji całkowitego działania toksycznego na określone organizmy testowe wszystkich lub wielu składników skażenia jednocześnie, dzięki czemu można szybko i tanio ocenić, czy analizowana próbka jest skażona, czy nie. Po dość dużej skali, ale niedrogiej procedurze biotestów, drogiej Analiza chemiczna tylko próbki budzące wątpliwości co do ich przydatności Bezpieczeństwo środowiska. Analiza bioindykacyjna jakości środowiska, oparta na określeniu stanu organizmów żyjących na badanym terenie, pozwala ocenić oddziaływanie na nie wszystkich zanieczyszczeń w długim okresie, co pozwala na uzyskanie integralnego wskaźnika poziom zanieczyszczenia środowiska. Niestety, ze względu na niedostateczny rozwój naukowy, metodologiczny, techniczny i prawny, metody biologiczne są nadal stosowane w systemie monitoringu środowiska w ograniczonym stopniu.[ ...]

Orientacyjne kryteria oceny. W ostatnie lata Bioindykacja stała się dość rozpowszechniona w ocenie jakości wód powierzchniowych. Według stanu funkcjonalnego (zachowania) obiektów testowych (skorupiaki – rozwielitki, glony – chlorella, ryby – gupiki) pozwala na uszeregowanie wód według klas stanów (norma, ryzyko, kryzys, katastrofa) i w istocie daje integralną oceny ich jakości oraz określa możliwość wykorzystania wody do celów pitnych. Czynnikiem ograniczającym w stosowaniu metody biotestów jest długi okres prowadzenia analiz (co najmniej 96 godzin) oraz brak informacji o składzie chemicznym wody. Przykład wykorzystania biotestów do określenia jakości wody podano w tabeli. 21.[ ...]

Jako biotest można użyć tych samych sadzonek grochu, fasoli, które są pobierane z partii po ich wykiełkowaniu. W groszku odetnij połówki obu liścieni, aby miały równe łóżko. Bibułę filtracyjną leżącą na dnie zlewki o pojemności 200-250 ml zwilża się 5 ml badanego roztworu, na dnie umieszcza się 5 przygotowanych grochów i zamyka pokrywę szalki Petriego. Po tym, jak groszek osiągnie wysokość 5-7 cm lub więcej (do pokrywki szklanki), jest mierzony. Kontrola - groszek w wodzie destylowanej. Obliczenia przeprowadza się w taki sam sposób, jak w przypadku biotestów pod kątem kiełkowania nasion.[ ...]

W celu określenia stanu ekologicznego jednolitych części wód wykorzystuje się wyniki obserwacji hydrobiologicznych, które dostarczają najpełniejszych informacji. Bioindykacja zanieczyszczenia wód obejmuje duży zestaw wskaźników obejmujących główne poziomy troficzne ekosystemu wodnego: fitoplankton, zooplankton, bentos i inne. Jednocześnie wskaźniki sumujące (całkowe), które są w stanie scharakteryzować ogólny poziom zanieczyszczenia wód całym kompleksem substancji toksycznych, a w konsekwencji zagrożenie środowiska wodnego dla hydrobiontów, są wskaźnikami pogryzienia (toksykologicznymi). Odpowiednia analiza toksykologiczna jest przeprowadzana z wykorzystaniem technik i metod biotestów toksyczności.[ ...]

Do tej grupy metod należy również zaliczyć monitoring – okresowy lub ciągły monitoring stanu obiektów przyrodniczych oraz jakości środowiska. Duże znaczenie praktyczne ma rejestracja składu i ilości szkodliwych zanieczyszczeń w wodzie, powietrzu, glebie, roślinach w strefach zanieczyszczenia antropogenicznego, a także badanie przenoszenia zanieczyszczeń w różnych środowiskach. Obecnie dynamicznie rozwija się technologia monitoringu środowiska, wykorzystująca najnowsze metody ekspresowej analizy fizycznej i chemicznej, teledetekcji, telemetrii i komputerowego przetwarzania danych. Bioindykacja i biotesty są ważnym środkiem monitoringu środowiska, który umożliwia uzyskanie całościowej oceny jakości środowiska - wykorzystanie niektórych organizmów do kontroli stanu środowiska, które są szczególnie wrażliwe na zmiany w środowisku i do pojawienia się w nim szkodliwych zanieczyszczeń.[ ...]

Zmienność przestrzenna (na obszarze 100x100 m) zanieczyszczenia ściółki leśnej metalami ciężkimi (Cu, Cd, Pb, Zn), jej kwasowości i fitotoksyczności (wg testu korzeniowego na siewkach z jednorodnej genetycznie próbki mniszka lekarskiego) officinalis) została oceniona. Ściółkę zbierano w trzech strefach o różnym poziomie ładunku toksycznego na terytorium narażonym na długotrwałe zanieczyszczenie polimetaliczne emisjami z huty miedzi na środkowym Uralu. Rozprzestrzenianie się fitotoksyczności jest maksymalne na obszarze o średnim stopniu zanieczyszczenia, gdzie notuje się zarówno bardzo wysokie, jak i bardzo niskie wartości, co prowadzi do znacznej nieliniowości w zależności od dawki. Fitotoksyczność ściółki determinowana jest przede wszystkim formami wymiany metali. Wyraźny antagonizm między metalami ciężkimi a kwasowością stwierdzono podczas biotestów próbek z najbardziej skażonego obszaru.[ ...]

W tym względzie interesujące są wyniki badań dotyczących szeregu kluczowych zagadnień bezpiecznego obchodzenia się z substancjami i materiałami podczas wiercenia. W ogólnym przypadku substancje używane i powstające podczas wiercenia można podzielić na dwie kategorie - towar ( produkty przemysłowe) i niekomercyjnych (płyny procesowe wiertnicze i odpady procesowe z wiercenia i testowania odwiertów). Zasadnicze różnice między tymi kategoriami substancji są dobrym powodem różnych podejść do oceny ich przyjazności dla środowiska. Jednak w dokumenty normatywne Na poziomie federalnym ta specyfika nie jest brana pod uwagę i zapewnia jednolite podejście do oceny zagrożenia środowiska przez substancje poprzez określenie wartości ich maksymalnego dopuszczalnego stężenia w składnikach środowiska naturalnego. W odniesieniu do substancji niekomercyjnych wskazane jest przejście od regulacji zawartości substancji w środowisku do regulacji jej oddziaływania. Problem ten można rozwiązać poprzez kompleksowe biotesty substancji niekomercyjnych. W celu opracowania metodologii takich badań przeprowadzono badania zużytej płuczki i zwiercin z wykorzystaniem różnych obiektów badawczych, których wyniki przedstawiono w niniejszym przeglądzie.

Przejdźmy teraz do rozwiązania problemu wyboru odpowiedniego organizmu testowego. A jednocześnie stworzymy pomysł ogólna toksyczność wody w akwarium.

Okazuje się, że można oszacować ogólną toksyczność wody w akwarium, obserwując ślimaki.

Samo w sobie jest to bardzo prosty i niezły pomysł, aby umieścić jakiś organizm żyjący w wodzie w próbce testowej i zobaczyć, co się z nim stanie. A potem zdecydować, czy ta woda jest dobra, czy zła? Realizacja takiego pomysłu oznacza przeprowadzenie biotestu. Pozostaje tylko odpowiedzieć na 2 pytania:
1. Jaki organizm ( będzie to organizm testowy) wybierać?

2. Co właściwie powinno się z nim stać, lub na podstawie jakich zjawisk można sądzić toksyczność ?

Jeśli jednak teoretyczne podstawy biotestów Ci nie przeszkadzają, a po prostu chcesz wiedzieć, w jaki sposób można określić toksyczność wody za pomocą ślimaków w ampułkach, możesz pominąć część poniższego materiału i przejść od razu do.

Który test na ciało wybrać?

Do chwili obecnej szereg organizmy testowe. (Organizm testowy to niefortunne stworzenie, na podstawie którego reakcji ocenimy toksyczność wody). Opracowano ścisłe biotesty oficjalnie zatwierdzone przez Ministerstwo Zasobów Naturalnych Federacji Rosyjskiej. Najpopularniejszymi organizmami testowymi były rozwielitki i orzęski. Testy opierają się na ilościowej ocenie ich śmiertelności. Na podstawie liczby zgonów wyciąga się wnioski dotyczące toksyczności. Wydawałoby się, że wszystko to jest jasne, łatwe i proste, ale w praktyce okazało się, że nie jest to zbyt pouczające. Jeśli badani umrą, to jasne jest, że woda ma działanie toksyczne, ale czy istnieje różnica w stopniu toksyczności, gdy w jednym przypadku, na przykład, 40% rozwielitek obumarło, a pozostałe 60%? Cóż, wydaje się, że tam, gdzie 60% to woda, jest bardziej toksyczna, ale nawet 40% to znacząca liczba. Może po prostu grupy organizmów testowych nie były zbyt jednorodne pod względem odporności osobników na szkodliwe działanie, stąd różnica w procentach śmiertelności, a toksyczność próbek jest taka sama?
W pytanie ogólne na pierwszy plan wysuwa się statystyczna wiarygodność wyników testów biologicznych. Wierzyć lub nie wierzyć w wyniki biotestów w dużej mierze zależy od statystycznej poprawności eksperymentu. Ale nie tylko. W nie mniejszym stopniu wiele zależy od wyboru samego organizmu testowego jako gatunku biologicznego. Tutaj nie można nie wziąć pod uwagę osobliwości jego biologii i fizjologii. Weźmy ponownie tę samą rozwielitkę. Gdzie mieszka w naturze? Cóż, szczerze mówiąc, nie w bardzo czystych wodach. Akwaryści-hodowcy ryb chodzą po nią do szamba stacji uzdatniania wody. Dyskowce (i nie tylko) w takiej wodzie nie zamieszkają, a my takiej wody nie będziemy pić – nie spodoba nam się jej zapach i smak. Ale żyją tam rozwielitki i szybko się rozmnażają, orzęski też. Czy więc na podstawie ich reakcji można ocenić toksyczność wody w stosunku do ciebie i mnie (czyli ludzi) oraz ryb akwariowych? Mocno podejrzewam, że jest to nadal niemożliwe, bez względu na to, ilu autorów próbuje udowodnić coś przeciwnego. Nie będę zagłębiał się dalej w naukową i naukową dżunglę sporów wokół biotestów, ale przejdę do opisu organizmu testowego, którego użyjemy w bioteście.
Ocenimy więc toksyczność wody na podstawie zachowania (głównie na podstawiezachowanie, a nie przez śmiertelność) ślimaków ampullarnych. Możesz przeczytać o tych ślimakach . Co jest takiego wspaniałego w ampułkach? Tak, kilka ważnych funkcji!

1. Ślimaki ampułkowe są ciepłolubne i mają wysoki poziom metabolizmu.

W temperaturze wody 25-30°C reakcje biochemiczne w ciele ślimaków przebiegają niezwykle szybko. Dużo jedzą, dużo srają i silnie rosną. A to oznacza, że ​​obecność substancji toksycznych w wodzie szybko wpłynie na procesy metaboliczne w ich organizmie i będzie to widoczne. W końcu istota działania substancji toksycznych polega na tym, że zakłócają one normalny przebieg reakcji biochemicznych. Efekty toksyczne można szybko wykryć. Słowo „szybko” oznacza okres od kilku godzin do dwóch dni.

