Dafnija kaip bandymo objektai biologiniame tyrime

Biotestas yra aplinkos kokybės (medžiagų toksiškumo) įvertinimo metodas, naudojant eksperimentus su bandymo objektais. Tam tikras skaičius (paprastai 10) bandomųjų objektų dedamas į natūralaus vandens mėginius ir po jų. Kurį laiką jis lyginamas su kontroliniu (pavyzdžiui, „Daphnia“: ūminiam toksiškumui nustatyti reikia 4 dienų, lėtiniam toksiškumui - 20–24 dienos.) Apatinis nuosėdų mėginys išdžiovinamas, daromas ekstraktas, tada viskas daroma pagal schemą su „Daphnia“.

Biotestas vertinant toksiškumą nuotekoms

Tiriant nuotekas dėl toksiškumo, neleidžiama paimti nei vieno mėginio. Būtinas porcijų skaičius parenkamas atsižvelgiant į analizės patirtį (pagal gaires ir GOST), mėginiai paprastai imami kas valandą per dieną, tada viskas kruopščiai sumaišoma ir biotestams imamas reikiamas vandens kiekis. Mėginiai, paimti toksiškumui ištirti, negali būti išsaugoti. Ir čia viskas yra kaip 1-ajame klausime: du krantai su bandymo vandeniu ir kontrole

Biotestas vertinant cheminių medžiagų toksiškumą. Toksiškumo rodikliai (LC50, LD50 ir kt.)

Cheminių medžiagų toksiškumas nustatomas pagal mirtiną dozę (šiltakraujų tiriamųjų objektų atveju) ir mirtiną koncentraciją (vandens organizmams). LC50 (metų pabaiga) - tokia pabaiga, kai VA miršta 50% bandymo ormo per nurodytą laiką. Dumbliai naudojami kaip bandymo objektai, jiems LC50 nustatyti neįmanoma, todėl jie naudoja IC50 indikatorių (slopinantis) koncentracija - sulėtinanti kultūros augimą). cheminių medžiagų toksiškumui nustatyti, ji skiedžiama vandeniu santykiu 1 / 10,1 / 100,1 / 1000. Paimami 2 mėginiai (bankai) ir kontrolė. Praėjus nurodytam laikui, mėginiai lyginami su kontrole, tokia pabaiga parenkama tiksliai nustatyti LC50

Tiriamieji organizmai, naudojami atliekant biotestus. Tiriamųjų organizmų atrankos kriterijai

Tiriamasis objektas - organizmas, naudojamas medžiagų, dugno nuosėdų, vandens ir dirvožemio toksiškumui įvertinti. Tai yra specialiai laboratorijoje auginamas organizmas, turintis skirtingą sistemingą priklausomybę (žiurkėms, dumbliams, pirmuonims, žuvims). Reikalavimai jiems: genetiškai homogeniški (švarios linijos), pritaikytas laboratorinėms sąlygoms, idealu, jei reakcija neturėtų priklausyti nuo sezoninių ir dienos ciklų.

Testo funkcijos

Bandymo funkcija yra toksiškumo kriterijus, naudojamas atliekant biotestus, apibūdinančius bandomo objekto reakciją į žalingą (neigiamą) terpės poveikį. Pvz .: mirtingumas / išgyvenimas (dažniausiai naudojami pirmuonims, vabzdžiams, vėžiagyviams, žuvims), vaisingumas / palikuonių skaičius, jo atsiradimo laikas, nenormalių nukrypimų atsiradimas.Augalams - sėklų daigumas, pirminių šaknų ilgis ir kt.

Pagrindiniai toksiškumo įvertinimo pagal biotestų rezultatus kriterijai

Toksiškas poveikis yra bet kokių gyvybinių požymių pasikeitimas veikiant toksikams, atsižvelgiant į c savybes. Su mirtimi imtyje<10% от контроля можно говорить о том,что среда не токсична.10-50% - среда безвредна.>  50% - aplinka yra toksiška

Mėginių ėmimas, mėginių gabenimas, paruošimas biologiniam tyrimui

Norėdami gauti patikimą informaciją apie toksiškas mėginio savybes, jis turi būti teisingai parinktas ir laikomas, kol bandymas bus baigtas. Naudodami žemėlapį arba upės schemą, pasirinkite mėginių ėmimo vietas (stotis). Norint tiksliau įvertinti vandens kokybę kiekvienoje stotyje, imami keli mėginiai. Mėginys suspaudžiamas ir perpilamas į plastikinę talpyklą. Vandens mėginiai tiriami biotestams ne vėliau kaip per 6 valandas nuo jų paėmimo. Ilgalaikio mėginio gabenimo metu jo temperatūra gali nukristi iki +4 laipsnių

Ūminių ir lėtinių biotestų eksperimentų ypatybės

ūmaus toksiškumo testas išreiškiamas per tam tikrą laiko tarpą (tada per kelias sekundes ar kelias dienas) organizmų žūtimi. Lėtinis toksiškumas pasireiškia tik po kelių dienų ir, kaip taisyklė, nesukelia greito organizmo mirties, yra išreiškiamas pažeidžiant gyvybines funkcijas, toksikozės atsiradimą.

„TsOS PV R 005–95“

Dokumentą sukūrė autorių komanda, kurią sudarė: Rakhmanin Yu.A., Cheskis A.B. (vystymo vadovai), Eskovas A. P., Kiryanova L. A., Michailova R. I., Plitman S. I., Rogovets A. I., Tulakina N. V., Rusanova N. A., Doneryan L. G., Pozharovas A.V.

Prieduose panaudotos Vandens biologinių bandymų metodinio vadovo RD 118-02-90 * medžiagos ir prietaiso „BIOTESTER“ naudojimo metodiniai dokumentai, taip pat „Vienkartinių medicinos prietaisų, sterilizuotų radiacijos ar dujų metodu, toksiškumo kontrolės metodai“ (SSRS sveikatos apsaugos ministerija, 1991 m.). )

________________
* Toliau nurodytas dokumentas nepateiktas. Norėdami gauti daugiau informacijos, spustelėkite čia.

Pateikė: Standartizacijos techninis komitetas TK-343 "Vandens kokybė"

Pateikė: Rusijos Gosstandarto maisto, lengvosios pramonės ir žemės ūkio produkcijos standartizacijos ir sertifikavimo departamentas

Patvirtinta: 1995 m. Spalio 12 d. Rusijos valstybinio standarto pirmininko pavaduotojas, skirtas publikuoti ir platinti kaip metodinį vadovą.

Įregistruota: Centrinė geriamojo vandens, medžiagų, technologinių procesų ir buitinio bei geriamojo vandens tiekimo įrangos sertifikavimo įstaiga N TsOS PV R 005-95

BENDROSIOS NUOSTATOS

BENDROSIOS NUOSTATOS

Nuolat didėjančios vandens tiekimo šaltinių antropogeninės taršos sąlygomis vandens tiekimo įmonių gyventojams tiekiamo geriamojo vandens saugumas ir nekenksmingumas daugiausia priklauso nuo vandens kokybės kontrolės išsamumo, patikimumo ir efektyvumo visose sistemos technologinėse jungtyse: vandens telkinių kontrolinėse sekcijose, vandens įleidimo vietose, konteineriai švaraus vandens po jo išgryninimo ir dezinfekavimo, paskirstymo vandens tiekimo tinkle vartotojams. Tuo pačiu metu standartizuotų ir kontroliuojamų kokybės parametrų, kurie kartu lemia vandens saugumą ir nekenksmingumą, skaičius per pastarąjį dešimtmetį išaugo daugiau nei dvigubai ir, remiantis Pasaulio sveikatos organizacijos (PSO) rekomendacijomis, apima daugiau nei 100 standartų. Didelis sunkiųjų metalų ir daugumos organinių toksiškų medžiagų toksiškumas ir atitinkamai mažos maksimalios leistinos koncentracijos (MPK) smarkiai apsunkina analitinės cheminės kontrolės procedūras, reikalauja ilgo laiko ir labai didelių medžiagų sąnaudų išsamiai vandens kokybei kontroliuoti. Be to, net išsami vandens kokybės analizė pagal visus individualius rodiklius, nustatytus norminiuose dokumentuose, neleidžia nustatyti kompleksinio jų poveikio žmogaus organizmui, o priėmus santykinių koncentracijų sumavimo sistemą, visiškai neatsispindi toksiškų medžiagų bendro poveikio žmogaus vartojamo vandens pavojingumo laipsniui mechanizmas.

Šiuo atžvilgiu, kaip ir tradiciniai vandens kokybės stebėjimo geriamojo vandens tiekimo sistemose metodai, gali būti taikomi biologinių tyrimų metodai, pagrįsti vandens, gaunamo iš vandentiekio šaltinių, ir geriamojo vandens pavojingumo laipsniu, reaguojant į specialiai paruoštus gyvus organizmus - bandymo objektus.

Biotestų metodais gautos informacijos ypatumas yra neatsiejamas viso toksiško poveikio, kurį sukelia vandenyje esančių toksinių medžiagų derinys ir sudėtingi jų bendro buvimo veiksniai, suvokimas ir atspindys.

Be to, įvairių biotestų metodų taikymą turėtų riboti tam tikros sąlygos, susijusios su kontrolės tikslais, vandens mėginių ėmimo vieta, efektyvumo laipsniu ir kt., Atsižvelgiant į kiekvieno konkretaus metodo ypatybes. Galima kompleksiškai naudoti įvairius biotestus, kurie papildo vienas kitą jautrumu įvairioms toksiškų medžiagų grupėms.

Visais atvejais biotestų metodai negali pakeisti analitinės fizikinės ir cheminės kontrolės, nustatytos dabartiniais norminiais dokumentais, tačiau biotestai gali reikšmingai papildyti jo rezultatus įvertindami vandenyje esančių toksinių medžiagų sudėtingą poveikį ir padidinti aptikimo pavojingo geriamojo vandens šaltinių užterštumo laipsnį, kad būtų galima imtis skubių priemonių. rezervinės talpos valymui ar vartotojų įspėjimui, o kai kuriais atvejais leidžia padidinti periodiškumas mėginių ėmimo fizikinių-cheminių ir atitinkamai sumažinti kontrolės Biomėginiams išlaidas patvirtintą išlaikyti stabilų lygį saugos rodiklių žalio vandens šaltinio vandeniu.

Šis dokumentas nustato bendrąsias įvairių biologinio testavimo metodų taikymo centralizuotose geriamojo vandens tiekimo sistemose gaires, skirtas išspręsti vandens šaltinių vandens ir vartotojams tiekiamo išgryninto vandens kokybės stebėjimo specifines problemas kartu su tradiciniais fizikinės ir cheminės kontrolės metodais.

Metodinės rekomendacijos yra skirtos naudoti vandens tiekimo ir sanitarijos įmonėms, siekiant pagerinti vandens kokybės kontrolės sistemas, padidinti jos patikimumą ir efektyvumą, be to, jas gali naudoti Rusijos valstybinio sanitarinės ir epidemiologinės priežiūros komiteto organai, vykdydami priežiūros iš vandens tiekimo iš šaltinių kokybę ir geriamojo vandens kokybę, kad padidėtų saugos įvertinimų patikimumas ( nekenksmingumas) kontroliuojamo vandens, atsižvelgiant į sudėtingą jame esančių toksinių medžiagų poveikį.

BIOTESTAVIMO METODŲ, NAUDOJAMŲ VANDENS KOKYBEI KONTROLIUOTI ŪKIO EKONOMINĖSE VARIKLIO VANDENS TIEKIMO SISTEMOSE, CHARAKTERISTIKA

Pagrindinės biotestų metodų, lemiančių jų galimo naudojimo geriamojo vandens tiekimo sistemose tikslus ir sąlygas, savybės:

- tiriamojo objekto tipas;

- kontroliuojamas tiriamojo objekto parametras (bandymo reakcija);

- bandomosios reakcijos matavimo procedūros;

- apskaičiuoti kontroliuojamos aplinkos (vandens) pavojaus laipsnio nustatymo žmogui standartai pagal išmatuotus bandomosios reakcijos parametrus.

Žuvys, vėžiagyviai (dafnijos ir kt.), Kiaunės, embrioniniai organizmai, dumbliai, fermentai, bakterijos ir kt. Gali būti naudojami kaip bandymo objektai šiuolaikiniuose biotestų metoduose vandens saugai (nekenksmingumui) stebėti.

Pagrindiniai reikalavimai, keliami bandomiesiems objektams, yra jų prieinamumas, paprastumas ir paprastumas auginti ar laikyti juos naudoti, pakankamas jautrumas vandenyje esančioms toksiškoms medžiagoms, pavojingas žmonėms.

Tiriamojo objekto bandymo reakcija, kai ji paveikiama toksiškomis medžiagomis ar kitais neigiamais aplinkos veiksniais, gali būti išreikšta tiriamų objektų mirtimi (išgyvenimu), sumažėjus reprodukcijos greičiui, sumažėjusiam mobilumui ar kitoms šiam bandomajam objektui būdingomis elgesio ypatybėmis, taip pat slopinant kai kurias biochemines medžiagas. procesai, vykstantys ląstelėse ir fermentų sistemose.

