Главная страница

Биологические методы исследования водоемов в Фи... Редакция Марья Руоппа и Пертти ХейноненSuome


Скачать 1.09 Mb.
НазваниеРедакция Марья Руоппа и Пертти ХейноненSuome
АнкорБиологические методы исследования водоемов в Фи.
Дата17.05.2018
Размер1.09 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаBiologicheskie_metody_issledovania_vodoemov_v_Fi.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#40432
страница9 из 12
Каталог
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12
Part 1:General test.
ISO 13641-2: 2003; Water quality – Determination of inhibition of gas production of anaerobic bacteria.
Part 2: Test for low biomass concentrations.
ISO 18749:2004; Water quality – Adsorption of substances on activated sludge – Batch test using specific
analytical methods

71
Ympäristöopas
4.2.3
ТЕСТЫ НА БЕСПОЗВОНОЧНЫХ
4.2.3.1
Тест на дафниях / ветвистоусых рачках
Маарит Приха, АО «Ekolab Environmental Oy» (maarit.priha(@)ekolab.com)
Принцип
Daphnia magna относится к очень распространенным ветвистоусым рачкам естественных водоемов. Тест основан на определении прямого, быстрого токсичного воздействия, эффект которого фиксируется, если исследуемый организм прекращает движение (на практике это чаще всего означает, что организм погибает).
Из исследуемой пробы готовят серию водных растворов, в которые помещают дафний в возрасте 24 часа. Количество организмов, прекративших движение, подсчитывают через
24 (48) часа с момента начала воздействия. На основании связи концентрации и реакции пробы можно вычислить значение ЕС50, соответствующее концентрации, при которой 50% подопытных организмов прекращает движение в течение 24 (48) часов. В зависимости от способа расчета концентрации ЕС50 прекращение движения можно фиксировать и во время периода привыкания.
О применении метода
В лабораторных условиях популяцию Daphnia magna поддерживают в достаточно большом количестве. Стандарты не дают однозначных указаний по содержанию популяции, требуя лишь того, чтобы за популяцией можно было наблюдать, и чтобы условия содержания были постоянными. Есть требование правильного учета и документации. Daphnia хорошо размножается при благоприятных условиях, образуя исключительно «женскую» популяцию, поэтому долгое время популяция остается генетически однородной. Популяцию Daphnia определенного типа можно приобрести из подходящей «коллекции». В лабораториях Финляндии часто используют популяции, изолированные от природных воздействий. При выборе способа инкубирования необходимо следить, чтобы условия роста (температура, освещение, pH воды, жесткость, содержание солей и т. п.) примерно соответствовали условиям проведения теста, чтобы адаптационный стресс не сильно влиял бы на результаты опыта.
Условия теста (температура, освещение, рН, жесткость, содержание солей, содержание кислорода и т. п.) оказывают влияние на сопротивляемость / устойчивость к интоксикации.
Поэтому на условия теста необходимо обратить внимание, чтобы избежать неверных результатов и обеспечить повторяемость результатов опыта. Также и физические свойства пробы могут стать источником погрешности, если их не учитывать при проведении теста.

72
Ympäristöopas
Стандарты
EN ISO 6341:1998; Water quality – Determination of the inhibition of the mobility of Daphnia magna Straus
(Cladocera, Crustacea). Acute toxicity test.(ISO 6341:1996, korjattu 1998).
ISO 14669: 1999; Water quality – Determination of acute lethal toxicity to marine copepods
(Copepoda, Crustacea).
ISO 16712:2005; Water quality – Determination of acute toxicity of marine sediment to amphipods.
ISO/CD 20665; Water quality – Determination of chronic toxicity to Ceriodaphnia dubia.
ISO/CD 20666; Water quality – Determination of chronic toxicity to Brachionus calyciflorus
OECD´s Guidelines for the testing of chemicals 202 (1984) Daphnia sp. Acute immobilisation test and
Reproduction test. Updated Guideline.
4.2.4
Тесты с использованием водорослей
Маарит Приха, АО «Ekolab Environmental Oy» (maarit.priha(@)ekolab.com)
4.2.4.1
Тесты с использованием водорослей в пресных водоемах
Принцип
Scenedesmus subspicatus и Pseudokirchneriella subcapitata являются планктонными одноклеточными зелеными водорослями пресных водоемов. Тест с их использованием основан на снижении роста водорослей под влиянием токсичного вещества. Из исследуемой пробы или образца готовят серию растворов различной концентрации с достаточным количеством питательных веществ. В растворы добавляют водоросли, находящиеся на экспоненциальной стадии роста. Попутно делают тест и со сравнительной пробой, в которой посев водоросли помещен только в питательный раствор. Тестируемые растворы инкубируются в постоянных условиях – при одинаковой температуре и освещении в течение 72 или 96 часов. Рост водорослей в растворах измеряется ежедневно. Снижение роста или снижение темпов роста водорослей фиксируется по результатам сравнительной пробы, помещенной в те же условия. На основании соотношения концентрация
/ реакция можно вычислить значение ЕС50, т. е. концентрацию, при которой рост водорослей снижается на 50% по сравнению с контрольной пробой в течение 72 или 96 часов. Отметим еще раз, что особенно при проведении теста на влияние химических соединений развитие водорослей в сравнительной пробе должно быть на стадии экспонентного роста.
О применении метода
Чистые популяции зеленой водоросли находятся во многих коллекциях. Популяцию можно поддерживать в течение долгого времени (месяцы) на питательном субстрате в холодильнике без подсадки молодых особей. Для проведения теста водоросль пересаживается в питательный раствор для инкубирования при стандартном освещении и температуре, где доводится до экспонентной стадии роста. В этом состоянии водоросль пригодна для проведения теста.
Изучая при помощи теста на водорослях токсичность, например, сточных вод, т. е. определяя влияние факторов, препятствующих росту водорослей, необходимо учитывать, что питательные