Zdjęcie 1. Zanim będziesz młody ślimak ślimaki. Jako organizmy testowe są dobre ze względu na intensywny metabolizm. Fotografia wyraźnie demonstruje tę tezę. Strzałka pokazuje wyrostki płaszcza wystające poza krawędzie muszli. Być może zwiększają powierzchnię kontaktu płaszcza z wodą i ułatwiają oddychanie skóry. I być może są one w jakiś sposób związane z szybkim wzrostem krawędzi muszli. W każdym razie, gdy te wypukłości są wyraźnie widoczne u młodych ślimaków, te ostatnie powiększają się niezwykle szybko.

2. Wysoka czułość i jednocześnie odporność ampullarii na działanie toksyczne.

Ampułki mają dwie cechy, które są ważne dla organizmu testowego. Oni sąwrażliwyna działanie substancji toksycznych (dlaczego wyjaśniłem akapit powyżej), a jednocześnieodporny(odporne) na nie (jedynie sole miedzi zabijają je już w niskich stężeniach). Odporne - oznacza to, że nie umierają od razu. Nawiasem mówiąc, dlatego są bardzo dobrzy założenie akwarium jako „zwierzęta pionierskie”. Działając toksycznie na organizm, zaczynają mniej jeść, czołgać się wolniej, potrzebują więcej lub odwrotnie mniej tlenu, zamykają się w skorupie pokrywą, odgradzając się od szkodliwego działania brudnej wody. Oznacza to, że zachowanie zatrutych ślimaków różni się od zachowania normalnych. Ślimaki uruchamiają wszystkie swoje mechanizmy obronne, reagując stresem na obecność substancji toksycznej w wodzie i pozostają przy życiu przez długi czas, a nawet przystosowują się do stałej obecności trucizny w wodzie (zob.toksyczność ). Wszystko to można zarejestrować i na podstawie tych reakcji behawioralnych ocenić toksyczność. Cóż, kiedy ślimaki stają się naprawdę złe (dzieje się tak, gdy maksymalne dopuszczalne stężenia w wodzie są przekraczane 20-100 razy lub nawet więcej), umierają. Tak więc zaburzenia w zachowaniu ślimaków można wykryć już przy bardzo niskich poziomach substancji toksycznych w wodzie (około 0,01-0,1 maksymalnego dopuszczalnego stężenia), a ślimaki te giną dopiero po wielokrotnym przedawkowaniu. Oznacza to, że biotest z ich wykorzystaniem będzie działał w bardzo szerokim zakresie toksyczności. Wagę tej okoliczności można zilustrować następującym przykładem. Główna wada Test rozwielitek to bardzo wąski zakres. Żyją bez zauważalnych odchyleń od normy, nawet przy znacznych stężeniach substancji toksycznej (kilka maksymalnych stężeń granicznych, co jest napisane w pierwszy artykuł o biotestach ), nie wykrywając go, ale natychmiast giną z bardzo niewielkim dalszym wzrostem jego stężenia.

3. Wysoki poziom organizacji ampułki.

Ampułki są dość złożonymi stworzeniami (w przeciwieństwie do na przykład orzęsków). Mają prawie takie same układy anatomiczne i fizjologiczne jak ty i ja: nerwowy, ruchowy, pokarmowy, wydalniczy, oddechowy, seksualny, humoralny (układ hormonalnej regulacji funkcji organizmu). Ich organizm w odpowiedzi na różne szkodliwe wpływy zewnętrzne reaguje niespecyficzną reakcją stresową obejmującą wszystkie układy. Na podstawie tej reakcji można ocenić ogólną toksyczność wody, którą można określić nie pojedynczą substancją toksyczną, ale łącznym działaniem wielu zanieczyszczeń obecnych w wodzie.

4. Zachowanie ślimaków obejmuje różnorodne reakcje behawioralne.

Jak już pisałem, zachowanie ślimaków jest dość zróżnicowane. Umożliwia to ocenę toksyczności ich siedliska na podstawie odchylenia tych reakcji behawioralnych od normy.

Wideo nie jest widoczne, najprawdopodobniej Twoja przeglądarka nie obsługuje wideo HTML5

Ślimaki jabłkowe mają zarówno płuca, jak i skrzela. W wodzie, której utlenialność jest niska, jest dużo tlenu, a ślimaki oddychają głównie za pomocą skrzeli. Rzadko unoszą się na powierzchnię w celu wentylacji płuc - nie częściej niż raz na 5-10 minut, a nawet rzadziej, przy zachowaniu wysokiej aktywności fizycznej. W dobre warunkiślimaki są dość mobilne i mogą dosłownie „latać” po akwarium, zwłaszcza jeśli są głodne. Jeśli mięczak dostanie się do toksycznego środowiska, jego organizm reaguje na to uogólnioną reakcją na stres. W pierwszych godzinach zapotrzebowanie ślimaka na tlen dramatycznie wzrasta. Coraz częściej zaczyna unosić się na powierzchnię w poszukiwaniu świeżego powietrza. Czasami odstępy między poszczególnymi „przewietrzaniami” płuc zaczynają wynosić zaledwie kilkadziesiąt sekund. W niektórych przypadkach mięczak pozostaje blisko powierzchni, odsłaniając syfon na zewnątrz. A aktywność motoryczna ślimaka wyraźnie spada: pełza mniej i pełza wolniej niż zwykle. Takie objawy obserwuje się np. po dostaniu się do wody środków powierzchniowo czynnych (detergentów).
Nie zaszkodzi akwaryście okresowo przyglądać się z bliska, jak się sprawy mają z czynnością oddechową i motoryczną jego ślimaków? Jeśli po zmianie wody w akwarium nagle gwałtownie wzrosła aktywność oddechowa, należy się niepokoić i zmierzyć zawartość wody amoniak i azotyny . Substancje te mogą również powodować wzrost aktywności oddechowej. A może pamiętasz, jak myłeś grotę mydłem, a potem niezbyt dokładnie spłukiwałeś pod silnym strumieniem wody?
Przy ciągłym narażeniu na toksyny metabolizm ślimaka zaczyna zwalniać. Czołga się bardzo słabo lub bardzo wolno, jej ciało jest prawie całkowicie schowane w muszli, a płuc nie wietrzy godzinami - takie obserwacje powinny szczególnie zainteresować akwarystę. W najcięższych przypadkach ślimaki leżą na dnie lub pływają blisko powierzchni z zamkniętymi muszlami. Do lepsza izolacja przed toksycznym działaniem środowiska zewnętrznego ślimak może wydzielać sporą ilość śluzu, który izoluje szczelinę między skorupą a pokrywką. Kiedy mięczak umiera, pokrywa lekko się otwiera i ciało mięczaka wypada. Jest to mylące dla niedoświadczonych akwarystów. Myślą, że ślimaki żyją. W rzeczywistości ślimak z ciasno zamkniętą muszlą ma większe szanse na przeżycie niż z bardzo otwartą.

Jeśli karmisz ryby pływającym pokarmem, ślimaki, jeśli oczywiście czują się dobrze, mają tendencję do uczestniczenia w ogólnej uczcie. Zbierają pływającą żywność za pomocą pokazanych powyżej lejków. Ale jeśli ślimaki uparcie wypływają na powierzchnię i tworzą lejki, chociaż nie było karmienia, powinno to zaalarmować. Z reguły świadczy to o zbyt dużej zawartości rozpuszczonych w wodzie substancji organicznych, które ślimaki wyczuwają zapachem i smakiem (odpowiednie receptory znajdują się na wąsach i mackach wargowych). Wyczuwając zapach naczyń, których położenia nie da się zlokalizować (zapach jest wszędzie), ślimaki słusznie wierzą, że są rozrzucone po powierzchni wody i pełzają, by zrobić lejki, aby je zebrać.
Na tę cechę zachowania ślimaków należy zwrócić uwagę podczas badania wody z studnie wiejskie. Wysoka zawartość materii organicznej w nich nie jest rzadkością. W takiej wodzie ślimaki gromadzą się blisko powierzchni i składają nogi w lejek. Od razu widać, że badana woda nie jest zbyt dobra. W akwarium ślimaki zbierają błonę bakteryjną i resztki pokarmu z powierzchni wody, wykorzystując tę ​​reakcję behawioralną. To bardzo przydatna czynność. Ale zastanawiam się, dlaczego ten film uparcie pojawia się ponownie? Może jesteś za bardzo nakarmić rybę lub niewystarczające filtracja z napowietrzaniem?

Opisałem dwie reakcje behawioralne ślimaków, które pozwalają wyciągnąć pewne wnioski dotyczące jakości wody. Ale to jeszcze nie jest biotest jako taki. Biotest to wcześniej zaplanowany eksperyment przeprowadzony zgodnie z regulaminem opracowanym dla tej metody biotestowania, który pozwala uzyskać statystycznie wiarygodne wyniki. Ta metoda zostanie omówiona w dalszej części. Ale nie na próżno wspomniałem o tych reakcjach behawioralnych. W praktyce same w sobie są dość pouczające. Ponadto ślimaki często je demonstrują, aw trakcie biotestu przydatne jest, aby eksperymentator zrozumiał, co się dzieje.
A na koniec tego materiału zastanówmy się nad jeszcze jedną cechą ampularii. Jak powiedziałem, młode ślimaki bardzo szybko budują swoją skorupę. Proces ten zostaje zakłócony przez silne toksyczne działanie wody. Spójrzmy na zdjęcie na samym początku artykułu. Skorupa tego biednego ślimaka jest przecięta głęboką podłużną szczeliną. Jest to bardzo charakterystyczne zaburzenie formowania skorupy. Jeśli twoje ślimaki mają to samo - wiedz, że życie w twoim akwarium jest bardzo, bardzo trudne. Negatywny wpływ środowiska na organizm jest taki, że nie może być już kompensowany reakcjami obronnymi organizmu i prowadzi do zaburzeń morfologicznych. Dzięki dużej wytrzymałości ampułki żyje, ale nie jest jej łatwo. W akwariach, w których żyją ślimaki z takimi muszlami, często obserwuje się „nieuzasadnioną” śmierć ryb. Ponadto ryby często chorują.

Jeżeli w odpowiednim czasie (kiedy szczelina podłużna nie jest zbyt duża) poprawić warunki bytowania w akwarium: nie stosować leków zawierających miedź i formalinę z jakiegokolwiek powodu, a nawet bez powodu, założyć biofiltrację i podmieniać wodę więcej często wtedy ampułka z powodzeniem przywraca integralność skorupy. Ale blizna pozostanie na zawsze jako wspomnienie przeżytych niegdyś trudnych czasów.

Możesz przeczytać więcej o konkretnej metodologii testu biologicznego w artykule. Biotesty w domu, część II (metodologia biotestów).

Władimir Kowaliow

Zaktualizowano 11 04 2017

TsOS PV R 005-95

Dokument został opracowany przez zespół autorów w składzie: Rakhmanin Yu.A., Cheskis A.B. (kierownicy ds. rozwoju), Eskov A.P., Kiryanova L.A., Mikhailova R.I., Plitman S.I., Rogovets A.I., Tulakina N.V., Rusanova N.A., Doneryan L.G., Pozharov A.V.

W załącznikach wykorzystano materiały Wytycznych do biotestów wody RD 118-02-90* oraz dokumenty metodyczne dotyczące użytkowania urządzenia „BIOTESTER”, a także „Metody monitorowania toksyczności wyrobów medycznych jednorazowego użytku sterylizowanych promieniowaniem lub metodą gazową” (Ministerstwo Zdrowia ZSRR, 1991r.).