Pagrindiniai bandymo reakcijų reikalavimai renkantis biotestų metodus praktiniam naudojimui yra aiškiai išreikšta fiksuotų nuokrypių nuo normos priklausomybė nuo toksiškų medžiagų koncentracijos vandenyje, taip pat galimybė stebėti ir užfiksuoti bandymo reakcijų kiekybines vertes reikiamu tikslumu ir patikimumu naudojant turimas priemones. kontrolė.

Pagrindiniai bandymo reakcijų matavimo procedūrų reikalavimai, kai vandens tiekimo sistemose kontroliuojami vandens kokybės tikrinimo metodai, yra gebėjimas kuo greičiau pasiekti norimą „reakciją“ į pavojingų toksiškų medžiagų atsiradimą vandenyje. Tam, kaip taisyklė, reikia naudoti specialius valdymo įtaisus su automatikos elementais, kurie užtikrina užfiksuotų bandymo reakcijų pavertimą normalizuotomis vandens toksiškumo charakteristikų vertėmis.

Biotestų metodai, kuriuose bandymo reakcijų matavimo procedūros yra suprojektuotos ilgą stebėjimo laikotarpį, gali būti ribotai naudojamos tiriant ir parenkant vandens tiekimo šaltinį, skirtą gerti ir gerti, arba stebint vandens tiekimo šaltinius, kurių vandens kokybė akivaizdžiai stabili.

Įvertinimo standartai, kai naudojami biotestų metodai, turėtų leisti remiantis gautais matavimo rezultatais padaryti išvadą apie vandens pavojingumo laipsnį ir apie būtinų priemonių prevenciją, kad būtų išvengta galimos grėsmės gyventojų, kurie geria vandenį iš šios vandens tiekimo sistemos, sveikatai, viršydami leistinus vandens pavojingumo (toksiškumo) standartus.

Šiuo metu galiojančiuose norminiuose dokumentuose nėra patvirtintų standartinių didžiausio leidžiamo komplekso toksinio poveikio, išmatuoto naudojant biologinio tyrimo metodus, verčių.

Atsižvelgiant į tai, kiekvienam konkrečiam biotestų metodui, atlikus specialius tyrimus, nustatomos koreliacijos tarp fiksuotų bandymo reakcijų verčių su galimu toksišku poveikiu šiltakraujams gyvūnams arba su konkrečių toksiškų medžiagų koncentracijomis, ir tuo remiantis nustatomos tam tikros įvertintos kontroliuojamo vandens toksiškumo (pavojingumo) vertės. iš užfiksuotų matavimų rezultatų atliekant biotestus.

Reikėtų nepamiršti, kad šie įverčiai nėra vandens pavojaus ar saugos kriterijai, jei asmuo ilgą laiką jį geria; jie gali nurodyti tik pavojingų toksinių teršalų koncentracijos vandenyje buvimo ar nebuvimo tikimybę, kurią turėtų patvirtinti tinkamos cheminės kontrolės rezultatai, kuriais remiantis, atsižvelgiant į dabartinius MPK, daroma išvada apie geriamojo vandens atitiktį nustatytiems reikalavimams ir jo tinkamumą žmonėms naudoti.

Tuo pat metu lyginamojoje plane, vertinant, pavyzdžiui, įvairias vandens valymo technologijas, užtikrinančias jo atitikimą norminiams reikalavimams tam tikrų rūšių toksikams, pirmenybė turėtų būti teikiama tiems metodams, kurie užtikrina aukštesnį saugos lygį, nustatytą biologinio tyrimo metodais.

1 lentelėje pateiktos pagrindinės biologinio tyrimo metodų, rekomenduojamų naudoti vandens kokybei geriamojo vandens tiekimo sistemose, charakteristikos. Metodai aprašyti referencinėse programose, kurių numeracija atitinka 1 lentelėje nurodytų bandymo objektų skaičių.

1 lentelė

Bandomasis objektas	Testo reakcija	Bandomosios reakcijos matavimo metodas	Standartinis (toksiškumo indeksas)
1. Ląstelių tyrimo objektas (granuliuotas   bulių spermos vonia)	Tiriamojo objekto mobilumo pokytis	Išsklaidytos radiacijos intensyvumo svyravimų, kuriuos sukelia bandomasis objektas praleidžiamas per optinį zondą, skaičiavimas, naudojant automatinę valdymo sistemą	Leistinos toksiškumo indekso vertės (nustatytų verčių, apibūdinančių tiriamojo objekto judumą eksperimentiniame ir kontroliniame tirpaluose, santykis):%
2. Paramecio kalijos	Chemotaksinės reakcija - žiedo skaičius, judantis krypčiai   gyvena analizės srityje	Matavimas naudojant „Biotester“ serijos prietaisus (pvz., „Biotester-2“), užtikrinant bandymų reakcijų registravimą, pateikiant duomenis savavališkai toksiškumo vienetais.	Leistinos toksiškumo indekso vertės (leistinas taršos laipsnis):; didelis užterštumas:
3. Skliautiniai tetrachimenai-   periformis	Išgyvenimo ir reprodukcijos lygio pokyčiai	Vizualinis bandymų objektų skaičiaus tam tikrais intervalais (15 minučių, 1 valanda, 6 valandos, 24 valandos, 48 \u200b\u200bvalandos) mikroskopu vertinimas (skaičiavimas).	Ūmus toksiškas poveikis - 100% žiuželių mirtis įvyksta per 6 valandas. Lėtinis toksiškas poveikis su toksiškumo koeficientu (tiriamųjų objektų skaičiaus sumažėjimas, palyginti su kontrole per 48 valandas.) Ir
4. Bakterijų padermė E-collie	Mikroorganizmų dehidrogenazės aktyvumo lygio pokyčiai (aktyvaus fermento slopinimas)	Metileno mėlynojo balinimo laiko, kaip netiesioginio dehidrogenazės fermento aktyvumo rodiklio, nustatymas.	Toksiškumo nebuvimo požymis yra tai, kad balinimo laikas nuo kontrolinio mėginio nukrypsta mažiau kaip 15%.
5. Vėžiagyvis   ny (daphnia, ceyodaphnia)	Išgyvenamumo ir vaisingumo lygio pokyčiai	Vizualinis bandymų objektų skaičiaus įvertinimas (apskaičiavimas) tam tikrais intervalais, palyginti su kontroliniais mėginiais.	Ūmus toksiškas poveikis - daugiau kaip 50% vėžiagyvių miršta per 96 valandas. Lėtinis toksinis poveikis - reikšmingas sumažėjimas, palyginti su tiriamųjų objektų kontrole per 20 dienų.
6. Dumbliai (scenesdesmus, chlorella)	Sumažinti dauginimosi intensyvumą (dumblių ląstelių augimas)	Ląstelių skaičiaus padidėjimo vizualinis įvertinimas (apskaičiavimas), palyginti su kontroliniu eksperimentu.	Toksiško poveikio rodiklis yra reikšmingas ląstelių augimo greičio sumažėjimas, palyginti su kontrole, po 96 valandų (ūmus toksinis poveikis) ir po 14 dienų (lėtinis toksinis poveikis)
7.Žuvys (gupijos, zebrafish)	Sumažėjęs išgyvenimas	Vizualinis vidutinis bandomųjų objektų, išlikusių bandomajame vandenyje, skaičius (skaičiavimas), palyginti su kontroliniu eksperimentu	Ūmus toksiškas poveikis - 50 ir daugiau žuvų mirtis įvyksta per 96 valandas. Lėtinis toksinis poveikis - reikšmingas žuvų išgyvenamumo sumažėjimas per 30 dienų, palyginti su kontroliniu eksperimentu

Kartu su išvardytomis 1 lentelėje, geriamojo vandens tiekimo sistemose vandens kokybei įvertinti naudojami specialūs metodai, visų pirma, norint nustatyti bendrą mutageninį aktyvumą naudojant biologinių bandymų sistemas po tinkamo paruošimo. Analizuojant geriamąjį vandenį, toks paruošimas apima ekstrahavimo, koncentravimo ir sterilizavimo operacijas. Gautų ekstraktų mutageniniam potencialui įvertinti dažniausiai naudojamas Ameso testas (salmonelės / mikrosomos) ir citogenetinių sutrikimų (chromosomų aberacijos, mikrotranduoliai, seserų chromatidų mainai) indukcijos testai. Šių procedūrų aprašymas pateiktas „Oro ir vandens taršos bendro mutageninio aktyvumo eksperimentinio įvertinimo gairėse“ (SSRS sveikatos apsaugos ministerija, M., 1990). Šių metodų diegimo sudėtingumas leidžia juos naudoti specialiose tyrimų instituto laboratorijose su reikiama įranga ir kvalifikuotu personalu.

Visų pirma, šie tyrimai sistemingai atliekami A.N.Sysin RAMS vardu pavadintame Žmogaus ekologijos ir aplinkos sveikatos tyrimų institute.

BENDROSIOS BIOTESTAVIMO METODŲ, VYKDANČIŲ VANDENS KOKYBĖS STEBĖJIMUI, EKONOMINIO GĖRIMO VANDENS TIEKIMO SISTEMOMS, TAIKYMO SĄLYGOS

Vandens kokybės kontrolė centralizuotose geriamojo vandens tiekimo sistemose apima vandens mėginių atranką ir analizę pagal šiuos pagrindinius technologinės schemos elementus:

- vandens tiekimo šaltinyje priešais vandens įleidimo angą;

- tarpiniuose vandens valymo proceso etapuose (technologinė kontrolė);

- prieš tiekiant į vandens paskirstymo tinklą švaraus vandens rezervuare ir (arba) iš vamzdynų;

- vandentiekio sistemoje iš paskirstymo kolonų ar čiaupų

Be to, didelėse vandens tiekimo sistemose vandens tiekimo įmonė kontroliuoja paviršinius vandens tiekimo šaltinius imdama mėginius įvairiuose ruožuose, paprastai sanitarinės apsaugos zonoje.

Atsižvelgiant į biotestų metodų specifiškumą, susijusį su daugumos tiriamų objektų jautrumu vandens valymo procese naudojamoms dezinfekavimo priemonėms, taip pat į atskirų biotestų metodų ypatybes atsižvelgiant į rezultatų gavimo laiką (galimybę įgyvendinti greitąją kontrolę) ir universalumo laipsnį nustatant įvairių tipų toksines medžiagas lentelėje. 2 pateikiamos rekomendacijos, kaip geriau naudoti įvairius biologinius tyrimus vandens kokybei stebėti įvairiuose įrenginiuose ir įvairiuose kontrolės taškuose vandens tiekimo sistemos.


2 lentelė

Kontrolės objektas	Kontroliniai taškai
Vandens šaltinis	Kontrolės punktai sanitarinės apsaugos zonose
________________ * Šis dokumentas negalioja Rusijos Federacijos teritorijoje. „SanPiN 2.1.5.980-00“ galioja, toliau. - Duomenų bazės gamintojo pastaba.
		2. Nepertraukiamai veikiantis „Alyarmkontrol“, skirtas laiku nustatyti netikėtą pavojingų toksikūnų koncentracijų vandens tiekimo šaltinyje, kurio buvimas reikalauja specialių priemonių papildomai cheminei kontrolei, vandens valymui ir (ar) gyventojų prevencijai.
		3. Periodiškas stebėjimas siekiant nustatyti vandens pavojingumo laipsnį dėl bendro toksiškų medžiagų poveikio jame.
	vandens paėmimo zona	4. Nuolatinis automatinis „Signalizacijos valdymas“
		5. Periodiškas stebėjimas siekiant patikrinti, ar šaltinio vanduo atitinka bendruosius saugos reikalavimus
Geriamojo vandens	prieš įeinant į paskirstymo sistemą, išvalykite vandens rezervuarus ir valdymo taškus	6. Periodiškai stebint bendrą toksiškų medžiagų poveikį, kuris gali susidaryti valant ir dezinfekuojant vandenį (dezinfekavimo produktai - organohalogeniniai junginiai ir kt.)
	vandens ėmimo prietaisai vandens tiekimo tinkle	7. Periodiškas vandens mėginių monitoringas, siekiant patvirtinti, kad geriamojo vandens toksinis poveikis nepraėjo pro vandentiekio sistemos vamzdynus.
Įrangoje, gaminiuose ir procesuose naudojamos medžiagos		8. Patvirtinimas, kad dėl medžiagų sąveikos su vandeniu nėra toksinio poveikio, kad būtų išduoti leidimai naudoti medžiagas (medžiagas) geriamojo vandens tiekimo srityje

Be 2 lentelėje pateiktų rekomendacijų, reikėtų atsižvelgti ir į kai kuriuos toliau aprašytų biologinio tyrimo metodų bruožus, susijusius su jų jautrumu atskiroms toksiškų medžiagų grupėms ir galimybę palyginti užfiksuotus bandymo reakcijų rezultatus su duomenimis iš standartizuotų cheminės-analitinės kontrolės metodų.