73
Ympäristöopas
вещества, содержащиеся в пробе (или другие факторы, стимулирующие рост водоросли), оказывают влияние в противоположном направлении. Таким образом, результат теста является суммой двух противоположных процессов, поэтому часть возможного влияния токсичных веществ скрывается под влиянием питательных веществ исследуемой пробы.
Стандарты
EN ISO 8692: 2005; Water quality – Fresh water algal growth inhibition test with unicellular green algae
EN ISO 10253: 1998; Water quality – Marine algal growth inhibition test with Skeletonema costatum and
Phaeodactylum tricornutum. ( ISO 10253: 1995)
ISO 14442:1999; Water quality – Guidance for algal growth inhibition test with poorly soluble organic
solids, volatile compounds, heavy metals and waste water.
OECD Guidelines for the testing of chemicals, 201 (1989) Alga, Growth inhibition test.Updated Guideline.
4.2.5
Тесты на рыбах
Тарья Накари, Институт окружающей среды Финляндии (tarja.nakari@ymparisto.fi)
4.2.5.1
Тест на рыбе Danio rerio
Принцип
С помощью краткосрочных тестов на рыбах можно определить смертоносное воздействие вещества для определенного вида рыб. Тест позволяет изучить растворимые в воде химические соединения, а также сточные, поверхностные и подземные воды. Обычная продолжительность теста – 96 часов (48–96 часов).
Тесты на рыбе выполняются статичным или полустатичным методом. Используется и метод в проточной воде. В случае статичного метода изучаемый раствор не заменяется в течение всего опыта. С помощью статического метода определяется LC50 – летальная концентрация изучаемого раствора в течение 48 часов. В случае полустатичного метода часть раствора меняется ежедневно. Этот способ подходит для проб, концентрации которых можно поддерживать на требуемом уровне, при ежедневной замене раствора. В то же время ежедневная смена воды для рыб может оказаться большой нагрузкой. Чтобы этого избежать, следует использовать проточный метод, который и является в настоящее время наиболее распространенным при проведении краткосрочных тестов на рыбах. При проточном методе испытуемый раствор непрерывно заменяется. Метод подходит для анализа сточных вод и веществ всех типов, в том числе и таких, которые быстро изменяются в водном растворе. Концентрацию испытуемого водного раствора при проведении опыта следует постоянно контролировать для того, чтобы убедиться в ее неизменности. Продолжительность семистатичных и проточных тестов обычно составляет 96 часов.