________________
* Dokument, o którym mowa poniżej, nie jest powielany. Aby uzyskać więcej informacji, kliknij link

Zgłoszony przez: Techniczny Komitet Normalizacyjny TK-343 „Jakość wody”

Wprowadzony przez: Departament Normalizacji i Certyfikacji Przemysłu Spożywczego, Przemysłu Lekkiego i Produkcji Rolnej Państwowego Standardu Rosji

Zatwierdzony przez: Zastępcę Przewodniczącego Gosstandart Rosji w dniu 10/12/95 do publikacji i dystrybucji jako podręcznik metodologiczny.

Zarejestrowany przez: Centralny Organ Certyfikacji Wody Pitnej, Materiałów, Procesów Technologicznych i Urządzeń Stosowanych w Zaopatrywaniu Domów i W Wodę Pitną N TsOS PV R 005-95

POSTANOWIENIA OGÓLNE

POSTANOWIENIA OGÓLNE

W kontekście stale narastającego zanieczyszczenia antropogenicznego źródeł zaopatrzenia w wodę zapewnienie bezpieczeństwa i nieszkodliwości wody pitnej dostarczanej ludności przez przedsiębiorstwa wodociągowe w dużej mierze zależy od kompletności, niezawodności i skuteczności kontroli jakości wody we wszystkich ogniwach technologicznych systemu : w punktach kontrolnych zbiorników wodnych, w punktach poboru wody, w zbiornikach czystej wody po jej oczyszczeniu i dezynfekcji, w sieci wodociągowej u odbiorców. Jednocześnie liczba znormalizowanych i kontrolowanych parametrów jakościowych, które łącznie decydują o bezpieczeństwie i nieszkodliwości wody, wzrosła ponad dwukrotnie w ciągu ostatniej dekady i zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) obejmuje więcej ponad 100 norm. Wysoka toksyczność i odpowiednio niskie maksymalne dopuszczalne stężenia (MAC) wielu metali ciężkich i większości organicznych substancji toksycznych znacznie komplikują procedury analitycznej kontroli chemicznej, wymagają długiego czasu i bardzo znacznych kosztów materiałowych dla zintegrowanej kontroli jakości wody. Ponadto nawet pełna analiza jakości wody dla wszystkich poszczególnych wskaźników ustalonych w dokumentach regulacyjnych nie pozwala na określenie ich złożonego wpływu na organizm człowieka, a przyjęcie systemu sumowania stężeń względnych nie oddaje w pełni mechanizmu skumulowany wpływ substancji toksycznych na stopień zagrożenia wody spożywanej przez ludzi.

W tym zakresie, obok tradycyjnych metod monitorowania jakości wody w systemach zaopatrzenia w wodę do picia, biologicznych metod badawczych opartych na ocenie stopnia zagrożenia źródeł wody zaopatrzenia w wodę i wody pitnej na podstawie reakcji specjalnie przygotowanych organizmów żywych – badanie obiekty mogą być używane.

Cechą informacji uzyskiwanych za pomocą metod biotestowych jest integralny charakter percepcji i odzwierciedlenia wszystkich skutków toksycznych ze względu na połączenie substancji toksycznych zawartych w wodzie i złożonych czynników ich wspólnej obecności.

Jednocześnie stosowanie różnych metod badań biologicznych powinno być ograniczone pewnymi warunkami w odniesieniu do celów kontroli, miejsca pobierania próbek wody, stopnia skuteczności itp., w zależności od specyfiki poszczególnych metod. Możliwe jest stosowanie złożonych testów biologicznych, które uzupełniają się pod względem czułości na różne grupy substancji toksycznych.

We wszystkich przypadkach zastosowanie metod biotestów nie może zastąpić analitycznej kontroli fizycznej i chemicznej ustanowionej w obowiązujących dokumentach regulacyjnych, jednak biotesty mogą znacznie uzupełnić swoje wyniki o ocenę złożonego wpływu substancji toksycznych zawartych w wodzie, zwiększyć skuteczność wykrywania niebezpiecznych poziomów zanieczyszczenia źródeł wody pitnej do podjęcia działań nadzwyczajnych w celu wprowadzenia rezerwy mocy do czyszczenia lub ostrzegania konsumentów, a także w niektórych przypadkach zwiększenia częstotliwości pobierania próbek do kontroli fizycznej i chemicznej, a tym samym obniżenia kosztów kontroli przy zachowaniu stabilne wskaźniki poziomu bezpieczeństwa wody źródlanej w źródle zaopatrzenia w wodę, potwierdzone biotestami.

W niniejszym dokumencie określono ogólne wytyczne stosowania różnych metod biotestowania w scentralizowanych systemach zaopatrzenia w wodę pitną w celu rozwiązania określonych problemów kontroli jakości wody w źródłach zaopatrzenia w wodę i uzdatnionej wody dostarczanej konsumentom w połączeniu z tradycyjnymi metodami kontroli fizycznej i chemicznej.

Wytyczne są przeznaczone do stosowania przez przedsiębiorstwa wodociągowe i sanitarne w celu doskonalenia systemów kontroli jakości wody, zwiększenia jej niezawodności i wydajności, a także mogą być wykorzystywane przez Rosyjski Państwowy Komitet Nadzoru Sanitarno-Epidemiologicznego przy wykonywaniu funkcji nadzorczych nad jakością źródeł zaopatrzenia w wodę i jakości wody pitnej w celu poprawy wiarygodności oceny bezpieczeństwa (nieszkodliwości) kontrolowanej wody w odniesieniu do złożonego działania w niej substancji toksycznych.

CHARAKTERYSTYKA METOD BIOTESTOWYCH STOSOWANYCH DO KONTROLI JAKOŚCI WODY W SIECIACH ZAOPATRZENIA W WODĘ PUBLICZNĄ I PITNĄ

Główne cechy metod biotestowania, które określają cele i warunki ich realizacji możliwe użycie w domowych i pitnych systemach zaopatrzenia w wodę to:

- rodzaj badanego obiektu;

- kontrolowany parametr badanego obiektu (reakcja testowa);

- procedury pomiaru odpowiedzi testowej;

- normy oceny określające stopień zagrożenia środowiska kontrolowanego (wody) dla człowieka na podstawie zmierzonych parametrów reakcji testowej.

Jako obiekty testowe w nowoczesne metody biotesty do kontroli bezpieczeństwa (nieszkodliwości) wody, ryb, skorupiaków (rozwielitki itp.), orzęsków, organizmów embrionalnych, alg, enzymów, bakterii itp. mogą być stosowane.

Głównymi wymaganiami dla obiektów testowych są ich dostępność, prostota i łatwość uprawy lub przechowywania do użytku, wystarczająca wrażliwość na substancje toksyczne w wodzie, które są niebezpieczne dla ludzi.

Reakcja badanego obiektu na działanie substancji toksycznych lub innych niekorzystnych czynników środowiskowych może wyrażać się śmiercią obiektów testowych (przeżycie), spadkiem intensywności rozmnażania, spadkiem ruchliwości lub innymi cechami behawioralnymi typowymi dla danego testu obiektu, a także w hamowaniu niektórych procesów biochemicznych zachodzących w komórkach i układach enzymatycznych.

Główne wymagania dotyczące reakcji testowych przy wyborze metod biotestowania do praktycznego zastosowania to obecność jasno określonej zależności zarejestrowanych odchyleń od normy od stężeń substancji toksycznych w wodzie, a także możliwość obserwacji i rejestrowania wartości ilościowych testu reakcje z niezbędną dokładnością i niezawodnością przy użyciu dostępnych środków.

Głównymi wymaganiami dotyczącymi procedur pomiaru reakcji testowych przy stosowaniu metod biotestowania do kontroli jakości wody w systemach wodociągowych jest możliwość jak najszybszego uzyskania wymaganej „reakcji” na pojawienie się niebezpiecznych substancji toksycznych w wodzie. To z reguły wymaga użycia specjalnych urządzeń kontrolnych z elementami automatyki, które zapewniają konwersję zarejestrowanych reakcji testowych na znormalizowane wartości charakterystyk toksyczności wody.

Metody biotestowe, w których procedury pomiaru odczynu testowego są zaprojektowane na długi okres obserwacji, mogą znaleźć ograniczone zastosowanie na etapie badania i doboru źródła zaopatrzenia w wodę na potrzeby bytowe i pitne lub przy monitoringu źródeł zaopatrzenia w wodę o znana stabilna jakość wody.

Standardy oceny przy stosowaniu metod biotestowania powinny pozwalać na podstawie uzyskanych wyników pomiarów na wnioskowanie o stopniu zagrożenia wody oraz o podjęciu niezbędnych działań zapobiegających ewentualnemu zagrożeniu zdrowia ludności spożywającej wodę pitną z tej sieci wodociągowej w przypadku przekroczenia dopuszczalnych granic niebezpieczeństwa (toksyczności) wody.

Obecnie w obowiązujących dokumentach regulacyjnych nie ma zatwierdzonych znormalizowanych wartości maksymalnych dopuszczalnych złożonych skutków toksycznych mierzonych metodami biotestów.

W związku z tym dla każdej konkretnej metody biotestowania, w wyniku specjalnych badań, ustala się korelacje między ustalonymi wartościami reakcji testowych z możliwym toksycznym wpływem na zwierzęta stałocieplne lub ze stężeniami określonych substancji toksycznych, a na tym Na tej podstawie wprowadza się pewne oszacowane wartości stopnia toksyczności (zagrożenia) wody kontrolowanej, w zależności od zarejestrowanych wyników pomiarów podczas biotestów.

Jednocześnie należy pamiętać, że te szacunkowe wartości nie są kryteriami niebezpieczeństwa lub bezpieczeństwa wody, gdy jest używana przez osobę do picia przez długi czas; mogą jedynie wskazywać prawdopodobieństwo wystąpienia lub braku niebezpiecznych stężeń zanieczyszczeń toksycznych w wodzie, co musi być potwierdzone wynikami odpowiednich kontroli chemicznych, na podstawie których, biorąc pod uwagę aktualne MPC, wyciąga się wniosek o zgodności wody pitnej z ustalonymi wymaganiami i jej przydatności do użytku przez ludzi.

Jednocześnie, w kategoriach porównawczych, oceniając na przykład różne technologie oczyszczania wody, które zapewniają jej zgodność z wymogami regulacyjnymi dotyczącymi niektórych rodzajów substancji toksycznych, należy preferować te metody, które zapewniają wyższy poziom bezpieczeństwa określony metodami biotestowania .

W tabeli 1 zestawiono główne cechy metod biologicznych zalecanych do stosowania w kontroli jakości wody w domowych instalacjach wodociągowych. Opis metod podano w załącznikach referencyjnych, których numeracja odpowiada numerom obiektów badawczych w tabeli 1.