Ląstelių tyrimo objektui (granuliuota jaučio sperma) eksperimentiškai buvo nustatyta išmatuotos bandomosios reakcijos priklausomybė nuo toksikometrinių parametrų lygio (- pusiau mirtina dozė žiurkėms) ir plataus spektro organinių toksiškų medžiagų (chlorintų angliavandenilių, fenolių, akrilamido, formaldehido ir kt.) Koncentracijos. kurie, patekę į polimerines medžiagas ir gaminius, gali patekti į vandenį. Nustatomos ribinės toksiškumo indekso vertės, kai laboratoriniai gyvūnai nereaguoja į daugelį vandenyje esančių toksiškų medžiagų tam tikromis koncentracijomis. Remiantis šiuo pagrindu, Rusijos sveikatos apsaugos ministerija patvirtina šį metodą medicininėje įrangoje naudojamų polimerinių medžiagų įvertinimui. Taip pat buvo nustatytas tiriamojo objekto jautrumas sunkiesiems metalams (gyvsidabriui, švinui, kadmiui).

Buvo gauti duomenys apie biotestavimo metodus, kuriuose naudojami silikatai, apibūdinantys vandens kiekį ir daugelio organinių ir neorganinių komponentų koncentraciją vandenyje, kuriuose užfiksuota bandymo reakcija, atspindinti ūmų šių komponentų toksinį poveikį. Tuo remiantis, šį metodą galima rekomenduoti visų pirma stebėti vandens kokybę vandens telkiniuose (vandens šaltiniuose), kuriuose gali būti toksiškų metalų junginių (gyvsidabrio, chromo, kadmio, nikelio, vario, cinko) ir organinių junginių (chloroformas). , benzenas, akrilamidas, vinilo acetatas, metilmetakrilatas ir kt.).

Kai fermentų sistemos buvo naudojamos kaip tiriamasis objektas (dehidrogenazės slopinimo įvertinimas), gana didelis bandymo reakcijų jautrumas padidėjusių sunkiųjų metalų jonų (gyvsidabrio, švino, vario, kadmio), taip pat daugelio organinių junginių (fenolių, rezorcinolio, hidrochinonas ir kt.). Ypatinga savybė, kai vietoje gyvų organizmų naudojamos fermentų tyrimo sistemos, yra nepakankamas jautrumas kvėpavimo takų nuodams (cianidams), kancerogenams, tokiems kaip benzapirenas, taip pat kai kuriems anijonams (nitritams, nitratams).

Vėžiagyvių, dumblių ir žuvų naudojimas biotestų sistemose, siekiant nustatyti ūminį ir lėtinį toksišką kontroliuojamo vandens poveikį tinkamos trukmės eksperimentais apibūdina bendrą vandens užteršimo toksiniais komponentais lygį ir neigiamų veiksnių, turinčių įtakos organizmų gyvybinėms funkcijoms, buvimą. Kalbant apie jautrumą atskiroms toksiškoms medžiagoms, šie metodai yra santykinai mažiau specifiški, palyginti su, pavyzdžiui, žieveliais, tačiau fiksuotos bandymo reakcijos gali vykti esant pavojingų sunkiųjų metalų (gyvsidabrio, chromo ir kt.), Fenolių ir jų darinių, kai kurių labai toksiškų, vandenyje koncentracijai. pesticidai ir panašiai

Palyginus biotestų metodų jautrumą su atskirų cheminių medžiagų analitinio cheminio nustatymo metodais kontroliuojamo vandens mėginiuose, paprastai pažymima, kad neįmanoma nustatyti bandymų reakcijų esant žemai MPC lygio vandens taršos koncentracijai, kuri yra įvertinta cheminiais metodais.

Tikrai užfiksuota esant būtinam bandymo reakcijos patikimumui, kai vandenyje yra atskirų toksiškų medžiagų, esant tipiniams biotestų metodams ekspresijos kontrolės režimais, esant žymiai aukštesnei nei MPC koncentracijai.

Taigi, naudojant biotestą su infuzorija, ūmus toksinis poveikis pasireiškia nikelio - 5 MPC, chromo ir kadmio - 10-20 MPC, chloroformo - 50 MPC, benzeno - 100 MPC, fenolio - 500 MPC koncentracijomis. Išimtis yra gyvsidabris, kurio ūmus toksiškas poveikis užregistruojamas, kai jo kiekis yra 1–2 MPC.

Tačiau visa tai taikoma tik vandens užteršimo atskirais toksiškomis medžiagomis atvejais, o pagrindinis biotestų metodų pranašumas pasireiškia fiksuojant bendrą vandenyje esančių toksinių medžiagų poveikį, kai gali būti sumuojami veiksniai, žymiai sumažinantys atskirų toksiškų medžiagų aptikimo lygį. Tuo pat metu galimybė atlikti tiesioginę kontrolę, naudojant biotestų metodus su atitinkamais prietaisais, leidžia laiku nustatyti avarijas, kai staiga atsirandantis didelis vandens užterštumas pavojingais toksiškomis medžiagomis per trumpą laiką gali pakenkti visuomenės sveikatai, kai sunaudojama nedidelis kiekis vandens.

Suvestiniai duomenys apie organizmus, kuriančius biologinio tyrimo metodus, nurodytus 1 ir 2 lentelėse, ir pagrindiniai leidiniai šiais klausimais pateikiami 3 lentelėje.


3 lentelė

NN metodai pagal 1 lentelę ir bandymo objektai	Besivystančios organizacijos ir konsultantai	Literatūriniai šaltiniai
1 ląstelių tyrimo objektas (granuliuotas bulių spermatozoidas)	Visos Rusijos medicinos technologijos mokslinių tyrimų ir bandymų institutas (VNIIIMT), Maskva; UAB „BMK-INVEST“, Maskva	Kiekybinis išreikštas metodas geriamojo vandens, natūralių vandenų ir pramoninių nuotekų toksiškumui įvertinti naudojant korinį bandymo objektą. A. P. Eskovas, R. I. Kayumovas, J. Rotenbergas. Biotestai su spermos suspensija „Profesinė sveikata ir profesinės ligos“, N 8, 1989 m.
2 Paramecio filialai	UAB „Quantum“ Sankt Peterburge	Vandens mėginių toksiškumo nustatymo ekspresijos metodu, naudojant higienos mokslinio tyrimo instituto ir SSRS sveikatos apsaugos ministerijos profesinio katalogo „Biotester“ instrumentą, Ld 1991 m. A. V. Pozharovas, J. Rakhmaninas, S. A. Šelemotovas. Taikomi instrumentinio vandens biologinio testavimo aspektai. Higiena ir sanitarija 1994 m
3 Infusoria tetrachymen periformis	Žmogaus ekologijos ir aplinkos sveikatos mokslinis tyrimų institutas, pavadintas A.N.Sysin (NIIEChiGOS), Maskva	Vandens biologinio bandymo metodai, Chernogolovka, 1988 m
4 Padermės bakterijos E-collie (fermento dehidrogenazė)	Maskvos Higienos tyrimų institutas, pavadintas F.F.Erismano (MNIIG) vardu, Maskva	Didžiausia leistina kenksmingų medžiagų koncentracija ore ir vandenyje. Informacinis vadovas, GIPH, L-d, 1972 m
5 vėžiagyviai (dafnijos, ceriodafnijos)	VNIIVODGEO, Maskva; Hidrocheminis institutas, Rostovas; RAS (IBVV) vidaus vandenų biologijos institutas, Dubna; GUAC, Rusijos gamtos išteklių ministerija, Maskva	Vandens biotestavimo gairės RD 118-02-09 * Goskomprirody SSRS, M., 1991 MS ISO 6341: 1989 "Vandens kokybė. Dafnijų judėjimo slopinimo nustatymas"
6 dumbliai (scendesmus, chlorella)	Maskvos valstybinis universitetas, Maskva	Vandens biotestavimo gairės RD 118-02-90 Goskomprirody SSRS, M., 1991 MS ISO 6341: 1989 "Vandens kokybė. Gėlavandenių dumblių augimo slopinimo bandymai"
7 Žuvys (guppies, zebrafish)	Jūrų žuvininkystės tyrimų institutas (VNIRO), Rostovas; Maskvos valstybinis universitetas, Maskva	Vandens biologinio tyrimo gairės RD 118-02-09 Goskomprirody SSRS, M., 1991 M. N. Ilyinas. Akvariumo žuvų auginimas, M., ed. MSU, 1997 m
8 Salmonella (biologinių tyrimų sistemos mutageniniam aktyvumui nustatyti)	„NIIEChIGOS“ pavadintas A.N.Sysino vardu, Maskva	V. V.Sokolovskis, V. S. Žukovas, J. Rakhmaninas, I. N. Ryžova. Oro ir vandens taršos bendro mutageninio aktyvumo eksperimentinio įvertinimo gairės, SSRS sveikatos ministerija, M., 1990; Aplinkos teršalų genetinio aktyvumo pirminio nustatymo metodai, naudojant bakterijų tyrimo sistemas, A. M. Fonshteinas, S. K. Abilevas ir kiti; Metodinės instrukcijos, M., 1985

1 PRIEDĖLIS: BIOTESTAVIMAS NAUDOJANT LĄSTELIŲ TYRIMO OBJEKTĄ (granuliuoto buliaus sperma)

1. Metodo principas

Metodo principas grindžiamas spermos suspensijos judrumo indekso priklausomybės nuo laiko analize ir jų judrumo slopinimo (vidutinio judrumo laiko sutrumpinimo) nustatymu kontroliuojamo vandens sudėtyje esančių toksinių medžiagų dėka.

Sperma gali egzistuoti už kūno ribų paprastos sudėties aplinkoje iki kelių valandų, nekeičiant jų funkcinių savybių.

Pagrindinis lytinių ląstelių, kaip paveldimos informacijos nešėjų, tikslas yra kiaušinio apvaisinimas. Šios funkcijos įvykdymą lemia jų sugebėjimas persikelti į apvaisinimo vietą, todėl mobilumas yra pagrindinis spermatozoidų fiziologinės, biocheminės ir morfologinės būklės rodiklis, kuris yra labai jautrus įvairiausių toksinių medžiagų poveikiui.

Metodas įgyvendinamas naudojant automatinę analizės sistemą (instrumentų rinkinį), kuris suteikia palyginamąjį spermatozoidų suspensijos judesio indekso vertinimą eksperimentiniame (bandomajame) vandens mėginyje ir kontrolinėje terpėje, skaičiavimo procedūrų nustatymą ir rezultatų išdavimą įvertintų vandens mėginių atitinkamų toksiškumo rodiklių pavidalu.

Sistemos įvertintas mobilumo indeksas () nustatomas kaip mobiliųjų elementų koncentracijos ir vidutinio jų greičio modulio funkcija

Kur yra su matavimo sistemos dizainu susijęs koeficientas.

Judrumo indeksas apskaičiuojamas automatiškai apskaičiuojant išsklaidytos radiacijos intensyvumo svyravimų skaičių, kurį sukelia ląstelės praeinant pro optinį zondą.

2. Bandomasis objektas

Jaučio sperma naudojama kaip tiriamasis objektas. Sperma gaunama dirbtinio apvaisinimo vietose granulėmis, užšaldytais skystame azote. Sušaldytą spermą galima neribotą laiką laikyti Dewar indu, kuriame yra skysto azoto.

Azoto papildymas (4-5 litrai) atliekamas kas 4-5 dienas.

Spermos koncentracijos kitimo koeficientas spermos granulėse neviršija 10%, o tai suteikia pakankamą stabilumą ir atkuriamumą eksperimentuose, siekiant įvertinti jų judrumą kontroliuojamose vandeninėse terpėse.

3. Analitinė sistema

Analitinę sistemą sudaro prietaisų rinkinys, į kurį įeina toksiškumo analizatorius, mėginių paruošimo blokas ir kompiuteris su spausdintuvu, kurie automatiškai įvertina kontroliuojamos bandymo reakciją, apdoroja palyginamojo mobilumo įvertinimo rezultatus ir pateikia galutinius duomenis atitinkamų spaudinių forma.

Sistemos specifikacijos:

- lazerio spinduliuotės bangos ilgis yra 0,63 mikrono;

- lazerio spinduliuotės galia - ne mažesnė kaip 1 mW,

- vienos analizės laikas - nuo 10 iki 300 s, kas 10 s;

- ląstelės (kapiliarų) kelionės su mėginiu trukmė - ne daugiau kaip 2 s;

- vežimo grąžinimo laikas - ne daugiau kaip 15 s;

- mėginių ir darbinių mėginių temperatūra - 35–45 ° С;

- leistini nukrypimai nuo nustatytos temperatūros - ± 1,5 ° C;

- ląstelės (kapiliarų) su kontroliuojamu pavyzdžiu tūris yra 25 μl;

- Kompiuterio tipas „IBM PC AT“ (ir vėlesni modeliai).

Sistemos blokinė schema parodyta 1 pav

Sudėtinė blokinė schema

1 pav. Sistemos blokinė schema

1 - kapiliarinis, 2 - vežimėlis, 3 - variklis, 4 - kapiliarų temperatūros reguliavimo įtaisas, 5 - lazeris, 6 - pluošto skirstytuvo plokštė, 7 - mikro objektyvas, 8 - pluošto skirstytuvas, 9 - ekranas, 10 - kaukė, 11 - fotodiodas, 12 - stiprintuvas, 13 - valdiklis, 14 - kompiuteris, 15 - spausdintuvas, 16 - mėginių paruošimo įrenginys ir darbiniai pavyzdžiai

Sistemos dizainas suteikia galimybę vizualiai stebėti suspensijos ląstelių tyrimo objektus.