74
Ympäristöopas
О применении метода
Краткосрочные тесты на рыбах основаны на принципе «выбраковки» или «отсеивания».
Их применяют, если стоит задача определения общего уровня токсичности пробы. Тесты выполняются в постоянных лабораторных условиях. В естественной среде токсичность чаще всего носит хронический характер, поэтому на основании результатов краткосрочных тестов определяют количество или дозу исследуемого вещества для дальнейших долгосрочных опытов или исследований.
Восприимчивость видов рыб к воздействию токсичных или вредных веществ может изменяться в зависимости от обмена веществ, возраста и размера особей, а также пола и зрелости. Из этого следует, что полученный результат нельзя переносить на другие виды рыб.
С помощью теста получают первоначальные сведения о концентрации исследуемого вещества в условиях краткосрочного воздействия смертельно ядовитой для данного вида рыб.
Стандарты, как правило, рекомендуют, какой вид рыб можно использовать для проведения опыта. Важным условием выбора вида рыб является то, насколько легко его можно поймать в течение всего года и легко ли обеспечить проживание рыб в лабораторных условиях. Рыба должна быть здорова, без видимых отклонений в строении. Рекомендованные стандартами виды рыб могут быть заменены при соблюдении вышеуказанных критериев. Кроме того, условия проведения теста должны быть подходящими для выбранного вида рыб. В отчете необходимо указывать все отклонения от стандарта.
Стандарты
EN ISO 7346-1:1998; Water quality – Determination of the acute lethal toxicity of substances to a
freshwater fish (Brachydanio rerio Hamilton-Buchanan (Teleostei, Cyprinidae). Part 1: Static method.
(ISO 7346-1:1996).
EN ISO 7346-2 :1998; Water quality – Determination of the acute lethal toxicity of substances to a
freshwater fish (Brachydanio rerio Hamilton-Buchanan (Teleostei, Cyprinidae). Part 2: Semi-static
method. (ISO 7346-2:1996).
EN ISO7346-3: 1998; Water quality – Determination of the acute lethal toxicity of substances to a freshwater
fish (Brachydanio rerio Hamilton-Buchanan (Teleostei, Cyprinidae). Part 3: Flow-through method.
(ISO 7346-3:1996).
OECD´s Guidelines for the testing of Chemicals. 203 Fish, Acute toxicity test 1992. Updated Guideline.
4.2.6
Тест Lemna
Эйя Шульц, Институт окружающей среды Финляндии (eija.schultz@ymparisto.fi)
Принцип
Ряска – это маленькие, плавающие отдельно друг от друга водоросли, встречающиеся в воде эвтрофированных водоемов и размножающиеся вегетативно. В качестве тестовой растительности в лабораторных условиях применяется маленькая ряска (Lemna minor) и куполообразная ряска
(Lemna gibba). Оба вида существуют примерно в одинаковых условиях.
Для проведения опыта выбирают молодые, крепкие растения, выращиваемые в асептических условиях. До проведения теста растения выдерживают в условиях предстоящего опыта

75
Ympäristöopas
не менее чем в течение недели. Из исследуемой пробы и питательного раствора готовится серия растворов различных концентраций. Перед началом опыта одинаковое количество растений помещается в отдельную емкость для инкубирования. Рост водорослей происходит в постоянных условиях.
Особенности воздействия определяют по изменению количества фронд по сравнению с контрольными растениями. Контрольные растения выращиваются только в питательном растворе, т. е. без добавок исследуемой пробы. По результатам вычисляется степень снижения роста ЕС50, вызванного тестируемым веществом. Количество фронд подсчитывается несколько раз в течение опыта. Все особенности условий опыта, изменения состояния и формы растений фиксируются в журнале. Помимо количества фронд, можно вычислить изменения сухого веса, количества хлорофилла и площади фронд.
О применении метода
Растущую в Финляндии ряску легко идентифицировать, однако конкретный вид следует определять аккуратно. Лабораторную популяцию Lemna можно вырастить самим или заказать аксеническую популяцию в каком-нибудь учреждении, работающем с этим видом. Инкубировать популяцию нужно при низкой температуре и в условиях незначительного освещения, тогда растения будут в хорошем состоянии при минимальном уходе.
Тест можно проводить статичным, полустатичным методами и в проточной воде. В случае исследований влияния легкоиспаряющихся веществ, необходимо убедиться в том, что содержание изучаемого вещества не слишком изменяется в течение опыта. Здесь уместно отметить, что и в других случаях следует убедиться в том, что концентрация исследуемых химических веществ и соединений в течение опыта не изменяется. Возможно, что для изучения плохо растворимых в воде веществ придется, например, воспользоваться каким-нибудь растворителем, тогда и в контрольных и сравнительных пробах содержание растворителя должно быть одинаковым.
Обычная продолжительность теста

7 суток, но можно провести опыт и в течение 14 суток. Более продолжительный тест уже не обязательно будет отражать быстрое влияние.
Пробы, содержащие много питательных веществ, могут ускорить рост и затруднить трактовку результатов.
Литература
Bishop, W. E. and Perry, R. L. 1981. Development and evaluation of a flow-through growth inhibition test
with duckweed (Lemna minor). In: Branson D. R. and Dickson K. L. (eds.) Aquatic Toxicology and
Hazard Assessment: Fourth Conference ASTM STP 737.
Davis, J. A. 1981. Comparison of static-replaceent and flow-through bioasays using duckweed Lemna gibba
G-3 US EPA 560/6-81-003, Washington DC.
Wang, W. 1990. Literature review of higher plants toxicity testing. Water,Air,and Soil Pollution 59: 31–400.
Wang, W. 1991. Higher Plants (Common duckweed, Lettuce and Rice) for Effluent Toxicity Assessment:
Plants for Toxicity Assessment: Second Volumne, ASTM STP 1115, Eds. JW Gorsuch, WR Lower and
MA Lewis.