Tabela 1

obiekt testowy	Reakcja testowa	Metoda pomiaru reakcji testowej	Norma (wskaźnik toksyczności)
1. Komórkowy obiekt testowy (granulowany kąpiel byków)	Zmiana wskaźników ruchliwości badanego obiektu	Obliczanie liczby fluktuacji natężenia promieniowania rozproszonego spowodowanego przejściem badanego obiektu przez sondę optyczną z wykorzystaniem automatycznego układu sterowania	Dopuszczalne wartości wskaźnika toksyczności (stosunek wyznaczonych wartości charakteryzujących ruchliwość badanego obiektu w roztworze doświadczalnym i kontrolnym): %
2. Orzęski pantofelka	Reakcja chemotaksji - liczba orzęsków poruszających się kierunkowo w strefie analizy	Pomiar za pomocą urządzeń z serii „Biotester” (na przykład „Biotester-2”), które zapewniają rejestrację reakcji testowych z wyprowadzeniem danych w konwencjonalnych jednostkach toksyczności.	Dopuszczalne wartości wskaźnika toksyczności (dopuszczalny stopień zanieczyszczenia): ; wysoki stopień zanieczyszczenia:
3. Tetrahymen orzęski- perfekcyjny	Zmiany w przeżywalności i intensywności rozmnażania	Ocena wizualna (zliczanie) pod mikroskopem liczby badanych obiektów w określonych odstępach czasu (15 minut, 1 godzina, 6 godzin, 24 godziny, 48 godzin).	Ostre działanie toksyczne - śmierć 100% orzęsków w ciągu 6 godzin. Przewlekłe działanie toksyczne przy współczynniku toksyczności (zmniejszenie liczby badanych obiektów w porównaniu z kontrolą w ciągu 48 godzin) oraz
4. Szczep bakterii E Collie	Zmiana poziomu aktywności dehydrogenazy mikroorganizmów (supresja aktywnego enzymu)	Oznaczanie czasu przebarwiania błękitu metylenowego jako pośredniego wskaźnika aktywności enzymu dehydrogenazy.	Oznaka braku toksyczności – odchylenie czasu odbarwienia od próbki kontrolnej jest mniejsze niż 15%.
5. Skorupiaki nye (rozwielitka, ceiodafnia)	Zmiany współczynników przeżywalności i dzietności	Wizualna ocena (liczenie) liczby obiektów testowych w określonych odstępach czasu w porównaniu z próbkami kontrolnymi.	Ostre działanie toksyczne - śmierć ponad 50% skorupiaków w ciągu 96 godzin. Przewlekłe działanie toksyczne - znaczny spadek w porównaniu z kontrolnymi obiektami testowymi w ciągu 20 dni.
6. Algi (scenedesmus, chlorella)	Zmniejszenie intensywności rozmnażania (wzrost komórek glonów)	Wizualna ocena (liczenie) wzrostu liczby komórek w porównaniu z doświadczeniem kontrolnym.	Wskaźnik działania toksycznego – znaczny spadek tempa wzrostu liczby komórek w porównaniu z kontrolą po 96 godzinach (ostre działanie toksyczne) i po 14 dniach (przewlekłe działanie toksyczne)
7. Ryby (gupiki, danio pręgowany)	Zmniejszona przeżywalność	Ocena wizualna (zliczenie) średniej liczby obiektów testowych, które przeżyły w badanej wodzie w porównaniu z doświadczeniem kontrolnym	Ostre działanie toksyczne - śmierć 50% lub więcej ryb w ciągu 96 godzin. Przewlekłe działanie toksyczne - znaczny spadek przeżywalności ryb przez 30 dni w porównaniu z doświadczeniem kontrolnym

Oprócz wymienionych w tabeli 1 metody specjalne znajdują praktyczne zastosowanie do oceny jakości wody w sieciach wodociągowych i wodociągowych, w szczególności do oznaczania całkowitej aktywności mutagennej za pomocą biologicznych systemów testowych po odpowiednim przygotowaniu. W analizie wody pitnej preparat ten obejmuje operacje ekstrakcji, zatężania i sterylizacji. Do oceny potencjału mutagennego otrzymanych ekstraktów najczęściej wykorzystuje się test Amesa (Salmonella/mikrosomy) oraz testy na indukcję zaburzeń cytogenetycznych (aberracje chromosomowe, mikrojądra, wymiany chromatyd siostrzanych). Opis tych procedur zawarty jest w „Wytycznych dotyczących eksperymentalnej oceny całkowitej aktywności mutagennej zanieczyszczenia powietrza i wody” (Ministerstwo Zdrowia ZSRR, M., 1990). Złożoność wdrożenia tych metod umożliwia ich stosowanie w specjalnych laboratoriach instytutów badawczych, które dysponują niezbędnym sprzętem i wykwalifikowanym personelem.

W szczególności badania te są systematycznie przeprowadzane w Instytucie Badawczym Ekologii Człowieka i Higieny Środowiska AN Sysin Rosyjskiej Akademii Nauk Medycznych.

OGÓLNE ZASADY STOSOWANIA METOD BIOTESTOWYCH DO KONTROLI JAKOŚCI WODY W CENTRALIZOWANYCH SYSTEMACH ZAOPATRZENIA W WODĘ DOMOWĄ I PITNĄ

Kontrola jakości wody w scentralizowanych systemach zaopatrzenia w wodę pitną obejmuje pobieranie i analizę próbek wody w następujących głównych elementach schematu technologicznego:

- w źródle zaopatrzenia w wodę przed poborem wody;

- na pośrednich etapach procesu uzdatniania wody (kontrola technologiczna);

- w zbiornikach czystej wody i (lub) z rurociągów przed dostarczeniem do sieci wodociągowej;

- w sieci wodociągowej z kolumn dystrybucyjnych lub kranów

Ponadto w dużych systemach wodociągowych siły przedsiębiorstwa wodociągowego kontrolują powierzchniowe źródła zaopatrzenia w wodę poprzez pobieranie próbek w różnych miejscach, z reguły w strefie ochrony sanitarnej.

Uwzględnienie specyfiki metod biotestowania związanej z wrażliwością większości badanych obiektów na środki dezynfekcyjne stosowane w procesie uzdatniania wody, a także cech poszczególnych metod biotestowania pod względem czasu uzyskania wyników (możliwość realizacji kontroli ekspresowej) oraz stopień powszechności w identyfikowaniu różnych rodzajów substancji toksycznych w tabeli 2. Tabela 2 zawiera zalecenia dotyczące preferowanego stosowania różnych rodzajów testów biologicznych do kontroli jakości wody w różnych obiektach i różnych punktach kontrolnych sieci wodociągowych.


Tabela 2

Przedmiot kontroli	Punkty kontrolne
Woda w źródle wody	Punkty kontrolne w strefach ochrony sanitarnej
________________ * Dokument nie jest ważny na terytorium Federacji Rosyjskiej. Obowiązuje SanPiN 2.1.5.980-00, dalej w tekście. - Uwaga producenta bazy danych.
		2. Ciągła operacyjna „Kontrola alarmowa” w celu szybkiego wykrycia nagłego pojawienia się niebezpiecznych stężeń substancji toksycznych w źródle zaopatrzenia w wodę, których obecność wymaga przyjęcia specjalnych środków w celu dodatkowej kontroli chemicznej, oczyszczania wody i (lub) ostrzegania przed populacja.
		3. Okresowa kontrola w celu określenia stopnia zagrożenia wody przez skumulowany wpływ zawartych w niej substancji toksycznych.
	strefa poboru wody	4. Ciągła operacyjna zautomatyzowana „Kontrola alarmów”
		5. Okresowa kontrola w celu potwierdzenia zgodności ujmowanej wody z ogólnymi wymogami bezpieczeństwa
Woda pitna	zbiorniki czystej wody i punkty kontrolne przed wejściem do systemu dystrybucji	6. Okresowe monitorowanie po odchlorowaniu ogólnego działania toksycznego substancji toksycznych, które mogą powstać w procesie oczyszczania i dezynfekcji wody (produkty do dezynfekcji - związki halogenoorganiczne itp.)
	urządzenia do pobierania próbek wody w sieci wodociągowej	7. Okresowa kontrola próbek wody w celu potwierdzenia braku toksycznego działania wody pitnej po przejściu przez rurociągi sieci wodociągowej.
Materiały stosowane w urządzeniach, produktach i procesach		8. Potwierdzenie braku działania toksycznego w wyniku interakcji materiałów z wodą do wydawania pozwoleń na stosowanie materiałów (substancji) w zakresie zaopatrzenia w wodę pitną

Oprócz zaleceń zawartych w tabeli 2 należy wziąć pod uwagę niektóre z poniższych cech metod biotestowych związanych z ich wrażliwością na określone grupy substancji toksycznych oraz możliwość porównania zarejestrowanych wyników reakcji testowych z danymi metod standaryzowanych kontroli chemiczno-analitycznej.

Dla obiektu badań komórkowych (granulowane nasienie buhajów) wyznaczono doświadczalnie zależności korelacyjne mierzonej reakcji testowej od poziomu parametrów toksymetrycznych (- połowa dawka śmiertelna dla szczurów) oraz stężeń szerokiej gamy organicznych substancji toksycznych (chlorowęglowodory, fenole, akryloamid, formaldehyd itp.), które w szczególności mogą przedostawać się do wody w kontakcie z materiałami i produktami polimerowymi. Określono graniczne wartości wskaźnika toksyczności, przy których nie ma reakcji zwierząt laboratoryjnych na kombinację różnych substancji toksycznych obecnych w wodzie w określonych stężeniach. Na tej podstawie metoda ta jest zatwierdzana przez rosyjskie Ministerstwo Zdrowia do oceny materiały polimerowe stosowane w technice medycznej. Określono również wrażliwość badanego obiektu na metale ciężkie (rtęć, ołów, kadm).

W przypadku metod biotestowania z wykorzystaniem orzęsków ustalono dane charakteryzujące zawartość w wodzie oraz stężenie szeregu składników organicznych i nieorganicznych, przy których rejestruje się reakcję badawczą odzwierciedlającą ostre działanie toksyczne tych składników. Na tej podstawie metodę tę można polecić w szczególności do monitorowania jakości wód w zbiornikach wodnych (źródłach zaopatrzenia w wodę), które mogą zawierać toksyczne związki metali (rtęć, chrom, kadm, nikiel, miedź, cynk) oraz organiczne związki chemiczne (chloroform, benzen, akryloamid, octan winylu, metakrylan metylu itp.).

Przy zastosowaniu jako obiektu badań układów enzymatycznych (ocena inhibicji dehydrogenazy) należy zapewnić odpowiednio wysoką czułość reakcji testowych na obecność w wodzie podwyższonych stężeń jonów metali ciężkich (rtęć, ołów, miedź, kadm), a także szereg związki organiczne (fenole, rezorcyna, hydrochinon itp.). Cechą specyficzną przy stosowaniu testów enzymatycznych zamiast żywych organizmów jest brak dostatecznej wrażliwości na trucizny oddechowe (cyjanki), czynniki rakotwórcze, takie jak benzapiren, a także na niektóre aniony (azotyny, azotany).

Wykorzystanie skorupiaków, alg i ryb w systemach biotestowych do określenia ostrych i przewlekłych skutków toksycznych kontrolowanej wody przy odpowiednim czasie trwania eksperymentów charakteryzuje ogólny poziom zanieczyszczenia wody składnikami toksycznymi oraz występowanie niekorzystnych czynników wpływających na funkcje życiowe organizmów . Ze względu na wrażliwość na poszczególne substancje toksyczne metody te są stosunkowo mniej specyficzne w porównaniu z wykorzystaniem np. i ich pochodne oraz niektóre wysoce toksyczne pestycydy itp.

Porównując czułość metod biotestowych z metodami analitycznego oznaczania chemicznego poszczególnych związków chemicznych w kontrolowanych próbkach wody, zwykle zauważa się, że niemożliwe jest ustalenie reakcji badawczych przy niskich stężeniach zanieczyszczeń wody na poziomie MPC, które są ilościowo określane przez metody chemiczne.

Reakcje testowe, które są faktycznie rejestrowane z niezbędną wiarygodnością w obecności poszczególnych substancji toksycznych w wodzie dla typowych metod biotestowania w trybach kontroli ekspresowej, są obserwowane przy stężeniach znacznie przekraczających MPC.

Tak więc, stosując biotest z orzęskami, ostry efekt toksyczny objawia się przy stężeniach, które składają się na nikiel - 5 MPC, chrom i kadm - 10-20 MPC, chloroform - 50 MPC, benzen - 100 MPC, fenol - 500 MPC. Wyjątkiem jest rtęć, dla której ostre działanie toksyczne notuje się przy zawartości 1-2 MPC.