4. Pagalbinė įranga, medžiagos, reagentai

Pagalbinė įranga, medžiagos ir reagentai apima:

- kiuvetių (kapiliarų) rinkinys, skirtas kontroliniams mėginiams dėti į analizės sistemą;

- vamzdžiai su žemės kamščiais pagal GOST 1770-74, kurių tūris yra 3–5 ml - 40 vnt .;

- pipečių dozatorius, kurių tūris yra 0,2 ml ir 0,5 ml;

- matavimo kolbos su šlifuotais kamščiais, kurių tūris yra 1000 ml - 2 vnt .;

- kūginės kolbos su maltais kamščiais, kurių tūris yra 50 ml ir 100 ml - 10 vnt., kiekviena po 500 ml ir 1000 ml - 2 vnt .;

- VT-500 tipo sukimo svarstyklės;

- anatominiai pincetai;

- Dewarvo indas, kurio talpa 26,5 l markės SDP-25 - 2 vnt .;

- Dewarvo laivas, kurio talpa 5 l SDS-5 markės - 1 vnt .;

- džiovinimo spintelė;

- buitinis šaldytuvas;

- jaučio sperma granulėse, užšaldytuose skysto azoto temperatūroje;

- skystas azotas;

- kristalinis natrio citratas, chemiškai grynas;

- kristalinė gliukozė;

- etilo alkoholis;

- distiliuotas vanduo;

- bidistillatai.

5. Sąlygos ir biologinio tyrimo procedūra

5.1. Biotestų metu darbinės terpės temperatūra turėtų būti 40 ± 1,5 ° C. Tai pasiekiama naudojant automatinį termostatinį prietaisą.

5.2. Testavimas

5.2.1. Įjunkite analizinę sistemą 30 minučių prieš bandymą paspausdami jungiklį „Tinklas“. Naudojant kompiuterį, nustatomos bandymo sąlygos: temperatūra, vienos analizės laikas, kiuvetių (kapiliarų) su mėginiais skaičius. Rodoma informacija apie reikalingos temperatūros pasiekimą ir sistemos parengtį darbui.

5.2.2. Paruoškite eksperimentinius ir kontrolinius sprendimus. Kaip kontrolinis tirpalas naudojamas kompozicijos gliukozės citrato terpė: gliukozė - 4 g, natrio citratas - 1 g, distiliuotas vanduo - 100 ml. Kontrolinė terpė taip pat yra skiediklis užšaldytos spermos atšildymui. Eksperimento (tiriamojo) tirpalo (vandens pavyzdžių) izotonija pasiekiama pridedant sausų reagentų: 4 g gliukozės ir 1 g natrio citrato 100 ml vandens. Vietoj distiliuoto vandens gali būti naudojamas „fono“ vandens mėginys iš šaltinio, turintis žinomus cheminės sudėties rodiklius, kurie atitinka saugos reikalavimus.

5.2.3. Dozuokite 1 ml kontrolinio ir tiriamojo tirpalo į mėgintuvėlius ir įpilkite į vandens termostatą, kad būtų galima kontroliuoti 40 ± 1,5 ° C temperatūrą.

5.2.4. Norėdami atšildyti sušalusią spermą, į mėgintuvėlius išmatuojama 0,5 ml skiediklio (pagal 5.2.2 punktą) ir termostuojama 40 ± 1,5 ° С temperatūroje. Atvėsinti anatominiai žnyplės pašalina spermos granules iš Dewar indo ir greitai nuleidžia į įkaitintą tirpalą. Kiekviena granulė atšildoma atskirame mėgintuvėlyje. Iškart po spermos atitirpinimo mėgintuvėlių turinys supilamas į vieną mėgintuvėlį ir kruopščiai sumaišomas. Mišinys termostuojamas 40 ± 1,5 ° C temperatūroje.

5.2.5. Darbiniai mėginiai, skirti biologiniam tyrimui analitinėje sistemoje, paruošiami įpilant į kiekvieną mėgintuvėlį su kontroliniais ir tiriamaisiais tirpalais 0,2 ml spermos suspensijos (pagal 5.2.4 punktą).

5.2.6. Atliekant analizę, mėgintuvėlių darbiniai mėginiai su kontroliniais ir tiriamaisiais tirpalais (pagal 5.2.5 punktą) perkeliami į kapiliarus, kurie atlieka kiuvetių funkcijas, ir uždaromi pakaitomis panardinant kapiliarų galus į parafino vonią.

Kapiliarai su darbiniais mėginiais dedami ant vežimėlio ir įmontuojami į analizinės sistemos pavarą.

Naudojant kompiuterį, nustatomi kapiliarai ir pradedamas eksperimentinių duomenų kaupimo procesas. Procesas tęsiamas tol, kol judrumo indeksas visuose kapiliaruose yra lygus nuliui, o po to rezultatai yra matematiškai apdorojami pagal kompiuterio programos įdiegtus algoritmus pagal toliau išdėstytas metodines nuostatas.

6. Rezultatų apdorojimas ir vertinimas

6.1. Atlikus eksperimentą, kiekvieno biotestabilių tirpalų mėginių (ištirtų ir kontrolinių vandens mėginių) sistemoje užregistruojama priklausomybė:

  kur yra mobilumo rodiklis (pagal 1 punktą),

  - laikas

7.6.2. Kiekvienai iš šių priklausomybių apskaičiuojama vidutinė svertinė judėjimo laiko vertė,

Kur yra - mobilumo indekso vertė,

  - dabartinis mobilumo indekso įvertinimo numeris.

6.3. Kontrolinių ir eksperimentinių mėginių ėminiams apskaičiuokite aritmetinį vidurkį ir standartinį nuokrypį, pagal kuriuos, savo ruožtu, kiekvieno mėginio variacijos koeficientas apskaičiuojamas pagal formulę:

Kur yra standartinis nuokrypis

  - vidutinė aritmetinė vertė

Jei bent vieno mėginio variacijos koeficientas yra didesnis kaip 15%, pakartokite eksperimentą. Jei kiekvieno pavyzdžio variacijos koeficiento vertė yra mažesnė arba lygi 15%, tada kontrolės rezultatai laikomi patikimais.

6.4. Toksiškumo indeksas apskaičiuojamas pagal formulę:

Kur ir yra atitinkamai eksperimentinių ir kontrolinių mėginių vidutinio judėjimo laiko aritmetinės vidutinės vertės.

6.5. Toksiško poveikio nebuvimo kriterijus yra 70–130% verčių radimas.

2 PRIEDAS: BIOTESTAVIMAS NAUDOJANT PARAMEKIJOS INFuzorius

1. Metodo principas

Vandens mėginių biotestinės analizės metodas grindžiamas „Paramecium caudatum“ - batų žiedelių (toliau - žiedeliai) gebėjimu išvengti nepalankių ir gyvybei pavojingų zonų bei aktyviai judėti palei chemikalų koncentracijos gradientus palankiose zonose (chemotaksinės reakcija). Šis metodas leidžia greitai nustatyti ūminį vandeninių mėginių toksiškumą.

2. Tiriamojo objekto apibūdinimas, kultūros auginimas ir paruošimas analizei

2.1. Kaip bandomasis objektas naudojamas „Paramecium caudatum“ - ciulpinis batas. Tai priklauso pirmuonių (vienaląsčių gyvūnų) karalystei - pirmuonims, tipas - Ciliophora. Infuzorija yra plačiai paplitusi gėlame vandenyje. Ląstelės forma yra elipsoidinė, matmenys - 200x40 mikronų. Pagrindinis ciliatų maistas yra bakterijos, mielės ir kt. Ciliatų dauginimasis vyksta skersiniu ląstelių dalijimu. Priklausomai nuo auginimo sąlygų, generavimo laikas gali būti nuo kelių valandų iki kelių dienų.

Palyginti su kitomis pirmuonių grupėmis, žieveliai turi sudėtingiausią struktūrą ir išsiskiria daugybe funkcijų. Varpos nuolat juda. Jo greitis kambario temperatūroje yra 2,0–2,5 mm / s. Judesio kelias yra sudėtingas: jis juda į priekį, besisukdamas išilgai kūno ašies, naudodamas blakstienas, kurių skaičius siekia 10–15 tūkst. Išorinių sąlygų pokyčius (temperatūrą, terpės cheminę sudėtį, elektromagnetinius virpesius ir kitus veiksnius) suvokia ląstelė, o pirmasis atsakas yra judesio pobūdžio pasikeitimas: greičio sumažėjimas ar padidėjimas, sustojimų ir posūkių dažnis, įvairūs taksi, pavyzdžiui, geo, magnetas, aero -, chemotaksis.

2.2. Kiliminių kultūrų auginimo pradinė medžiaga perduodama pristačius prietaisą BIOTESTER-2. Kultūrą taip pat galima gauti iš pirmuonių kultūros kolekcijų, prieinamų įvairiose mokslo organizacijose (pavyzdžiui, „BiNII SPb GU“: 198904; Old Peterhof, Oranienbaumskoye Shosse, 2). Galite atskirti savo kultūrą nuo vietinių rezervuarų ar įsigyti iš akvariumininkų, tačiau reikia turėti omenyje, kad rūšis gali nustatyti specialistas protozoologas, nes yra ir kitų Paramecium caudatum genties atstovų.

2.3. Kultūra

2.3.1. Taikant šį metodą, galima naudoti infuzorijos kultūrą, auginamą įvairiais būdais, užtikrinančiais tiriamąjį objektą, pirma, tokiam kiekiui, kurio pakanka analizei, ir, antra, jautrus modelio toksiškumui, esant 2.3 punkte nurodytoms koncentracijoms.

Auginimas atliekamas bet kokiuose patogiuose induose, pavyzdžiui, stiklinėse kolbose, taurėse, Petri induose ir kt. Kietos terpės sterilios bakterijos, mielės ir jų mišiniai naudojami kaip pašarai. Nesant sąlygų auginti sterilius pašarus, galite naudoti ore džiovintas kepimo mieles.

Į bendrąsias augalų auginimo nuostatas įtraukiamas privalomas reikalavimas nustatyti auginimo terpę ir terpę, kuri bus naudojama kultūrai plauti nuo medžiagų apykaitos produktų, gauti darbinę suspensiją, skiesti vandens mėginius ir atlikti kitas su kultūra susijusias procedūras.

Kaip pavyzdys pateiktas infuzorijos auginimo metodas.

2.3.2. Sėklinių augalų auginimo būdas

Į 200 ml plačiakaklę kūginę kolbą įpilama 100 ml žievės suspensija Lozin-Lozinsky terpėje, kurios tankis yra 1000 ± 200 ląstelių / ml. Į pašarą pridedama oro džiovintų mielių, kurių norma yra 1 mg 1 ml terpės. Auginimas atliekamas 18–26 ° C temperatūroje.

Biotestų analizei nejudančio augimo fazės pradžioje naudojama kultūra. Populiacijos raidai kontroliuoti kasdien imamas mėginys, kuriame ląstelių skaičius nustatomas pagal 2.3.4.1 punktą. Ląstelių augimo nebuvimas rodo nejudančio augimo fazės pradžią, kasdienis stebėjimas leidžia nustatyti jo pradžią. Paprastai šio skyriaus pradžioje nurodytomis sąlygomis nejudama augimo fazė prasideda 2–3 dienas, tuo tarpu kultūros tankis bus 4000 ± 1000 ląstelių / ml.

2.3.3. Kultūros priežiūra ir saugojimas

Biotestų analizės pertraukų metu pakanka išlaikyti kultūrą tik kaip sėklą. Vienas iš būdų jį išlaikyti yra ryžių grūdai. Į „Petri“ indą dedama 2–3 neapdorotų ryžių grūdai, įpilama apie 30–40 ml terpės ir dedama 50–100 ląstelių / ml batų žiedelių. Kartą per 2 savaites keičiama aplinka ir ryžių grūdai.

Patogu atsarginę kultūrą laikyti mėgintuvėliuose. Kartą per 7–10 dienų ląstelių koncentratas iš mėgintuvėlio viršaus (ne maišant) supilamas į kitą mėgintuvėlį, į ankstesnį tūrį įpilama L-L terpės ir 0,5 ml mielių 1 ml skysčio.

Kitas kultūros išsaugojimo būdas yra laikyti šaldytuve žemoje teigiamoje temperatūroje. Padalijimo greitis gali būti vienas padalijimas per 10-20 dienų. Kultūra plaunama iš medžiagų apykaitos produktų ir senų pašarų, suspensijos koncentracija sureguliuojama iki 200 ± 100 ląstelių / ml, pridedama 0,2 mg / ml sausų mielių ir dedama į šaldytuvą. Taigi kultūra trunka iki mėnesio. Naudojant šaldytuve laikomą kultūrą, reikia palaukti, kol jos temperatūra prilygs kitų tirpalų temperatūrai, ir tik tada atlikti būtinas procedūras.

Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas tam, kad ciliatorius neatlaikytų staigių temperatūros pokyčių (!).

2.3.4. Ciliatų suspensijos koncentracijos nustatymas

Ląstelių koncentracija turi būti nustatyta auginant kultūrą, ruošiant darbinę ląstelių suspensiją ir nustatant bandomosios reakcijos dydį. Liaukių koncentracija be sunkumų nustatoma naudojant Biotesterio serijos graduotą instrumentą.

2.3.4.1. Įprastu atveju infuzorinių ląstelių koncentracija nustatoma skaičiuojant ląsteles mikroskopu pagal metodus, visuotinai priimtus mikrobiologinėje praktikoje: naudojant matavimo tinklelius, skaičiavimo kameras ir kt. Apskaičiuotas ląstelių skaičius yra skaičiuojamas pagal terpės tūrio vienetą ir išreiškiamas kaip koncentracija (ląstelės / ml). Toliau pateikiamas blakstienų skaičiavimo metodo pavyzdys. Suplakite pradinę silikatų suspensiją, pipete išimkite 0,5 ml suspensijos. Į šį tūrį įpilama 9,5 ml 1% NaCI tirpalo. Tokiu būdu pasiekiama silikatų imobilizacija. Nelaukiant, kol žievės bus visiškai imobilizuotos (maždaug po 2–5 minučių), iš praskiestos suspensijos imama 0,5 ml ir šis tūris paskirstomas 6–10 didelių lašų pavidalu ant sauso stiklo (pavyzdžiui, „Petri“ lėkštelėje). Naudojant mikroskopą (didintuvą), žiedeliai suskaičiuojami į visus lašus. Rezultatas paverčiamas 1 ml originalios suspensijos.

Pvz .: 0,5 ml imobilizuotų žiedelių suspensijos pasiskirsto 6 lašai, kuriuose buvo suskaičiuotos 29, 38, 32, 31, 28, 35 ląstelės - iš viso 193. 38 ml ląstelių yra 1 ml praskiestos suspensijos ir 1 ml pradinės suspensijos. todėl bus 3860 ciliatų.

2.3.4.2. Specializuotas judriųjų ląstelių infuzorijų skaičiaus nustatymo įrankis yra „Biotester“ serijos instrumentas. Judriųjų ląstelių koncentracijos nustatymas atliekamas pagal anksčiau sudarytą klasifikavimo kreivę.

Norint sudaryti klasifikavimo kreivę, paimamos žiedinių žiedų suspensijos terpėje L-L pagal 2.3.2 punktą. Iš suspensijos paruošiama daugybė skiedimų, kurių kiekvienas yra du kartus mažesnis už ankstesnę koncentraciją, kiekvieno skiedinio suspensijos tūris yra mažiausiai 5 ml. Paskutiniame skiedinyje gali būti 5–10 kpetok / ml. Pradinė ląstelių koncentracija nustatoma suskaičiavus ląstelių skaičių mikroskopu (žr. 2.3.4.1 punktą). Ląstelių koncentracijos skiedinių serijose nustatomos tinkamai apskaičiuojant. Tokiu atveju, atsižvelgiant į prietaiso rodmenis, iš eilės nustatoma kilpinių kilnojamųjų ląstelių koncentracija pradinėje darbinėje suspensijoje ir visuose praskiedimuose. Norėdami tai padaryti, užpildykite kiuvetę kontroliuojama ląstelių suspensija iki viršaus (neimobilizuokite žiedų!), Įdėkite ją į prietaiso kiuvetės modulį ir atlikite daugybę nurodymų.

Ląstelių skaičiavimo pradinėje suspensijoje, praskiedimų paruošimo, pradinės suspensijos ir matavimų priemonės matavimo procedūra pakartojama mažiausiai 3 kartus, o rezultatų vidurkis apskaičiuojamas. Remiantis gautais duomenimis, kalibravimo kreivė sudaroma kaip prietaiso rodmenų priklausomybė nuo ląstelės koncentracijos logaritmo. Nubraižytą kreivę ilgą laiką galima naudoti tuo pačiu matavimo prietaisu.

2.4. Kiliatų paruošimas analizei

2.4.1. Pagal 2.3 punktą užauginta skiautinių kultūra plaunama iš medžiagų apykaitos ir pašarinių produktų, padidėja koncentracija iki darbinės vertės, kultūros pasirengimas analizei tikrinamas atsižvelgiant į jos jautrumą toksiškam modeliui ir jo sugebėjimą patekti į švarų mėginį.

2.4.2. Kultūros plovimas

Skalbiant naudojama normali fiziologinė silikatų reakcija, kad surinkti viršutiniuose skysčio sluoksniuose. Kraujagyslių su siauru ilgu gerklu naudojimas leidžia sutelkti žnyples viršutinėje zonoje ir sulieti į kitą indą su minimaliu užterštos auginimo terpės kiekiu. Koncentratas praskiedžiamas gryna L-L terpe, ląstelės vėl surenkamos viršutinėje zonoje ir nusausinamos. Plaunant silikatus, kultūrinio skysčio praskiedimo laipsnis švaria terpe turėtų būti bent 1: 200.

Pavyzdys. Kultūra buvo auginama L-L terpėje. Skalbimo aplinka - L-L. Į 50 ml kultūros įpilkite 50 ml L-L terpės, atsargiai supilkite į 100 ml matavimo kolbą ir būtinai užpildykite kaklą. Po 5-15 minučių ciliatos surenkamos viršutinėje zonoje. Iš kolbos nusausinkite skysčio viršų. Gaunama ląstelių suspensija, praskiedus kultūros skystį per pusę ir, pavyzdžiui, 20 ml tūrio. Plovimo procedūra pakartojama dar 2 kartus, įpilant 80 ml L-L terpės į 20 ml suspensiją, ir gaunama, pavyzdžiui, ląstelių suspensija, kurios tūris yra 10 ml, praskiedžiant pradinę silikatų suspensiją 50 kartų. Gautas suspensijos tūris sureguliuojamas (10 ml) ir praskiedžiamas 250 kartų. Ląstelių koncentracija gautoje suspensijoje nustatoma pagal 2.3.4 punktą ir sureguliuojama iki vertės 1000 ± 200 ląstelių / ml. Po išankstinio patikrinimo gauta darbinė silikatų suspensija naudojama 1,5 valandos.

2.4.3. Patikrinkite silikatų suspensijos pasirengimą analizei

Patikrinimas atliekamas pagal du parametrus vienu metu:

- pagal kontrolinio mėginio silikatų išmetimo laipsnį;

- jautrumas modelio toksiškumui.

2.4.3.1. Norint patikrinti, ar kontroliniame mėginyje nėra silikatų, pagal 4.1 punktą trys ląstelės yra suspenduojamos su ląstelių suspensija, sluoksniuota L-L terpe arba akivaizdžiai netoksišku vandeniu (bet ne distiliuoto). Po 30 minučių išmatuokite ląstelių koncentraciją viršutinėse kiuvetės zonose pagal 4.2 punktą. Vidutinis rezultatas gaunamas per 3 kiuvetes ir nustatoma bandomosios kultūros parengtis biotestų analizei atsižvelgiant į sąlygą: išeiga turėtų būti ne mažesnė kaip 70% darbinės suspensijos koncentracijos.

2.4.3.2. Norint patikrinti jautrumą pavyzdiniam toksiškam produktui, vario sulfato tirpalas, kurio koncentracija yra 0,1 mg / L, paruoštas pagal 3.4 punktą, sluoksniuojamas trimis kiuvetėmis. Po 30 minučių išmatuokite koncentraciją viršutinėse kiuvetės zonose pagal 4.2 punktą ir apskaičiuokite toksiškumo indeksą vario sulfato tirpalui.

Kai kultūra naudojama biotestų analizei.

3. Matavimo prietaisai, pagalbiniai įtaisai, medžiagos, tirpalai.

3.1. Matavimo prietaisai:

- žiūrono mikroskopu, kurio padidėjimas yra 10–50;

- „BIOTESTER“ serijos prietaisas, pavyzdžiui, „BIOTESTER-2“ - specializuotas impulsinis fotometras pagal TU 401-51-005-91 * su fotometrinių kiuvetių rinkiniu;
________________
* Toliau paminėti TU nėra pateikiami. Norėdami gauti daugiau informacijos, spustelėkite čia. - Duomenų bazės gamintojo pastaba.

- bendrosios paskirties laboratorinės svarstyklės (GOST 8.520-84).

3.2. Pagalbiniai įtaisai:

- indai, skirti auginti iš chemiškai inertiškos medžiagos, pavyzdžiui, stiklinės, kūginės plačiakaklės kolbos, Petri lėkštelės (GOST 25336-82);

- pipetės, matavimo kolbos, mėgintuvėliai (GOST 20292-74, 1770-74).

3.3. Medžiagos:

- druskos prekės ženklas h.d. arba chemiškai grynas: natrio chloridas, kalio chloridas, kalcio chloridas, magnio sulfatas, natrio angliarūgštė, vario sulfato pentahidratas;

- PVA polivinilo alkoholis - 11/2 rūšies, priemoka (GOST 10779-78);

- Oro sausos kepimo mielės - naudojamos kaip pašarinis žievelis.

3.4. Sprendimai:

- žievės ląstelių suspensija, gauta auginant bandymo objektą tam tikromis sąlygomis (žr. 2.3 punktą), nuplaunama iš medžiagų apykaitos produktų ir pašaro (žr. 2.4 punktą) ir pasiekiama 1000 ± 200 ląstelių / ml darbinė koncentracija (tankis);

- auginimo ir skiedimo terpė: ji ruošiama ant distiliuoto vandens (Lozin-Lozinsky terpės, toliau L-L). Galima naudoti vandentiekio vandenį, kuris turėtų būti tinkamai išvalytas (atšaldytas ir nusistovėjęs 5-10 dienų).

Norint paruošti L-L terpės koncentratą 1 litre vandens, ištirpinamos šios druskos (analitinės arba grynos rūšies): NaCI - 1,0 g, KCI - 0,1 g, MgSO - 0,1 g, CaCIx2HO - 0,1 g, NaHCO - 0,2 g. Tokį tirpalą galima laikyti šaldytuve iki 7 dienų. Darbui naudojama L-L terpė, gaunama dešimtkart praskiedžiant pradinį koncentratą. Skiedimo terpė ir kultūrinė terpė turėtų būti tapačios ir užtikrinti, kad žievės išliks 5 dienas;

- pavyzdinis toksiškas vario sulfato pagrindas. Motininis vario sulfato (10 mg / l) tirpalas distiliuotame vandenyje laikomas ne ilgiau kaip savaitę. Prieš nustatymą paruošiamos darbinės vario sulfato koncentracijos. Druskos tirpalai, kurių koncentracija neviršija 1 mg / l, ruošiami distiliuotame vandenyje, o L-L terpėje - ne daugiau kaip 0,1 mg / l.

- PVA tirpalas L-L terpėje: 5% tirpalas naudojamas kaip neutralus tirštiklis. Norėdami paruošti PVA tirpalą, 0,5 g PVA miltelių sumaišoma su 9,5 ml L-L terpės. Mišinys kaitinamas vandens vonioje, kol milteliai ištirps. Naudokite tirpalą dienos metu.

4. Nustatymo metodas

4.1. Skystųjų terpių toksiškumo nustatymo metodas grindžiamas tiriamų objektų gebėjimu reaguoti į pavojingų jų gyvybei vandens aplinkoje medžiagų atsiradimą ir yra skirtas judėti išilgai šių medžiagų koncentracijos gradiento (chemotaktinė reakcija), išvengiant žalingo jų poveikio.

Chemotaktinė reakcija vykdoma, jei yra stabilus ir pakartojamas cheminių medžiagų koncentracijos gradientas. Panašus nuolydis sukuriamas sluoksniuojant vertikalioje kiuvetėje (mėgintuvėlyje) silikatų suspensiją tiriamojo vandens mėginio tirštiklyje. Tokiu atveju matavimo kameroje formuojama stabili riba, kuri palaikoma per visą biotestą. Ši sąsaja netrukdo laisvam žiedų judėjimui jų pasirinkta kryptimi, tuo pačiu užkertant kelią skysčių susimaišymui iš apatinės ir viršutinės zonų.

Sukūrę dvi zonas į kiuvetę per 30 minučių, žieveliai pasiskirsto į zonas. Svarbus ciliatų elgesio reakcijos bruožas yra masinis ląstelių judėjimas į viršutinius skysčio sluoksnius. Jei tiriamajame mėginyje nėra toksinių medžiagų, kiuvetėje bus nustatyta žievės koncentracija viršutinėje zonoje. Dėl toksiškų medžiagų, esančių tiriamajame pavyzdyje, skiriasi kileto žiedelių persiskirstymo pobūdis, būtent: kuo didesnis mėginio toksiškumas, tuo mažesnė žievės dalis juda į viršutinę zoną (tiriamąjį mėginį).

4.2. Toksiško veikimo kriterijus yra reikšmingas kiliato ląstelių skaičiaus skirtumas viršutinėje kiuvetės zonoje, esančioje mėginyje, kuriame nėra toksinių medžiagų (kontrolinis), skaičius, palyginti su šiuo rodikliu, stebėtu bandomajame bandinyje (eksperimentas).