76
Ympäristöopas
Стандарты
ISO 20079: 2005; Water quality – Determination of the toxic effect of water constituents and waste water
to duckweed ( Lemna minor) – Duckweed growth inhibition test.
OECD Guidelines for Testing of Chemicals, Lemna Growth Inhibition Test, Draft June 1998.
AFNOR XP T90-337: Détermination de l’inhibition de croissance de Lemna minor.
APHA – AWWA – WEF Duckweed (proposed) 8211, Standard Methods for Examination of Water and
Wastewaters, 1995, American Public Health Association.
ASTM (1991) Standard Guide for Conducting Static Toxicity Test with Lemna gibba. G3. American
Society for Testing of Materials. E 1415-91.
US EPA (1995). OPPTS 850.4400 Aquatic Plant Toxicity Test using Lemna spp. ”Public draft” EPA
712-C-05-156.
4.2.7
Тесты на генотоксичность и мутагенность
4.2.7.1
Тест Umu
Принцип
Тест основан на определении генной токсичности / генотоксичности пробы воды. Он отражает изменение и нарушение кода ДНК (система коррекции SOS), которые проявляются в гене UmuС в сравнении с контрольным образцом. Под нарушением ДНК в этом методе подразумеваются такие изменения, которые не оказывают влияния на деление клеток. Если мутагенное влияние препятствует делению клеток, то его результат воздействия нельзя измерять с помощью данного теста.
В качестве тест-организма используют генетически модифицированную бактерию Salmonel- la typhimurium (популяция TA 1535/pSK1002). Популяция сальмонеллы была модифицирована путем введения дополнительной плазмиды (отрезок ДНК), которая содержит ген umuC-lacZ.
Ген umuC отвечает и индуцирует исправление нарушений ДНК бактерий и UmuC-оперон представляет собой группа последовательных генов, которая регулирует индуцирование гена umuC. В целом ген кодирует продукцию b-галактосидазии. Umu-оперон индуцирует нарушения ДНК, которые вызываются или являются последствием воздействия исследуемого вещества.
Поскольку umuC-оперон cвязан с геном lacZ, продукция b-галактосидазии также индуцируется и ее активность можно измерить. Активность в этой цепи напрямую связана с масштабом или числом нарушений в структуре ДНК. В пробах с различными концентрациями бактерии подвергаются воздействию в условиях, находящихся под контролем. Тест основан на способности генотоксичных веществ индуцировать umuC-оперон в популяции сальмонелл в противовес, т. е. как реакцию на нарушения ДНК. Благодаря способности оперона индуцироваться как следствие нарушений в структуре ДНК для проведения теста достаточно одной популяции Salmonella.

77
Ympäristöopas
О применении метода
Метод может быть использован при оценке генотоксичности проб воды естественных водоемов и проб сточных вод. Он был разработан в Германии как тест, замевший тест Ames. Опыт применения данного теста есть также в Швеции.
Standard
ISO 13829: 2000; Water quality Wa Determination of the genotoxicity of water and waste water using
umu-test.
4.2.7.2
Тест Salmonella (Тест Ames)
Принцип
Данный стандарт описывает метод, определяющий генотоксичный потенциал проб воды водоемов и сточных вод. В тесте используют популяции Salmonella typhimurium TA 100 и TA98. Бактерии инкубируются в постоянных условиях в серии разбавленных проб в течение 48–72 часов при температуре 37 ± 1 °C. В ходе теста генотоксичные вещества, содержащиеся в воде водоема или в сточных водах, могут индуцировать мутации / изменения в одном или двух маркированных генах
(hisG46 в популяции бактерий TA 100 и hisD3052 в популяции бактерий TA98) в зависимости от концентраций. В зависимости от дозировки индуцирование мутаций вызывает различные масштабы размножения колонии мутантов одной или обеих популяций в сравнении с контрольным образцом. Перед началом теста пробы воды и сточных вод фильтруют через стерильный фильтр, удаляющий твердые частички взвесей. Если генотоксичные вещества впитались в эти частички, то генотоксичность не наблюдается.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12

перейти в каталог файлов
связь с админом