Wszystko to jednak dotyczy tylko przypadków zanieczyszczenia wody pojedynczymi substancjami toksycznymi, a główna zaleta metod biotestowych przejawia się w ustaleniu kumulatywnego działania substancji toksycznych obecnych w wodzie, kiedy to sumuje się czynniki wpływające, które znacznie obniżają poziom wykrywanie poszczególnych substancji toksycznych. Jednocześnie możliwość ekspresowej kontroli przy stosowaniu metod biotestowania przy pomocy odpowiedniej aparatury umożliwia wczesne wykrycie sytuacji awaryjnych, gdy nagle występujące wysokie poziomy zanieczyszczenia wód niebezpiecznymi substancjami toksycznymi mogą w krótkim czasie zaszkodzić zdrowiu publicznemu, gdy niewielkie ilości wody są zużywane.

Zbiorcze dane dotyczące organizacji-twórców metod testów biologicznych wskazanych w tabelach 1 i 2 oraz główne publikacje dotyczące tych zagadnień podano w tabeli 3.


Tabela 3

Metody NN zgodnie z tabelą 1 i obiekty testowe	Organizacje rozwojowe i konsultanci	Źródła literackie
1 obiekt badań komórkowych (granulowane nasienie buhajów)	Ogólnorosyjski Instytut Badań Naukowych i Testów Sprzętu Medycznego (VNIIIIIMT), Moskwa; JSC „BMK-INVEST”, Moskwa	Ilościowa ekspresowa metoda oceny toksyczności wody pitnej, wód naturalnych i ścieków przemysłowych z wykorzystaniem komórkowego obiektu badawczego. A.P. Eskov, R.I. Kayumov, Yu.S. Rotenberg Biotesting z zawiesiną plemników „Zdrowie zawodowe i choroby zawodowe” N 8, 1989
2 orzęski pantofelka	JSC „Quantum”, Petersburg	Metoda oznaczania toksyczności próbek wody metodą ekspresową na urządzeniu „Biotester” Instytut Higieny i Patologii Zawodowej Ministerstwa Zdrowia ZSRR, Ld 1991 AV Pozharov, Yu.A. Rakhmanin, SA Shelemotov. Zastosowane aspekty biotestów instrumentalnych wody. „Higiena i warunki sanitarne” 1994
3 Ciliates tetrachymene periformis	Instytut Badawczy Ekologii Człowieka i Higieny Środowiska im. AN Sysina (NIIECHiGOS), Moskwa	Metody biotestowania wody, Chernogolovka, 1988
4 szczep bakterii E-collie (enzym dehydrogenazy)	Moskiewski Instytut Badawczy Higieny imienia FF Erismana (MNIIG), Moskwa	Maksymalne dopuszczalne stężenia substancji szkodliwych w powietrzu i wodzie. Podręcznik referencyjny, GIPH, Ld, 1972
5 Skorupiaki (rozwielitka, ceriodafnia)	VNIIVODGEO, Moskwa; Instytut Hydrochemiczny, Rostów; Instytut Biologii wody śródlądowe RAS (IBVV), Dubna; GUAK, Ministerstwo Zasobów Naturalnych Rosji, Moskwa	Wytyczne dotyczące biotestów wody RD 118-02-09 * Goskompriroda ZSRR, M., 1991 MS ISO 6341:1989 „Jakość wody – Oznaczanie hamowania ruchliwości rozwielitek”
6 Algi (scenedesmus, chlorella)	Moskiewski Uniwersytet Państwowy, Moskwa	Wytyczne dotyczące biotestów wody RD 118-02-90 Goskompriroda ZSRR, M., 1991 MS ISO 6341:1989 "Jakość wody - Badanie opóźnienia wzrostu alg słodkowodnych"
7 ryb (gupiki, danio pręgowany)	Instytut Badawczy Rybołówstwa Morskiego (WNIRO), Rostów; Moskiewski Uniwersytet Państwowy, Moskwa	Wytyczne dotyczące biotestów wody RD 118-02-09 Goskompriroda ZSRR, M., 1991 MN Ilyin. Hodowla ryb akwariowych, M., red. MSU, 1997
8 Salmonella (biologiczne systemy testowe do określania aktywności mutagennej)	NIIECHiGOS nazwany na cześć AN Sysina, Moskwa	V.V.Sokolovsky, V.S.Zhukov, Yu.A.Rakhmanin, I.N.Ryzhova. Wytyczne dotyczące eksperymentalnej oceny całkowitej aktywności mutagennej zanieczyszczenia powietrza i wody, Ministerstwo Zdrowia ZSRR, M., 1990; AMFonshtein, SKAbilev i wsp. Metody pierwotnego wykrywania aktywności genetycznej zanieczyszczeń środowiska przy użyciu systemów testów bakteryjnych; Wytyczne, M., 1985

ZAŁĄCZNIK 1: BADANIA BIOLOGICZNE PRZY WYKORZYSTANIU BADANIA KOMÓRKOWEGO (granulowane nasienie buhajów)

1. Zasada metody

Zasada metody opiera się na analizie zależności wskaźnika ruchliwości zawiesiny plemników od czasu i określeniu zahamowania ich ruchliwości (redukcji średniego czasu ruchliwości) pod wpływem substancji toksycznych zawartych w kontrolowanej wodzie .

Plemniki mogą egzystować poza organizmem w pożywkach o prostym składzie nawet do kilku godzin bez zmiany swoich właściwości użytkowych.

Głównym celem komórek rozrodczych jako nośników informacji dziedzicznej jest zapłodnienie komórki jajowej. O spełnieniu tej funkcji decyduje ich zdolność przemieszczania się do miejsca zapłodnienia, w wyniku czego to właśnie ruchliwość jest głównym wyznacznikiem stanu fizjologicznego, biochemicznego i morfologicznego plemników, które są bardzo wrażliwe na działanie szeroką gamę substancji toksycznych.

Wdrożenie metody odbywa się z wykorzystaniem automatycznego systemu analitycznego (zestawu aparatury) umożliwiającego ocenę porównawczą wskaźnika ruchliwości zawiesiny plemników w próbkach wody doświadczalnej (badanej) oraz w pożywkach kontrolnych, określenie procedur obliczeniowych oraz wydanie wyników w postaci odpowiednich wskaźników toksyczności ocenianych próbek wody.

Oszacowany przez system wskaźnik ruchliwości () wyznaczany jest jako funkcja koncentracji komórek ruchliwych i średniego modułu ich szybkości

Gdzie jest czynnikiem związanym z konstrukcją układu pomiarowego.

Ocena wskaźnika ruchliwości odbywa się poprzez automatyczne zliczanie liczby fluktuacji natężenia promieniowania rozproszonego wywołanych przejściem komórek przez sondę optyczną.

2. Obiekt testowy

Plemniki buhajów są używane jako obiekt testowy. Plemniki pozyskiwane są na stacjach sztucznego unasienniania w postaci granulek zamrożonych w ciekłym azocie. Zamrożone plemniki można przechowywać w Dewarze z ciekłym azotem przez czas nieokreślony.

Uzupełnianie azotem (4-5 litrów) przeprowadza się co 4-5 dni.

Współczynnik zmienności koncentracji plemników w ziarnistościach plemników nie przekracza 10%, co zapewnia wystarczającą stabilność i powtarzalność w doświadczeniach do oceny ich ruchliwości w kontrolowanych ośrodkach wodnych.

3. Układ analityczny

W skład systemu analitycznego wchodzi zespół przyrządów, w skład którego wchodzi analizator toksyczności, zespół przygotowania próbek oraz komputer z drukarką, które zapewniają automatyczną ocenę kontrolowanej reakcji testowej, przetwarzanie wyników oceny porównawczej ruchliwości oraz wydanie ostatecznej dane w postaci odpowiednich wydruków.

Specyfikacje systemu:

- długość fali promieniowania laserowego - 0,63 mikrona;

- moc promieniowania lasera - nie mniejsza niż 1 mW,

- czas jednej analizy - od 10 do 300 s z krokiem 10 s;

- czas ruchu kuwety (kapilary) z próbką - nie więcej niż 2 s;

- czas ruchu wstecznego wózka - nie więcej niż 15 s;

- temperatura próbek i próbek roboczych - 35-45 °C;

- dopuszczalne granice odchylenia od ustawionej temperatury - ± 1,5 ° С;

- objętość kuwety (kapilary) z próbką kontrolną - 25 µl;

- komputer typu IBM PC AT (i kolejne modele).

Schemat blokowy układu przedstawiono na rys. 1

Schemat blokowy kompleksu

Ryc.1. Schemat blokowy systemu

1 - kapilara, 2 - wózek, 3 - napęd, 4 - jednostka kontroli temperatury kapilar, 5 - laser, 6 - rozdzielacz wiązki, 7 - mikrosoczewka, 8 - rozdzielacz wiązki, 9 - ekran, 10 - maska, 11 - fotodioda, 12 - wzmacniacz, 13 - sterownik, 14 - komputer, 15 - drukarka, 16 - zespół przygotowania próbek i próbki robocze

Konstrukcja systemu zapewnia możliwość wizualnej obserwacji komórkowych obiektów testowych w zawiesinie.

4. Sprzęt pomocniczy, materiały, odczynniki

Sprzęt pomocniczy, materiały i odczynniki obejmują:

- zestaw kuwet (kapilar) do umieszczania próbek kontrolowanych w układzie analitycznym;

- probówki z korkami uziemiającymi zgodnie z GOST 1770-74 o pojemności 3-5 ml - 40 szt .;

- dozowniki do pipet o pojemności 0,2 ml i 0,5 ml;

- kolby miarowe ze szlifowanymi korkami 1000 ml - 2 szt.;

- kolby stożkowe ze szlifowanymi korkami 50 ml i 100 ml - 10 szt., 500 ml i 1000 ml - 2 szt.;

- wagi skrętne typu VT-500;

- pęsety anatomiczne;

- naczynie Dewara o pojemności 26,5 litra marki SDP-25 - 2 szt.;

- naczynie Dewara o pojemności 5 l marki SDS-5 - 1 szt.;

- szafka do suszenia;

- domowa lodówka;

- nasienie buhajów w granulkach, zamrożone w temperaturze ciekłego azotu;

- ciekły azot;

- krystaliczny cytrynian sodu, chemicznie czysty;

- krystaliczna glukoza;

- etanol;

- woda destylowana;

- bidystylat.

5. Warunki i procedura przeprowadzania biotestów

5.1. Temperatura medium roboczego podczas biotestów powinna być utrzymywana w granicach 40 ± 1,5°C. Osiąga się to za pomocą automatycznego urządzenia termostatycznego.

5.2. Testowanie

5.2.1. System analityczny włącza się przez naciśnięcie przełącznika „Sieć” na 30 minut przed rozpoczęciem testów. Za pomocą komputera ustala się warunki badania: temperaturę, czas jednej analizy, liczbę kuwet (kapilar) z próbkami. Na wyświetlaczu pojawia się informacja o osiągnięciu wymaganej temperatury i gotowości układu do pracy.

5.2.2. Przygotuj roztwory testowe i kontrolne. Jako roztwór kontrolny stosuje się pożywkę glukozowo-cytrynianową kompozycji: glukoza - 4 g, cytrynian sodu - 1 g, woda destylowana - 100 ml. Pożywka kontrolna jest również rozcieńczalnikiem do rozmrażania zamrożonego nasienia. Izotoniczność roztworu doświadczalnego (badanego) (próbki wody) uzyskuje się przez dodanie suchych odczynników: 4 g glukozy i 1 g cytrynianu sodu na 100 ml wody. Zamiast wody destylowanej można użyć „tła” próbki wody ze źródła o znanym składzie chemicznym, spełniającej wymogi bezpieczeństwa.