4.3. Toksinį poveikį apibūdinantis bandomosios reakcijos parametro kiekybinis įvertinimas atliekamas apskaičiuojant kontroliniame ir tiriamajame ėminyje stebėtų žievės ląstelių skaičiaus santykį (pagal 8.1 punktą) ir išreiškiamas kaip be matmens kiekis - toksiškumo indeksas (T).

5. Apibrėžimo terminai

5.1. Toksiškumą šiuo metodu nustato operatorius, turintis laboratorijos padėjėjo kvalifikaciją.

5.2. Technikai galioja bendrosios saugos taisyklės dirbant su bendrosios paskirties chemikalais ir laboratorine įranga (nurodyta prietaiso pase).

5.3. Ciliastai veikia 10–30 ° C temperatūros intervale, laikydamiesi 2.3 punkto reikalavimų.

6. Pasirengimas nustatymui

6.1. Mėginių ėmimas ir laikymas

Bendros mėginių ėmimo procedūros yra apibrėžtos šiuose dokumentuose: ISO 5667/2. Vandens kokybė. Mėginių ėmimas. 2 dalis; GOST 24481-80. Geriamojo vandens. Mėginių ėmimas.

6.2. Biologiniai vandens mėginių tyrimai atliekami ne vėliau kaip per 6 valandas nuo jų atrankos. Jei nurodytu laiku neįmanoma atlikti analizės, vandens mėginiai atšaldomi (+4 ° C). Negalima mėginius saugoti naudojant cheminius konservantus.

6.3. Tyrimui reikalingas vandens mėginio tūris (trimis egzemplioriais) yra apie 10 ml. Vienam nustatymui pakanka 2 ml.

6.4. Biologinio testavimo metu mėginio temperatūra turėtų atitikti bandomo objekto suspensijos temperatūrą. Ciliates netoleruoja staigių temperatūros pokyčių (!).

6.5. Jei mėginyje yra šiurkščių intarpų, kurių dydis yra panašus į infuzorijos ląstelę arba didelis, mėginį reikia filtruoti.

7. Testavimas

7.1. Užpildymo griovys

Į kiuvetę įpilama 2,0 ml ciliatų suspensijos esant darbinei koncentracijai, anksčiau ištirtai pagal du parametrus: jautrumą modelio toksiškajai medžiagai (žr. 2.4.3.2 skirsnį) ir išleidimą į skiedimo terpę (žr. 2.4.3.1 skyrių). Į suspensiją įpilama 0,35 ml 5% PVA tirpalo, viskas kruopščiai sumaišoma, be jokių kliūčių sudrėkinti kiuvetės sienas, ir 1,8 ml analizuoto vandens mėginio yra sluoksniuojami (pavyzdžiui, su pipete), nesumaišant su apatiniu sluoksniu. Po 30 minučių (bandomosios reakcijos trukmė) kontroliniame () ir eksperimentiniame () mėginiuose paeiliui nustatoma žievės koncentracija viršutinėje kiuvetės zonoje. Kontroliniai ir eksperimentiniai mėginiai ruošiami vienu metu.

7.2. Ciliatų koncentracijos matavimas įrenginyje "BIOTESTER-2"

8. Kiuvetės, paruoštos pagal 7.1 punktą, iš eilės dedamos į kiuvetės modulį ir rodmenys imami. „BIOTESTER-2“ įrenginyje yra trys darbo režimai:

- rezultato matavimas ir rodymas kas 22 s;

- 5 mėginių (kas 110 s) rezultatų vidutinės vertės matavimas ir parodymas;

- 10 mėginių (kas 220 s) rezultatų vidutinės vertės matavimas ir parodymas.

Darbas su įrenginiu:

a) nustatykite vidurkinimo režimą „1“ (šviesos diodas virš mygtuko yra įjungtas, kaimyniniai šviesos diodai neveikia);

b) įkiškite kiuvetę į kiuvetės nišą, uždarykite dangtį, paspauskite mygtuką „PRADĖTI“;

c) ekranas užgęsta, 12 sekundžių (automatinio nustatymo laikas) užsidega šviesos diodas „COUNTING“, o po dar 22 sekundžių ekrano skydelyje pasirodo pirmoji savavališkų vienetų koncentracijos vertė. Atgalinę atskaitą lydi šviesos ir garso signalas, trunkantis 2 sekundes;

d) per 22 s išsaugoma ankstesnio skaičiavimo vertė, šio laiko užtenka rezultatui įrašyti.

Jei toksiškų medžiagų koncentracija yra tokia didelė, kad žievės praktiškai nepatenka į mėginį (įtaiso rodmenys savavališkai yra 000-008), tada mirksi „ALARM“ šviesos diodas. Tai reiškia, kad tiriamasis mėginys turi būti praskiedžiamas, kol bus gautos reikšmingos prietaiso vertės. (Nepamirškite pakoreguoti toksiškumo balo pagal pradinio mėginio praskiedimo laipsnį).

Operacijų seka, kai naudojami kiti matavimo režimai, yra tokia pati, kaip aukščiau aprašyta. Paprastai jie veikia vidutiniu režimu per 5 rodmenis. Kontroliniai ir bandiniai imami trimis egzemplioriais. Kartojimo vertės yra vidurkinamos ir toksiškumo indeksas apskaičiuojamas pagal 8.1 punktą.

8. Rezultatų apdorojimas ir pateikimas

8.1 Vandens mėginio toksiškumas vertinamas pagal santykinį ląstelių skaičiaus skirtumą viršutinėse kiuvetės zonose su kontroliniais ir ištirtais mėginiais.

Toksiškumo indeksas apibrėžiamas taip:

čia yra vidutiniai kontrolinio prietaiso ir analizuotų mėginių rodmenys.

Toksiškumo indeksas () yra be dydžio reikšmė ir gali būti nuo 0 iki 1, atsižvelgiant į analizuojamo mėginio toksiškumo laipsnį.

Pagal toksiškumo indekso vertę analizuojami vandens mėginiai klasifikuojami pagal jų užterštumo laipsnį į 4 grupes:

I. leistinas taršos laipsnis ();

II. Vidutinio sunkumo tarša ();

III. Aukštas užteršimo laipsnis (taip pat reikšmingos vertės, gautos tiriamąjį mėginį skiedžiant 2, 4, 6 kartus);

IV. Ypač aukštas užterštumo laipsnis (reikšmingos vertės gaunamos 8 kartus ar daugiau atskiedžiant analizuojamą mėginį).

8.2. Matavimo rezultatų registravimo pavyzdys

Imties numeris	Vėl   tor-   nosis   tee	Prietaiso indikacijos					Vid. 5 matavimai   renis, cu	Vid. 3 kartus   tornos   tam 4 sr.u.	Toksiškumo indeksas
Kontrolinė aplinka   L-l
1 pavyzdys					[email protected] Jei mokėjimo procedūra mokėjimo sistemos svetainėje nebuvo atlikta, grynaisiais lėšos nebus išskaičiuotos iš jūsų sąskaitos ir negausime mokėjimo patvirtinimo. Tokiu atveju galite pakartoti dokumento pirkimą naudodami mygtuką dešinėje. Įvyko klaida. Mokėjimas nebuvo atliktas dėl techninės klaidos, lėšos iš jūsų sąskaitos   nebuvo nurašytos. Pabandykite palaukti kelias minutes ir pakartokite mokėjimą dar kartą.

Pateikti savo gerą darbą žinių bazėje nesunku. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://www.allbest.ru/

Natūralių ir nuotekų biologinio tyrimo metodai

1. Pagrindiniai biotestų metodų principai ir toksiškumo vandeniui kriterijai

Biotestas (biologinis tyrimas) yra aplinkos objektų (vandens ir kt.) Kokybės įvertinimas atsižvelgiant į gyvų organizmų, kurie yra bandymo objektai, reakcijas.

Tai yra plačiai paplitusi eksperimentinė metodinė technika, tai yra toksikologinis eksperimentas. Eksperimento esmė yra ta, kad tiriamieji objektai yra dedami į tiriamąją terpę ir atlaiko (eksponuoja) tam tikrą laiką, per kurį užrašoma tiriamųjų objektų reakcija į šios terpės poveikį.

Biologinio testavimo metodai yra plačiai naudojami įvairiose aplinkos veiklos srityse ir yra naudojami įvairiems tikslams. Biotestas yra pagrindinis metodas kuriant MPC standartus cheminėms medžiagoms (atskirų cheminių medžiagų toksiškumo biotestai) ir galiausiai įvertinant pavojų aplinkai ir visuomenės sveikatai. Taigi taršos lygio vertinimas pagal cheminės analizės rezultatus, t. rezultatų aiškinimas pavojaus aplinkai požiūriu taip pat labai priklauso nuo biologinio tyrimo duomenų.

Biologinių tyrimų metodai, iš esmės biologiniai, yra panašūs į duomenis, gautus atliekant cheminės vandenų analizės metodus: jie, kaip ir cheminiai metodai, atspindi poveikio vandens biocenozėms savybes.

Reikalavimai biotestų procedūroms:

Tiriamųjų organizmų jautrumas pakankamai mažoms teršalų koncentracijoms.

Trūksta bandomųjų organizmų reakcijos į skirtingus teršalų koncentracijos dydžius, esančius reikšmėse, kurios pastebimos natūraliuose vandenyse.

Gebėjimas gauti patikimus rezultatus, metrologinis metodų užtikrinimas;

Tikrinti organizmai gali būti surinkti, lengvai auginami ir prižiūrimi laboratorijoje.

Paprastumas atlikti biotestą ir jo techninius metodus.

Mažos biotestų kainos.

Kuriamos dvi pagrindinės biotestų sritys:

Technikų pasirinkimas naudojant hidrobiontus, apimančius pagrindines vandens ekosistemos hierarchines struktūras ir trofinės grandinės grandis;

Ieškokite jautriausių bandomųjų organizmų, kurie leistų surasti nedidelį toksiškumą ir garantuotų informacijos patikimumą.

Toksikologiniam gėlo vandens ekosistemų taršos įvertinimui, remiantis vandens aplinkos biologiniu tyrimu, rekomenduojama naudoti kelių tipų bandomuosius objektus: dumblius, dafnijas, ceriodaphniją, bakterijas, pirmuonius, rififerius, žuvis.

Dumbliai yra maisto grandinių pagrindas visose natūraliose ekosistemose. Jautriausi organizmai įvairiausiems chemikalams, pradedant plovikliais ir baigiant NFPR. Ląstelių žūtis, sutrikęs augimo greitis, pasikeitę fotosintezės ir kiti medžiagų apykaitos procesai. procesai. Chlorella vulgaris, Scenedesmus quadricauda, \u200b\u200bAnabaena, Microcystis, Oscillatoria, Phormidium.

Bakterijos - organinių junginių skilimo (biologinio skaidymo) greičio pokytis / Nitrosomonas, Nitrosobacter; medžiagų apykaitos procesų pokyčiai organizme - Escherichia coli (toksiškos medžiagos įtakos gliukozės fermentacijai įvertinimas)

Paprasčiausias. Dafnijos. DDT, (HCH) heksachlorcikloheksanas, Sunkūs metalai (varis-cinkas-kadmis-chromas), maistinės medžiagos. Daphnia magna.

Rotiferiai

Žuvis. Guppies (Poecillia reticulata) - metalai, pesticidai; zebrafish (Brachidanio rerio).

Natūralaus vandens žuvis. Labai jautrus: - lašiša (upėtakis), smaigalys, gudobelis, kuojos, šernas, ešeriai, viršus; vidutinio jautrumo: ešeriai, rudadumbliai, karosai, pelynai, karpiai, niūrūs.

Vandens toksiškumas

Toksiškumas vertinamas pagal neigiamą poveikį bandomiesiems objektams, kurie laikomi toksiškumo rodikliais.

Tarp toksiškumo rodiklių išskiriama: bendroji biologinė, fiziologinė, biocheminė, cheminė, biofizinė ir kt.

Toksiškumo rodiklis yra bandomoji reakcija, kurios pokyčiai registruojami toksikologinio eksperimento metu.

Reikėtų pažymėti, kad toksikologiniai (biotestiniai) rodikliai aplinkos ir vandens toksikologijoje yra suprantami kaip biotestiniai rodikliai įvairiems bandomiesiems objektams. Tuo pat metu sanitariniame-higieniniame reglamente toksikologiniai rodikliai suprantami kaip toksiškų cheminių medžiagų koncentracijos (pavyzdžiui, rašant geriamąjį vandenį jie apibūdina jo nekenksmingumą).

Biologinio testavimo metu natūralūs vandens mėginiai paprastai keliami dviem klausimais: - Ar natūralus vandens mėginys yra toksiškas? - koks yra toksiškumo laipsnis, jei toks yra?

Atlikus biologinį mėginių tyrimą remiantis toksiškumo rodiklių registracija, toksiškumas vertinamas pagal kriterijus, nustatytus kiekvienam bioobjektui. Eksperimento mėginio biotestų iš tiriamo ploto rezultatai lyginami su kontroliniu, akivaizdžiai netoksišku mėginiu, o toksiškumas nustatomas atsižvelgiant į skirtingą kontrolę ir patirtį.