5.2.3. Odmierzyć 1 ml roztworu kontrolnego i badanego do probówek i umieścić w termostacie wodnym do kontroli temperatury w temperaturze 40 ± 1,5 °C.

5.2.4. W celu rozmrożenia zamrożonych plemników do probówek (zgodnie z pkt 5.2.2) odmierza się 0,5 ml rozcieńczalnika i ogrzewa do temperatury 40 ± 1,5 °C. Za pomocą schłodzonej pęsety anatomicznej ziarno plemnika jest usuwane z naczynia Dewara i szybko opuszczane do ogrzanego roztworu. Każda granulka jest rozmrażana w oddzielnej probówce. Bezpośrednio po rozmrożeniu nasienia zawartość probówek przelewa się do jednej probówki i dokładnie miesza. Mieszaninę ogrzewa się w temperaturze 40 ± 1,5°C.

5.2.5. Próbki robocze do biotestów w układzie analitycznym przygotowuje się poprzez dodanie 0,2 ml zawiesiny plemników do każdej probówki z roztworami kontrolnymi i testowymi (zgodnie z pkt. 5.2.4).

5.2.6. W celu analizy próbki robocze z probówek z roztworami kontrolnymi i testowymi (zgodnie z pkt. 5.2.5) przenosi się do kapilar pełniących funkcję kuwet i uszczelnia poprzez naprzemienne zanurzanie końców kapilar w kąpieli parafinowej.

Kapilary z próbkami roboczymi umieszczane są na wózku i instalowane w napędzie układu analitycznego.

Za pomocą komputera identyfikowane są naczynia włosowate i rozpoczyna się proces gromadzenia danych eksperymentalnych. Proces ten jest kontynuowany aż do osiągnięcia zerowych wartości wskaźnika ruchliwości we wszystkich naczyniach włosowatych, po czym następuje obróbka matematyczna wyników zgodnie z algorytmami zaimplementowanymi przez program komputerowy zgodnie z poniższymi założeniami metodycznymi.

6. Przetwarzanie i ocena wyników

6.1. W wyniku eksperymentu w systemie dla każdej próbki roztworów biotestowanych (próbki wody testowej i kontrolnej) rejestrowana jest zależność:

gdzie jest wskaźnik mobilności (zgodnie z zastrzeżeniem 1),

- czas

7.6.2. Dla każdej z tych zależności obliczana jest średnia ważona wartość czasu mobilności,

Gdzie jest wartość wskaźnika mobilności,

- aktualny numer oceny wskaźnika mobilności.

6.3. Dla próbek kontrolnych i doświadczalnych oblicza się średnią arytmetyczną i odchylenie standardowe, które z kolei obliczają współczynnik zmienności dla każdej próbki, zgodnie ze wzorem:

Gdzie jest odchylenie standardowe,

- Średnia arytmetyczna

Jeżeli współczynnik zmienności jest większy niż 15% dla co najmniej jednej z próbek, doświadczenie powtarza się. Jeżeli wartość współczynnika zmienności dla każdej z próbek jest mniejsza lub równa 15%, wówczas wyniki kontroli uznaje się za wiarygodne.

6.4. Obliczenie wskaźnika toksyczności przeprowadza się według wzoru:

Gdzie i to odpowiednio średnie arytmetyczne wartości średniego ważonego czasu mobilności dla próbek eksperymentalnych i kontrolnych.

6.5. Kryterium braku efektów toksycznych jest stwierdzenie wartości w przedziale wartości od 70 do 130%.

ZAŁĄCZNIK 2: BADANIA BIOLOGICZNE Z WYKORZYSTANIEM PARAMECIUM INFUSORIAN

1. Zasada metody

Metoda analizy biologicznej próbek wody opiera się na zdolności Paramecium caudatum - orzęsków trzewikowych (zwanych dalej orzęskami) do unikania stref niekorzystnych i zagrażających życiu oraz aktywnego przemieszczania się wzdłuż gradientów stężeń chemicznych do stref korzystnych (reakcja chemotaksji). Technika ta pozwala na szybkie określenie toksyczności ostrej próbek wody.

2. Charakterystyka obiektu badań, hodowla i przygotowanie kultury do analizy

2.1. Obiektem badań jest Paramecium caudatum – but orzęskowy. Należy do podkrólestwa pierwotniaków (zwierząt jednokomórkowych) - Protozoa, typ - Ciliophora. Orzęski są szeroko rozpowszechnione w słodkiej wodzie. Kształt komórki jest elipsoidalny, wymiary to 200x40 mikronów. Głównym pokarmem orzęsków są bakterie, drożdże itp. Rozmnażanie orzęsków następuje przez poprzeczny podział komórek. W zależności od warunków uprawy czas generacji może wynosić od kilku godzin do kilku dni.

W porównaniu z innymi grupami pierwotniaków orzęski mają najbardziej złożoną budowę i wyróżniają się różnorodnością funkcji. Infusoria jest w ciągłym ruchu. Jego prędkość w temperaturze pokojowej wynosi 2,0-2,5 mm/s. Trajektoria ruchu jest złożona: porusza się do przodu, obracając się wzdłuż podłużnej osi ciała, za pomocą rzęsek, których liczba sięga 10-15 tysięcy. Zmiany warunków zewnętrznych (temperatura, skład chemiczny środowiska, oscylacje elektromagnetyczne i inne czynniki) są odbierane przez komórkę, a pierwszą reakcją jest zmiana charakteru ruchu: zmniejszenie lub zwiększenie prędkości, częstotliwości zatrzymań i skrętów , różne taksówki, na przykład geo-, magneto-, aero - chemotaksja.

2.2. Materiał wyjściowy do hodowli kultury orzęsków jest przekazywany wraz z dostawą urządzenia „BIOTESTER-2”. Hodowlę można również uzyskać ze zbiorów kultur pierwotniaków dostępnych w różnych organizacjach naukowych (na przykład w BiNII St. Petersburg State University: 198904; Old Peterhof, Oranienbaum Highway, 2). Możesz wyizolować swoją kulturę z lokalnych zbiorników wodnych lub kupić ją od akwarystów, ale należy pamiętać, że gatunek może określić specjalista pierwotniak, ponieważ. występują inni przedstawiciele rodzaju Paramecium caudatum.

2.3. Uprawa

2.3.1. W tej metodzie można wykorzystać kulturę orzęsków wyhodowanych różnymi metodami, które dostarczają obiektu badawczego, po pierwsze, w ilości wystarczającej do analizy, a po drugie, wrażliwej na modelową substancję toksyczną w stężeniach określonych w pkt 2.3.

Hodowlę kultury prowadzi się w dowolnych dogodnych naczyniach, na przykład w szklanych kolbach, zlewkach, szalkach Petriego i innych. Bakterie, drożdże i ich mieszaniny hodowane w sposób sterylny na podłożu stałym są wykorzystywane jako pasza. W przypadku braku warunków do uprawy sterylnej paszy można zastosować suszone powietrzem drożdże piekarskie.

Ogólne przepisy dotyczące hodowli kultury zawierają bezwzględny wymóg, aby podłoże hodowlane oraz podłoże, które będzie używane do procedur odmywania kultury z produktów przemiany materii, uzyskiwania zawiesiny roboczej, rozcieńczania próbek wody i innych procedur z kulturą, było wymagane.

Metoda uprawy orzęsków jest podana poniżej jako przykład.

2.3.2. Metoda uprawy infuzorii

W kolbie stożkowej o pojemności 200 ml z szerokim otworem wprowadza się zawiesinę orzęsków w pożywce Lozin-Lozinsky w ilości 100 ml o gęstości 1000 ± 200 komórek / ml. Suszone na powietrzu drożdże dodaje się jako paszę w ilości 1 mg na 1 ml pożywki. Uprawę prowadzi się w temperaturze 18-26 ° C.

Do analizy biologicznej stosuje się hodowlę na początku stacjonarnej fazy wzrostu. Aby kontrolować rozwój populacji, codziennie pobiera się próbkę, w której liczbę komórek określa się zgodnie z pkt 2.3.4.1. Brak wzrostu komórek w populacji świadczy o rozpoczęciu stacjonarnej fazy wzrostu, codzienny monitoring pozwala określić początek jej wystąpienia. Zwykle w warunkach podanych na początku tego rozdziału stacjonarna faza wzrostu występuje w dniach 2-3, a gęstość hodowli będzie wynosić 4000±1000 komórek/ml.

2.3.3. Konserwacja i przechowywanie kultury

W przypadku przerw w analizie testu biologicznego wystarczy utrzymać hodowlę tylko jako inokulum. Jednym ze sposobów utrzymania są ziarna ryżu. 2-3 ziarna surowego ryżu umieszcza się na szalce Petriego, dodaje pożywkę około 30-40 ml i komórki orzęsków buta umieszcza się w ilości 50-100 komórek/ml. Raz na 2 tygodnie zmieniaj podłoże i ziarna ryżu.

Wygodnie jest przechowywać kulturę rezerwową w probówkach. Raz na 7-10 dni koncentrat komórkowy z górnej części probówki (bez mieszania) przelewa się do innej probówki, do poprzedniej objętości dodaje pożywkę L-L i 0,5 mg drożdży na 1 ml płynu.

Innym sposobem zachowania kultury jest przechowywanie jej w lodówce w niskich dodatnich temperaturach. Szybkość podziału w tym przypadku może wynosić jeden podział w ciągu 10-20 dni. Hodowlę przemywa się z produktów przemiany materii i starej paszy, stężenie zawiesiny doprowadza się do 200±100 komórek/ml, dodaje suche drożdże 0,2 mg/ml i umieszcza w lodówce. Tak więc kultura jest zachowywana przez okres do miesiąca. W przypadku hodowli przechowywanej w lodówce należy odczekać, aż jej temperatura zrówna się z temperaturą pozostałych roztworów i dopiero wtedy wykonać niezbędne czynności.

Szczególną uwagę należy zwrócić na fakt, że orzęski nie wytrzymują nagłych zmian temperatury (!).

2.3.4. Oznaczanie stężenia zawieszonych orzęsków

Stężenie komórek musi być określone w procesie hodowli kultury, podczas przygotowywania roboczej zawiesiny komórek oraz w celu określenia wielkości reakcji testowej. Oznaczanie stężenia komórek orzęsków bez trudu wykonuje się za pomocą skalibrowanego urządzenia z serii Biotester.

2.3.4.1. W ogólnym przypadku stężenie komórek rzęskowych określa się przez zliczanie komórek pod mikroskopem zgodnie z metodami ogólnie przyjętymi w praktyce mikrobiologicznej: przy użyciu siatek pomiarowych, komór zliczeniowych itp. Obliczoną liczbę komórek przelicza się na jednostkę objętości pożywki i wyraża jako stężenie (komórki/ml). Poniżej przedstawiono przykład metody liczenia komórek orzęsków. Wstrząsnąć początkową zawiesinę orzęsków, pobrać pipetą 0,5 ml zawiesiny. Do tej objętości dodać 9,5 ml 1% roztworu NaCl. W ten sposób uzyskuje się unieruchomienie orzęsków. Nie czekając na całkowite unieruchomienie orzęsków (po około 2-5 minutach), z rozcieńczonej zawiesiny pobiera się 0,5 ml i tę objętość rozprowadza się w postaci 6-10 dużych kropli na suchym szkle (np. danie). Za pomocą mikroskopu (lupy) orzęski są liczone we wszystkich kroplach. Otrzymany wynik przelicza się na 1 ml początkowej zawiesiny.

Dla przykładu: 0,5 ml zawiesiny unieruchomionych orzęsków rozprowadza się w 6 kroplach, w których zliczono 29, 38, 32, 31, 28, 35 komórek - łącznie 193. 1 ml rozcieńczonej zawiesiny zawiera 386 komórek, a 1 ml początkowej zawiesiny zawiera zatem 3860 komórek orzęsków.

2.3.4.2. Specjalistycznym narzędziem do określania liczby komórek ruchliwych orzęsków jest urządzenie z serii „Biotester”. Oznaczanie stężenia komórek ruchliwych odbywa się zgodnie z wcześniej zbudowaną krzywą kalibracyjną.

W celu skonstruowania krzywej kalibracyjnej pobiera się zawiesinę komórek rzęskowych w pożywce L-L zgodnie z punktem 2.3.2. Z zawiesiny przygotowuje się serię rozcieńczeń, z których każde ma 2 razy mniejsze stężenie niż poprzednie, objętość zawiesiny każdego rozcieńczenia wynosi co najmniej 5 ml. Ostatnie rozcieńczenie może zawierać 5-10 kp/ml. Początkowe stężenie komórek określa się, zliczając liczbę komórek pod mikroskopem (zob. pkt 2.3.4.1). Stężenia komórek w serii rozcieńczeń określa się za pomocą odpowiednich obliczeń. Jednocześnie konsekwentnie określa się stężenie ruchomych komórek rzęskowych w początkowej zawiesinie roboczej i we wszystkich rozcieńczeniach, dokonując odczytów na urządzeniu. W tym celu należy napełnić kuwetę kontrolowaną zawiesiną komórek do samej góry (nie unieruchamiać orzęsków!), umieścić ją w module kuwetowym urządzenia i wykonać szereg odczytów.

Procedurę liczenia komórek w początkowej zawiesinie, przygotowania rozcieńczeń, pomiaru początkowej zawiesiny i rozcieńczeń na aparacie powtarza się co najmniej 3 razy, a wyniki uśrednia się. Na podstawie uzyskanych danych budowana jest krzywa kalibracyjna jako zależność odczytów przyrządu od logarytmu stężenia komórek. Skonstruowana krzywa może być używana przez długi czas za pomocą tego samego urządzenia pomiarowego.

2.4. Przygotowanie orzęsków do analizy

2.4.1. Hodowlę orzęsków wyhodowanych zgodnie z pkt. 2.3 wypłukuje się z produktów przemiany materii i paszy, doprowadza stężenie do wartości roboczej, sprawdza się gotowość kultury do analizy pod względem wrażliwości na modelowy truciznę oraz zdolności do wchodzenia w czysta próbka.

2.4.2. kultura prania

Podczas mycia normalna reakcja fizjologiczna orzęsków jest wykorzystywana do zbierania się w górnych warstwach płynu. Zastosowanie naczyń z wąską długą szyjką umożliwia skoncentrowanie orzęsków w strefie górnej i odprowadzenie ich do innego naczynia z minimalną ilością zanieczyszczonej pożywki. Koncentrat rozcieńcza się czystą pożywką L-L, komórki w górnej strefie ponownie zbiera się i odsącza. W wyniku przemywania orzęsków stopień rozcieńczenia płynu hodowlanego czystą pożywką powinien wynosić co najmniej 1:200.

Przykład. Hodowlę hodowano na podłożu L-L. Środek myjący - L-L. Do 50 ml hodowli dodać 50 ml pożywki L-L, ostrożnie wlać do kolby miarowej o pojemności 100 ml, pamiętając o napełnieniu szyjki. Po 5-15 minutach orzęski zbiera się w górnej strefie. Spuść górną część płynu z kolby. Zawiesinę komórek otrzymuje się przez dwukrotne rozcieńczenie płynu hodowlanego do objętości np. 20 ml. Procedurę płukania powtarza się jeszcze 2 razy, dodając 80 ml pożywki L-L do 20 ml zawiesiny i otrzymuje się zawiesinę komórek np. w objętości 10 ml z 50-krotnym rozcieńczeniem początkowej zawiesiny orzęsków. Objętość otrzymanej zawiesiny dostosowano (10 ml) i otrzymano 250-krotne rozcieńczenie. Oznaczyć stężenie komórek w otrzymanej zawiesinie zgodnie z pkt 2.3.4 i doprowadzić je do wartości 1000±200 komórek/ml. Otrzymaną roboczą zawiesinę komórek orzęsków po wstępnej kontroli zużywa się w ciągu 1,5 godziny.

2.4.3. Sprawdzenie gotowości zawiesiny orzęsków do analizy

Kontrola odbywa się jednocześnie na dwóch parametrach:

- w zależności od stopnia uwolnienia orzęsków do kontrolnej próbki czystej;

- przez wrażliwość na modelową substancję toksyczną.

2.4.3.1. Aby sprawdzić wydajność orzęsków w próbce kontrolnej, zgodnie z punktem 4.1, trzy kuwety napełnia się zawiesiną komórek, pożywką L-L lub oczywiście nietoksyczną wodą (ale nie destylatem). Po 30 minutach mierzy się stężenie komórek w górnych strefach kuwet zgodnie z punktem 4.2. Wynik uśrednia się z 3 kuwet i określa gotowość kultury testowej do analizy biotestowej zgodnie z warunkiem: wydajność musi wynosić co najmniej 70% stężenia zawiesiny roboczej.

2.4.3.2. W celu zbadania wrażliwości na modelową substancję toksyczną roztwór siarczanu miedzi o stężeniu 0,1 mg/l, przygotowany zgodnie z punktem 3.4, nakłada się warstwami do trzech kuwet. Po 30 minutach mierzy się stężenie w górnych strefach kuwety zgodnie z punktem 4.2 i oblicza się wskaźnik toksyczności dla roztworu siarczanu miedzi.

Kiedy kultura jest używana w analizie biologicznej.

3. Przyrządy pomiarowe, urządzenia pomocnicze, materiały, roztwory.

3.1. Urządzenia pomiarowe:

- mikroskop dwuokularowy o powiększeniu około 10-50;

- urządzenie z serii BIOTESTER np. BIOTESTER-2 - specjalistyczny fotometr impulsowy wg TU 401-51-005-91* z kompletem kuwet fotometrycznych;
________________
* Specyfikacje wymienione poniżej nie są podane. Zobacz link, aby uzyskać więcej informacji. - Uwaga producenta bazy danych.

- wagi laboratoryjne ogólny cel(GOST 8.520-84).

3.2. Urządzenia pomocnicze:

- naczynia do hodowli z materiału obojętnego chemicznie, na przykład zlewki chemiczne, kolby stożkowe z szeroką szyjką, szalki Petriego (GOST 25336-82);

- pipety, kolby miarowe, probówki (GOST 20292-74, 1770-74).

3.3. Materiały:

- sole o czystości analitycznej lub chemicznie czyste: chlorek sodu, chlorek potasu, chlorek wapnia, siarczan magnezu, kwas węglanowy sodu, pięciowodny siarczan miedzi;

- alkohol poliwinylowy PVA - marka 11/2, premium (GOST 10779-78);

- suszone na powietrzu drożdże piekarskie - stosowane jako pokarm dla infuzorii.

3.4. Rozwiązania:

- zawiesina komórek orzęsków uzyskana w wyniku wzrostu obiektu badawczego w określonych warunkach (zob. pkt 2.3), wypłukana z produktów przemiany materii i paszy (zob. pkt 2.4) i doprowadzona do stężenia roboczego (gęstości) 1000 ± 200 komórek/ml;

- podłoże do hodowli i rozcieńczania: przygotowane z wodą destylowaną (pożywka Lozin-Lozinsky, dalej L-L). Można użyć wody wodociągowej, którą należy odpowiednio uzdatnić (odchlorować i odstawić na 5-10 dni).

W celu przygotowania koncentratu pożywki L-L należy rozpuścić w 1 litrze wody następujące sole (o czystości analitycznej lub czystości chemicznej): NaCl - 1,0 g, KCI - 0,1 g, MgSO - 0,1 g, CaCIx2HO - 0,1 g, NaHCO - 0,2 g. Ten roztwór można przechowywać w lodówce do 7 dni. Do pracy stosuje się pożywkę L-L otrzymaną przez dziesięciokrotne rozcieńczenie oryginalnego koncentratu. Pożywka do rozcieńczania i pożywka hodowlana muszą być identyczne i zapewniać przeżycie infuzorii przez 5 dni;

- modelowy środek toksyczny na bazie siarczanu miedzi. Roztwór macierzysty siarczanu miedzi (10 mg/l) w wodzie destylowanej przechowuje się nie dłużej niż tydzień. Stężenia robocze siarczanu miedzi sporządza się tuż przed oznaczeniem. Roztwory soli o stężeniach do 1 mg/l przygotowuje się w wodzie destylowanej, a o stężeniach do 0,1 mg/l w pożywce L-L;

- Roztwór PVA w podłożu L-L: 5% roztwór stosuje się jako neutralny zagęszczacz. Aby przygotować roztwór PVA, 0,5 g proszku PVA miesza się z 9,5 ml pożywki L-L. Mieszaninę ogrzewa się na łaźni wodnej do rozpuszczenia proszku. Użyj roztworu w ciągu dnia.

4. Metoda oznaczania

4.1. Metoda określania toksyczności ośrodków płynnych opiera się na zdolności badanych obiektów do reagowania na pojawienie się w środowisku wodnym substancji zagrażających ich życiu i jest ukierunkowana na poruszanie się wzdłuż gradientu stężeń tych substancji ( reakcja chemotaktyczna), unikając ich szkodliwego działania.

Warunkiem realizacji reakcji chemotaktycznej jest stały i powtarzalny gradient stężeń chemicznych. Podobny gradient powstaje przez nałożenie warstw w kuwecie pionowej (probówce) na zawiesinę orzęsków w zagęszczaczu próbki wody testowej. W tym przypadku w kuwecie pomiarowej tworzy się stabilna granica, która utrzymuje się przez cały czas trwania biotestu. Ta granica nie uniemożliwia swobodnego przemieszczania się orzęsków w ich preferowanym kierunku, a jednocześnie zapobiega mieszaniu się płynów z dolnej i górnej strefy.

Po utworzeniu dwóch stref w kuwecie w ciągu 30 minut orzęski są redystrybuowane do stref. Ważna cecha reakcja behawioralna orzęsków - masowy ruch komórek w górnych warstwach cieczy. Jeśli badana próbka nie zawiera substancji toksycznych, w kuwecie będzie obserwowane stężenie komórek orzęsków w górnej strefie. Obecność substancji toksycznych w badanej próbce prowadzi do innego charakteru redystrybucji orzęsków w kuwecie, mianowicie im wyższa toksyczność próbki, tym mniejszy udział orzęsków przesuwa się do górnej strefy (próbka badana).

4.2. Kryterium działania toksycznego jest znacząca różnica w liczbie komórek orzęsków obserwowana w górnej strefie kuwety w próbce niezawierającej substancji toksycznych (kontrola) w porównaniu z tym wskaźnikiem obserwowanym w próbce testowej (eksperyment)

4.3. Ilościowej oceny parametru reakcji testowej charakteryzującego efekt toksyczny dokonuje się poprzez obliczenie stosunku liczby komórek orzęsków obserwowanych w próbce kontrolnej i badanej (zgodnie z pkt. 8.1) i wyraża się jako wartość bezwymiarową – wskaźnik toksyczności ( T).