Tokiu atveju poveikio padariniai skirstomi į ūminį ir lėtinį. Jie yra apibūdinami kaip ūmus ir lėtinis toksiškas poveikis arba kaip ūmus ir lėtinis toksiškumas (OTD ir CTD). Šie terminai naudojami išreikšti biotestų rezultatus.

Ūmus toksiškas poveikis - poveikis, sukeliantis greitą tiriamojo objekto reakciją. Dažniausiai tai matuojama išgyvenamumo bandymu palyginti trumpą laiką.

Lėtinis toksinis poveikis - poveikis, sukeliantis tiriamojo objekto reakciją, pasireiškiantis per gana ilgą laiką. Matuojama bandymo reakcijomis: išgyvenimas, vaisingumas, augimo pokyčiai ir kt.

Tiriamųjų objektų reakcija į toksinį poveikį priklauso nuo poveikio intensyvumo ar trukmės. Pagal biotestų rezultatus suraskite kiekybinį ryšį tarp smūgio dydžio ir tiriamųjų objektų reakcijos.

Organizmų reakcija į toksiškų chemikalų poveikį yra tarpusavyje sujungtų evoliucija susiformavusių reakcijų, kuriomis siekiama išlaikyti kūno vidinės aplinkos pastovumą ir, galiausiai, išgyventi, kompleksas.

Atskleisti tam tikri organizmų reakcijos į toksinį poveikį dėsningumai. Apskritai toksinės medžiagos poveikį organizmui apibūdina du pagrindiniai parametrai: koncentracija ir ekspozicijos laikas (ekspozicija). Būtent šie parametrai lemia toksinės medžiagos įtakos organizmui laipsnį.

Ekspozicija - laikotarpis, per kurį kūną veikia tiriamas veiksnys, ypač cheminė medžiaga. Ūmus arba lėtinis toksiškas poveikis išskiriamas atsižvelgiant į poveikį.

Toksiškas poveikis paprastai vadinamas toksiniu poveikiu. Norint apibūdinti ryšį tarp toksinių medžiagų poveikio organizmui ir jo koncentracijos, siūlomos įvairios funkcijos, pavyzdžiui, Habero formulė:

Kur E yra smūgio poveikis (rezultatas);

C yra veikliosios medžiagos koncentracija;

T - ekspozicijos laikas (ekspozicija).

E - parodo bet kokį poveikio rezultatą (bandomųjų objektų žūtis), o C ir T vertės gali būti išreikštos atitinkamais vienetais.

Kaip galima pastebėti iš Haberio formulės, egzistuoja tiesioginis funkcinis ryšys tarp poveikio koncentracijai laiko poveikio: kuo efektas bus didesnis, tuo didesnis bus efekto dydis (daiktų koncentracija) ir (arba) jo trukmė.

Haberio formulė leidžia palyginti įvairių cheminių medžiagų biologinį poveikį analizuojant jų koncentraciją ar poveikį. Bet kurios iš šių verčių skirtumai atspindi organizmų jautrumo toksiniam poveikiui skirtumus.

Esant mažoms koncentracijoms ar ekspozicijoms, efekto poveikis pasireiškia nedidelio skaičiaus bandomųjų objektų populiacijoje, kurie pasirodo patys jautriausi, t. mažiausiai atsparus poveikiui. Didėjant koncentracijai ar sąlyčiui, atsparių organizmų skaičius mažėja, ir galų gale visiems (arba beveik visiems) organizmams pavyksta užregistruoti aiškiai išreikštą toksinį poveikį. Toksikologinio eksperimento metu nustatyta, kad tiriamieji objektai reaguoja į poveikio dydį ar laiką.

Cheminio toksiškumo parametrai:

Mirtina koncentracija (LC50) - toksiškos medžiagos koncentracija, dėl kurios per tam tikrą laiką miršta 50% tiriamųjų organizmų (kuo mažesnė LC50, tuo didesnis cheminės medžiagos ar vandens toksiškumas)

Didžiausia neaktyvioji koncentracija - didžiausia išmatuota cheminės medžiagos (tiriamojo vandens) koncentracija, nesukelianti stebimo cheminio poveikio (kuo mažesnis MNE, tuo didesnis cheminės medžiagos ar nuotekų toksiškumas).

Ne visi organizmai vienodai reaguoja į tą patį poveikį. Reakcija priklauso nuo jautrumo poveikiui.

Organizmo jautrumas toksinei medžiagai yra reakcijų į jos poveikį rinkinys, apibūdinantis organizmo reakcijos laipsnį ir greitį. Jis apibūdinamas tokiais rodikliais kaip reakcijos (reakcijos) pasireiškimo laikas arba toksinės medžiagos pabaiga, kai pasireiškia reakcija; jis labai skiriasi ne tik skirtingomis rūšimis, bet ir skirtingais tos pačios rūšies individais.

Pagal jautrumo seriją, kurią sukūrė S.A. Patin (1988), tiriamuosius objektus galima išdėstyti taip:

Žuvys-zooplanktonas-zoobentosas-fitoplanktonas-bakterijos-pirmuonys-makrofitai.

Yra ir kitų jautrumo serijų.

Pavyzdžiui, atliekant biotestus celiuliozės ir popieriaus įmonių vandenyse: dumbliams, bakterijoms, žuvims (jautrumui sumažinti).

Veiksniai, turintys įtakos biologiniam tyrimui:

Veiksniai, darantys įtaką bandomiesiems organizmams (poveikis; auginimo sąlygos, gamtoje - augalų ir gyvūnų gyvenimo sąlygos; amžiaus ypatybės, metų sezonas, maistas bandomiesiems organizmams, temperatūra (pesimali ir optimali), apšvita);

Veiksniai, lemiantys fizikines ir chemines tiriamo natūralaus vandens savybes, nuo kurių priklauso jo toksiškumas bandomiesiems organizmams (mėginio šviežumas, suspenduotų dalelių buvimas jame).

2. Biologinio tyrimo metodai įvairioms organizmų grupėms natūralių ir nuotekų kokybei įvertinti

Apsvarstykite pagrindinius ūmaus toksiško vandens poveikio nustatymo būdus vėžiagyviams, dumbliams ir ciliatams trumpalaikio biologinio tyrimo metu; lėtinio toksinio vandens poveikio dumbliams nustatymo metodas.

Biologinio testavimo rezultatų apdorojimo ir įvertinimo metodai yra pagrįsti standartiniais eksperimentinio duomenų statistinio apdorojimo metodais, plačiai naudojamais vidaus ir tarptautinėje praktikoje.

Prieš atlikdami biotestus, turite užauginti bandomųjų organizmų kultūrą.

Vėžiagyvių biologinis tyrimas

Šis metodas skirtas ūmaus natūralių ir nuotekų, išleidžiamų į vandens telkinius, toksiškumui nustatyti.

1. Vėžiagyvių Daphnia magna Straus ir Ceriodaphnia affinis Lilljeborg auginimo principai

Daphnia magna brendimo laikotarpis prieš pašalinant jauniklius optimalioje temperatūroje ir tinkamai maitinantis trunka 5–10 dienų. Gyvenimo trukmė yra 110–150 dienų, esant aukštesnei nei 25 ° C temperatūrai, ją galima sumažinti iki 25 dienų.

Esant optimalioms sąlygoms, partenogenetinės kartos seka viena po kitos kas 3–4 dienas. Jaunoje Daphnijoje kiaušinių skaičius sankaboje yra 10–15, tada jis padidėja iki 30–40 ir daugiau, sumažėja iki 3–8 ir iki 0–3 dienos prieš mirtį.

Dafnijų kultūra auginama šviestuve, termostatiniu 18–22 ° C temperatūroje (apšvietimas 400–600 liuksų, dienos šviesos valandomis 12–14 valandų). Patartina atlikti vandens biologinius bandymus tame pačiame šviestuve.

Norėdami gauti pirminę medžiagą biotestams atlikti, 30–40 patelių su kiaušidžių ar embrionų kamščių kameromis 1 dieną prieš biotestą persodinamos į 0,5–2 l talpos indą. Pasirodžius jaunikliams, jie atskiriami nuo suaugusių asmenų, naudojant kaprono sietus, kurių porų skersmuo yra skirtingas.

Ceriodafnijos auginimo principai yra panašūs į aprašytus dafnijoms. Reikėtų prisiminti, kad ceriodaphnia yra reiklesnė deguonies kiekiui vandenyje (ne mažiau kaip 5 mg / l), optimali auginimo temperatūra yra 23–27 ° С. Vėžiagyvių brendimo laikotarpis nuo gimimo iki nepilnamečių jauniklių brendimo laikotarpis yra trumpesnis nei Daphnia - nuo 4 iki 5 dienų.

Atliekant biotestus svarbu atsižvelgti į šiuos dalykus:

Jauni vėžiagyviai yra 4-5 kartus jautresni toksinių medžiagų poveikiui nei suaugusieji.

Maitinant vėžiagyvius ūminio eksperimento metu, toksiškumas sumažėja maždaug 4 kartus.

Minkštame vandenyje padidėja medžiagų toksiškumas. Magnio jonai paprastai sumažina druskų toksiškumą, kalcio jonai - sumažina toksiškumą.

Kompleksuojančių medžiagų (huminių rūgščių, aminorūgščių ir kt.) Buvimas padidina toksiškų medžiagų kaupimąsi, tačiau sumažina jų toksiškumą.

Deguonies trūkumas vandenyje pagreitina toksinių medžiagų kaupimąsi vandens aplinkoje.

Saulės šviesa padidina toksiškumą daugiausia dėl padidėjusio laisvųjų radikalų skaičiaus.

Daphnia Magna Straus atsparumo kalio dichromatui nustatymas

Visų pirma, būtina įvertinti dafnijų laboratorinės kultūros tinkamumą vėlesniam vandens tyrimui. Etaloninis toksiškas produktas yra kalio dichromatas.

100–250 ml talpos stiklinė (21 gabalėlis).

Pipetės išmatuotos 1, 10, 25 ml 2-os tikslumo klasės (ant 1 gabalėlio). Kolba praskiesto (kontrolinio) vandens (RV), kurio talpa yra 3 litrai. Tūrio kolbos 100 ml (1 vnt.), 250 ml (1 vnt.), 500 ml (2 vnt.), 1000 ml (1 vnt.).

210 vėžiagyvių, sulaukus 4–24 val. Asmenų amžiaus skirtumas neturėtų viršyti 4 valandų.

Paruoškite 100 ml 0,1% K 2 Cr 2 O 7 tirpalo (1000 mg / L).

Tam 0,1 g išdžiovinto K 2 Cr 2 O 7 ištirpinama 100 ml distiliuoto vandens.

Išdėstykite 21 taurę su užrašais pagal šį modelį:

K1 0,25 mg / L 0,5 mg / L 0,75 mg / L 1 mg / L 2 mg / L 3 mg / L

K2 0,25 mg / L 0,5 mg / L 0,75 mg / L 1 mg / L 2 mg / L 3 mg / L

KZ 0,25 mg / L 0,5 mg / L 0,75 mg / L 1 mg / L 2 mg / L 3 mg / L

Tiesioginiai vėžiagyviai

Į visus stiklinius su tirpalais pasodinkite 10 vėžiagyvių, kurių amžius yra griežtai 4–24 valandos. Iškrovimas atliekamas naudojant mikropipetes su nuimamais plastikiniais antgaliais. Patarimų galai pirmiausia turi būti supjaustyti dafnijų dydžiu per vieną dieną.

Eksperimentas

Suskaičiavus išgyvenusius vėžiagyvius, vaisiai matomi po 24 valandų. Eksperimento metu jokie vėžiagyviai nėra šeriami. Kontroliuojamų vėžiagyvių mirtingumas neturėtų viršyti 10%. Rezultatai įrašomi į patirties protokolą.

3. Nuotekų (natūralių) vandenų Daphnia magna toksiškumo nustatymas

Medžiagos

Akiniai, kurių talpa 150–250 ml (8–16 vienetų).

Kolba praskiedimo (kontroliniam) 3 litrų vandens kiekiui.

100 ml (1 vnt.), 1 l (1 vnt.) Tūrio kolbos.

150-200 ml matavimo cilindras arba matavimo taurė.

Nuo 40 iki 80 vėžiagyvių, sulaukus 4–24 val. Asmenų amžiaus skirtumas neturėtų viršyti 4 valandų.

Treniruočių patirtis

Išdėstykite 16 taurių su užrašais taip:

K1 Šv. Vanduo b / r N 1 Šv. Vanduo 1:10 N 5 Šv. Vanduo 1: 100 N 9

K2 Šv. Vanduo b / r N 2 Šv. Vanduo 1:10 N 6 Šv. Vanduo 1: 100 N 10

Trumpasis jungimas Šv. Vanduo b / r N 3 Šv. Vanduo 1: 10 N 7 Šv. Vanduo 1: 100 N 11

K4 Šv. Vanduo b / r N 4 Šv. Vanduo 1: 10 N 8 Šv. Vanduo 1: 100 N 12

Į stiklinę į stiklinę supilkite kontrolinį (skiedžiantį vandenį) ir 150 ml bandymo vandenį (st.vandenį) į stiklinę:

K1-K4 - 600 ml skiedimo vandens (RV),

Šv. Vanduo b / r (be praskiedimo) - 600 ml (4 x 150 ml).