5. Terminy definicji

5.1. Oznaczanie toksyczności tą metodą przeprowadza operator posiadający kwalifikacje asystenta laboratoryjnego.

5.2. Technika podlega ogólnym zasadom bezpieczeństwa pracy z odczynnikami chemicznymi ogólnego użytku i sprzętem laboratoryjnym (wskazanym w paszporcie urządzenia).

5.3. Orzęski działają w zakresie temperatur 10-30°C, pod warunkiem, że ich właściwości spełniają wymagania punktu 2.3.

6. Przygotowanie do wykonania definicji

6.1. Pobieranie próbek i przechowywanie

Ogólne procedury pobierania próbek są określone w następujących dokumentach: ISO 5667/2. Jakość wody. Wybór próbek. część 2; GOST 24481-80. Woda pitna. Wybór próbek.

6.2. Biotesty próbek wody przeprowadza się nie później niż 6 godzin po ich wybraniu. W przypadku braku możliwości przeprowadzenia analizy w określonym czasie, próbki wody są schładzane (+4°C). Konserwacja próbek chemicznymi środkami konserwującymi jest niedozwolona.

6.3. Objętość próbki wody potrzebna do przeprowadzenia analizy (w trzech powtórzeniach) wynosi około 10 ml. Do pojedynczego oznaczenia wystarczą 2 ml.

6.4. Podczas przeprowadzania biotestów temperatura badanej próbki musi odpowiadać temperaturze zawiesiny badanego obiektu. Orzęski nie tolerują nagłych zmian temperatury (!).

6.5. Jeśli w próbce znajdują się grube wtrącenia, proporcjonalne wielkością do komórki rzęskowej lub duże, konieczne jest przefiltrowanie próbki.

7. Analiza

7.1. Napełnianie kuwety

Do kuwety dodaje się 2,0 ml zawiesiny orzęsków w stężeniu roboczym, uprzednio sprawdzonym pod kątem dwóch parametrów: wrażliwości na modelową substancję toksyczną (zob. pkt 2.4.3.2) i wyprowadzenia do ośrodka rozcieńczającego (zob. pkt 2.4.3.1). Do zawiesiny dodaje się 0,35 ml 5% roztworu PVA, wszystko dokładnie miesza, niezawodnie zwilżając ścianki kuwety, a 1,8 ml analizowanej próbki wodnej nawarstwia się (na przykład pipetą), zapobiegając zmieszaniu z dolna warstwa. Po 30 minutach (czas trwania reakcji testowej) konsekwentnie oznacza się stężenie orzęsków w górnej strefie kuwety w próbkach kontrolnych () i doświadczalnych (). Równolegle przygotowywane są próbki kontrolne i doświadczalne.

7.2. Pomiar stężenia orzęsków na urządzeniu „BIOTESTER-2”

Kuwety przygotowane zgodnie z punktem 7.1 są kolejno umieszczane w module kuwety i wykonywane są odczyty przyrządu. Urządzenie „BIOTESTER-2” posiada trzy tryby pracy:

- pomiar i wskazanie wyniku co 22 s;

- pomiar i wskazanie wartości średniej z wyników 5 odczytów (co 110 s);

- pomiar i wskazanie wartości średniej z wyników 10 odczytów (co 220 s).

Praca z urządzeniem:

a) ustawić tryb uśredniania na „1” (dioda nad przyciskiem świeci, diody obok nie świecą);

b) włożyć kuwetę do wnęki kuwety, zamknąć pokrywę, nacisnąć przycisk „START”;

c) wskazanie zgaśnie, na 12 s (czas autotuningu) zaświeci się dioda LED „LICZNIK”, a po kolejnych 22 s na panelu wyświetlacza pojawi się pierwsza wartość stężenia w jednostkach konwencjonalnych. Wydaniu odczytu towarzyszy sygnał świetlny i dźwiękowy o czasie trwania 2 s;

d) w ciągu 22 sekund zapisywana jest wartość poprzedniego odczytu, ten czas wystarczy na zarejestrowanie wyniku.

Jeśli stężenie substancji toksycznych jest tak duże, że orzęski praktycznie nie dostają się do próbki (wskazania przyrządu w dowolnych jednostkach mieszczą się w zakresie 000-008), wówczas dioda „ALARM” zaczyna migać. Oznacza to, że badaną próbkę należy rozcieńczać do momentu uzyskania na przyrządzie znaczących wartości. (Pamiętaj, aby skorygować oszacowanie toksyczności zgodnie z rozcieńczeniem oryginalnej próbki).

Kolejność czynności przy korzystaniu z innych trybów pomiaru jest identyczna jak opisana powyżej. Zwykle pracują w trybie uśredniania z 5 odczytów. Próbki kontrolne i testowe wykonuje się w trzech powtórzeniach. Wartości replikacji są uśredniane i obliczany jest wskaźnik toksyczności zgodnie z punktem 8.1.

8. Przetwarzanie i prezentacja wyników

8.1 Ocenę toksyczności próbki wodnej przeprowadza się na podstawie względnej różnicy liczby komórek w górnych strefach kuwet z próbkami kontrolnymi i analizowanymi.

Wskaźnik toksyczności definiuje się jako:

gdzie , - średnie odczyty przyrządu odpowiednio dla próbek kontrolnych i analizowanych.

Wskaźnik toksyczności () jest wartością bezwymiarową i może przyjmować wartości od 0 do 1 w zależności od stopnia toksyczności analizowanej próbki.

W zależności od wartości wskaźnika toksyczności analizowane próbki wody klasyfikuje się według stopnia ich zanieczyszczenia na 4 grupy:

I. Dopuszczalny stopień zanieczyszczenia ();

II. Umiarkowany stopień zanieczyszczenia ();

III. Wysoki stopień zanieczyszczenia (a także znaczące wartości uzyskane przy 2, 4, 6-krotnym rozcieńczeniu analizowanej próbki);

IV. Wyjątkowo wysoki stopień zanieczyszczenia (istotne wartości uzyskiwane przy 8-krotnych i większych rozcieńczeniach analizowanej próbki).

8.2. Przykład rejestracji wyników pomiarów

Numer próbki	Pow- słup- nos- ty	Odczyty przyrządów I c.u.					Śr. 5 zmian ren, j.m.	Śr. 3 powtórzenia tornos- tyam 4 j.m.	Indeks toksyczności, j.m.
Kontrolować środowisko LL
Próbka 1					[e-mail chroniony] Jeśli procedura płatności na stronie internetowej systemu płatności nie została zakończona, gotówka środki NIE zostaną pobrane z Twojego konta i nie otrzymamy potwierdzenia wpłaty. W takim przypadku możesz powtórzyć zakup dokumentu za pomocą przycisku po prawej stronie. Wystąpił błąd Płatność nie została zrealizowana z powodu błąd techniczny, gotówka z Twojego konta nie zostały spisane. Spróbuj odczekać kilka minut i powtórzyć płatność ponownie.

Biotesty to metoda oceny jakości siedliska (toksyczności substancji) za pomocą eksperymentów z obiektami testowymi.Określoną liczbę (zwykle 10) obiektów testowych umieszcza się w próbkach wody naturalnej i po wygaśnięciu. Przez jakiś czas porównują to z kontrolą (np. dafnia: toksyczność ostra trwa 4 dni, toksyczność chroniczna 20-24 dni). zgodnie ze schematem z rozwielitkami

Biotesty w ocenie toksyczności ścieków

Podczas badania toksyczności ścieków nie wolno pobierać pojedynczej próbki.Liczbę niezbędnych porcji dobiera się na podstawie doświadczenia w prowadzeniu analizy (zgodnie z instrukcjami metodologicznymi i normami państwowymi), próbki są zwykle pobierane co godzinę w ciągu dnia , następnie wszystko dokładnie mieszamy i pobieramy wymaganą ilość wody do biotestów .próbki pobrane do badań toksyczności nie mogą być zakonserwowane a tu wszystko jak w pytaniu 1: dwa słoiki z wodą testową i kontrola

Biotesty w ocenie toksyczności chemikaliów. Wskaźniki toksyczności (LC50, LD50 itp.)

Toksyczność chemikaliów określa się na podstawie dawki śmiertelnej (w przypadku stałocieplnych obiektów badawczych) i stężenia śmiertelnego (w przypadku organizmów wodnych). LC50 (stęż.rok) - takie stężenie w-Ba, które powoduje śmierć 50% orm testowych w ustalonym czasie.Glony są również wykorzystywane jako obiekty testowe, nie jest możliwe wyznaczenie dla nich LC50, dlatego , wskaźnik IC50 (stężenie hamujące – spowalniające wzrost kultury).W celu określenia toksyczności substancji chemicznych rozcieńcza się go w wodzie w stosunku 1/10,1/100,1/1000. Pobrać 2 próbki (słoiki) i kontrolę Po określonym czasie próbki porównuje się z kontrolą, dobiera się takie stężenie w celu dokładnego określenia LC50

Organizmy testowe stosowane w biotestach. Kryteria wyboru organizmów testowych

Obiekt badań - organizm służący do oceny toksyczności substancji, osadów dennych, wód i gleb. Jest to organizm specjalnie wyhodowany w warunkach laboratoryjnych, o różnej przynależności systematycznej (szczury, glony, pierwotniaki, ryby) Wymagania wobec nich: jednorodny genetycznie ( czystych linii), dostosowanych do warunków laboratoryjnych, najlepiej reakcja nie powinna zależeć od cykli sezonowych i dobowych.Zbiór obiektów testowych określa się metodami

funkcje testowe

Funkcja testowa – kryterium toksyczności stosowane w biotestach do scharakteryzowania reakcji badanego obiektu na szkodliwe (negatywne) oddziaływanie środowiska. Np.: śmiertelność/przeżycie (zwykle stosowane dla pierwotniaków, owadów, skorupiaków, ryb), płodność/liczba potomstwa, czas jego pojawienia się, pojawienie się odchyleń od normy.Dla roślin szybkość kiełkowania nasion, długość pierwotne korzenie itp.

Główne kryteria oceny toksyczności na podstawie wyników biotestów

Efekt toksyczny to zmiana jakichkolwiek parametrów życiowych pod wpływem substancji toksycznych, w zależności od charakterystyki in-in. Podczas umierania w próbce<10% от контроля можно говорить о том,что среда не токсична.10-50% - среда безвредна.>50% - środowisko jest toksyczne

Pobieranie próbek, transport próbek, ich przygotowanie do biotestów

Aby uzyskać wiarygodną informację o właściwościach toksycznych próbki, należy ją prawidłowo pobrać i przechowywać do czasu wykonania badania.Korzystając z mapy lub diagramu rzeki, wybierz miejsca (stacje) pobierania próbek. W celu dokładniejszej oceny jakości wody z każdej stacji pobiera się kilka próbek. Próbkę wyciska się i przenosi do plastikowego pojemnika.Biotest próbek wody przeprowadza się nie później niż 6 godzin po ich pobraniu.Podczas długotrwałego transportu próbki jej temperatura może spaść do +4 st.

Cechy ostrych i przewlekłych eksperymentów biologicznych

test toksyczności ostrej wyraża się śmiercią organizmów w określonym czasie (czasem kilka sekund lub kilka dni), toksyczność przewlekła objawia się dopiero po kilku dniach i z reguły nie prowadzi do szybkiej śmierci organizm, wyraża się to z naruszeniem funkcji życiowych, występowaniem zatrucia

Zwrócić