Šv. Vanduo 1:10 - 100 ml Šv. Vanduo b / r + 900 ml RV \u003d 1 l Šv. Vanduo 1: 10.

Šv. Vanduo 1: 100 - 100 ml Šv. Vanduo 1: 10 + 900 ml RV \u003d 1 l Šv. Vanduo 1: 100

Įdėkite akinius su tirpalais į liuminestatą.

Mėginių pH privaloma sureguliuoti iki 6,5–8,5, naudojant NaOH arba HCl tirpalus, jei jie neatitinka aukščiau nurodytų standartų.

Ištirtų mėginių prisotinimas deguonimi taip pat turėtų atitikti nurodytas ribas.

Tiesioginiai vėžiagyviai

Į visus stiklinius sodinkite 5 vėžiagyvius, kurių amžius yra griežtai 4–24 valandos.

Eksperimentas

Mirusių vėžiagyvių skaičiavimas atliekamas vizualiai po 1, 6, 24, 48, 72, 96 valandų (ūmaus toksiškumo nustatymo pabaiga). Kontroliuojamų vėžiagyvių mirtingumas neturėtų viršyti 10%.

Rezultatai įrašomi į patirties protokolą.

Biotestas nutraukiamas, jei bet kuriuo eksperimento metu miršta 50% ar daugiau asmenų.

Jei A\u003e \u003d 50%, išbandytas vanduo (eksperimentas) yra labai toksiškas.

Jei A< 50%, то тестируемая вода не оказывает острого токсического действия.

Norint tiksliau nustatyti ūminį toksiškumą, sudaroma grafikas, kuriame abscesės ašyje (X ašyje) nubrėžtas laikas valandomis, o mirtingumas parodytas ordinatės ašyje (Y ašis) kaip kontrolinės medžiagos procentinė dalis (A). Iš grafiko randamas LT50 - laikas, per kurį miršta 50% dafnijų.

Nuotekų (natūralaus) vandens toksiškumo Ceriodaphnia affinis nustatymas

Medžiagos

Mėgintuvėliai, kurių talpa 20 ml (20–40 vienetų).

1 litro vandens praskiedimo (kontrolinio) kolba.

Nuo 40 iki 80 vėžiagyvių, sulaukusių 0,1–8 valandų. Vėžiagyvių amžiaus skirtumas neturėtų viršyti 4 valandų.

Treniruočių patirtis

Išdėstykite 10 vienetų vamzdelius iš eilės pagal šią schemą:

K1 Šv. Vanduo b / r N 1 Šv. Vanduo 1:10 N 1 Šv. Vanduo 1: 100 N 1

K2 Šv. Vanduo b / r N 2 Šv. Vanduo 1: 10 N 2 Šv. Vanduo 1: 100 N 2

K3 Šv. Vanduo b / r N 3 Šv. Vanduo 1: 10 N 3 Šv. Vanduo 1: 100 N 3

K4 Šv. Vanduo b / r N 4 Šv. Vanduo 1: 10 N 4 Šv. Vanduo 1: 100 N 4

K5 Šv. Vanduo b / r N 5 Šv. Vanduo 1: 10 N 5 Šv. Vanduo 1: 100 N 5

K6 Šv. Vanduo b / r N 6 Šv. Vanduo 1: 10 N 6 Šv. Vanduo 1: 100 N 6

K7 Šv. Vanduo b / r N 7 Šv. Vanduo 1: 10 N 7 Šv. Vanduo 1: 100 N 7

K8 Šv. Vanduo b / r N 8 Šv. Vanduo 1:10 N 8 Šv. Vanduo 1: 100 N 8

K9 Šv. Vanduo b / r N 9 Šv. Vanduo 1: 10 N 9 Šv. Vanduo 1: 100 N 9

K10 Šv. Vanduo b / r N 10 Šv. Vanduo 1:10 N 10 Šv. Vanduo 1: 100 N 10

Į 15 ml mėgintuvėlius supilkite mėgintuvėlius (skiedimo vandenį) ir nuotekas (šv.

K1-K10 - 150 ml praskiedimo vandens (RV).

Nuotekos b / r (be skiedimo) - 150 ml (10 * 15 ml).

Nuotekos 1:10 - 25 ml šv. Vandens b / r + 225 ml PB \u003d 250 ml šv. Vandens 1:10.

Nuotekos 1: 100–25 ml šv. Vandens 1: 10 + 225 ml PB \u003d 250 ml šv. Vandens 1: 100.

Mėgintuvėliai su tirpalais įdedami į liuminestatą.

Išmatuokite temperatūrą luminostate (norma 23–27 ° С), tirpalų pH (norma 6,5–8,5), ištirpusio deguonies koncentraciją (norma prieš eksperimento pradžią 6 mg / l, eksperimento pabaigoje - ne mažiau kaip 4 mg / l) )

Mėginių pH privaloma sureguliuoti iki 6,5–8,5, naudojant NaOH arba HCl tirpalus, jei jie neatitinka aukščiau nurodytų standartų. Ištirtų mėginių prisotinimas deguonimi taip pat turėtų atitikti nurodytas ribas.

Apšvietimo režimas šviestuve yra 12 valandų, kurio intensyvumas yra 400–600 liuksų.

Tiesioginiai vėžiagyviai

Visuose mėgintuvėliuose pasodinkite 1 vėžiagyvį, sulaukę 0,1–8 valandų. Vėžiagyvių amžiaus skirtumas neturėtų viršyti 4 valandų.

Eksperimentas

Mirę vėžiagyviai suskaičiuojami vizualiai po 1, 6, 24, 48 valandų (ūmaus toksiškumo nustatymo pabaiga). Eksperimento metu jokie vėžiagyviai nėra šeriami. Rezultatai įrašomi į patirties protokolą.

Rezultatų apdorojimas yra panašus į ankstesnius.

4. Dumblių biologinis tyrimas

Scenedesmus quadricauda

Šis metodas yra skirtas natūralių ir nuotekų toksiškumui nustatyti.

Bendrieji mikrodumblių auginimo principai

Veiksmingą vienaląsčių žaliųjų dumblių auginimą laboratorijoje lemia mineralinių elementų buvimas maistinėje terpėje, gana intensyvus apšvietimas (2000–3000 liuksų) ir tam tikra temperatūra (18–20 ° C).

Geriausia terpė žaliesiems dumbliams augti dėl toksikologinės yra maistinė terpė „Uspensky N 1“, kurioje yra mažesnė bendroji druskos koncentracija.

Visos manipuliacijos Ouspensky N 1 terpe, dirbant su Scenedesmus dumbliais, atliekamos griežtomis sterilumo sąlygomis.

Nepriimtinas yra bendras šių dumblių auginimas su chlorela viename liuminestate (chlorelė greitai užsikemša ir slopina stendesmo kultūrą).

Vandens toksiškumo nustatymo eksperimentų trukmė gali būti 4, 7, 14 ar daugiau dienų, atsižvelgiant į užduotis. Maksimalus toksiškos medžiagos kaupimasis dumblių ląstelėse paprastai stebimas praėjus 3–4 dienoms, todėl dažniausiai ūmaus toksiškumo nustatymas apsiriboja 4 dienomis.

Jei atlikus ūminio toksiškumo biotestus buvo nustatyta, kad galima patikimai skatinti dumblių augimą, tada, norint galutinai įvertinti mėginio toksiškumą, reikia atlikti chronišką eksperimentą (iki 14 dienų).

Patikimas dumblių augimo stimuliavimas rodo eutrofinės taršos buvimą, o patikimas dumblių augimo slopinimas rodo toksinės taršos buvimą.

Kultūros paruošimas

Eksperimente naudokite 5–10 dienų kultūrą, kuri yra eksponentinio augimo fazėje.

Prieš sėją kultūra koncentruojama vienu iš trijų būdų: nusistovėjus 2-3 dienoms, centrifuguojant, perfiltruojant per membraninį filtrą Nr. 4 arba filtrinį popierių su mėlyna juostele. Gauta ląstelių suspensija (koncentratas) naudojama tolesniam apkalimui.

Jis gaminamas didelėje 1,5 l talpos eksperimentinėje kolboje, jei bandoma biologiškai - kolbose (kiekviena po 100 ml) arba 150 ml talpos kolboje, atliekant biotestą penicilino pūslelėse (kiekvienoje po 10 ml). Paprastai reikia maždaug 30 μl suspensijos 30 ml vandens.

Po sėjimo eksperimentinėse kolbose 1 ml turėtų būti apie 200–300 tūkstančių dumblių ląstelių (ne daugiau kaip 500 tūkst. / Ml) - vos pastebimas žalsvas dėmelis baltame fone.

Iš didelės kolbos paskleiskite kultūrą į kolbas (po 3 pakartojimus po 100 ml) arba į penicilino buteliukus (po 3 pakartojimus po 10 ml).

5. Eksperimento, siekiant nustatyti kultūros atsparumą kalio dichromatui, rezultatų įvertinimas

Skaičiavimas atliekamas mikroskopu (pavyzdžiui, „Biolam“ tipo), padidinant 80–100 kartų.

Norėdami apskaičiuoti ląstelių skaičių, naudokite Goryajevo arba Fuchs-Rosenthal skaičiavimo kamerą. Kamera ir jos dangčio stiklas nuriebalinami, fotoaparatas uždengiamas dangteliu ir trinamas tol, kol susidaro vaivorykštės trikdžių žiedai. Iš kiekvienos kolbos vienas lašas kruopščiai sumaišytos suspensijos su pipete užpilamas ant viršutinio ir apatinio dangtelio kraštų. Kamera užpildoma taip, kad nesusidarytų oro burbuliukai, perteklinė suspensija išstumiama per griovelius. Žiūrėkite 16 kvadratų įstrižai arba visą kameros lauką, jei yra nedaug dumblių (bent viena ląstelė suskaičiuoja mažiausiai 50 ląstelių).

Iš kiekvienos kolbos tiriami bent trys mėginiai.

Cheminio junginio ar tiriamojo vandens toksiškas poveikis įvertinamas atsižvelgiant į dumblių ląstelių skaičiaus skirtumų reikšmę kontrolėje ir eksperimente.

Tokiu atveju apskaičiuokite:

a) ląstelių skaičiaus Xi ir X aritmetinės vidutinės vertės (atitinkamai iš dviejų ir šešių skaičių).

b) ląstelių skaičius procentais nuo kontrolės. Suma (X - Xi)

c) standartinis nuokrypis (b):

kur n - pasikartojimų skaičius; šiuo atveju (žr. 3.1 lentelę) n \u003d 3;

c) aritmetinė vidutinė paklaida (X): S \u003d b / n šaknis;

d) Td - skirtumų tarp dviejų palyginamų dydžių patikimumo kriterijus:

kur Xk ir Xo yra palyginamos vidutinės vertės (kontrolinėje ir eksperimento dalyse),

Sk - Taigi - kontrolės ir patirties vidurkio klaidų kvadratai.

Td apskaičiuojamas kiekvienai dienai ir lyginamas su Tst - standartine studento kriterijaus verte - lentelės verte.

Jie paima reikšmingumo lygį P \u003d 0,05 ir laisvės laipsnį (n1 + n2 - 2), t. (3 + 3 - 2) \u003d 4.

Tst su 4 laisvės laipsniu yra 2,78.

Jei Td yra didesnis nei arba lygus Tst, tada skirtumas tarp kontrolės ir eksperimento yra didelis - ištirtas vanduo užterštas (toksiška ar eutrofinė tarša)

Jei Td yra mažesnis nei Tst, tada skirtumas tarp kontrolinės ir eksperimento nėra reikšmingas - tirtas vanduo nėra užterštas.

Norėdami apskaičiuoti Td, galite naudoti skaičiuotuvus, tokius kaip MK-51 ir MK-71, taip pat kompiuterines skaičiuokles (pvz., „Sigma CSIAK“ programa), o tai labai pagreitina darbą.

Norėdami grafiškai pateikti abscisės ašies biotestavimo rezultatus, laikas brėžiamas dienomis, o ordinatės ašyje - dumblių ląstelių skaičius 1 ml arba dumblių ląstelių skaičius procentais nuo kontrolinės vertės.

6. Scenedesmus quadricauda atsparumo kalio dichromatui nustatymas

Į 30 ml distiliuoto vandens įpilama 30 μl KNO 3, 30 μl MgSO 4, 30 μl Ca (NO 3) 2, 30 μl KH 2 PO 4, 30 μl K 2 CO 3 į 30 ml distiliuoto vandens (kontrolė).

Lėtinė patirtis (pūslelėse)

7-ąją biotestų atlikimo dieną kontrolinis ir tiriamasis vanduo keičiamas steriliomis sąlygomis. Tuo pačiu metu į naują burbuliukų partiją pilamas 7,5 ml kontrolinio ir tiriamojo vandens. Tada 0,2 ml (10 μl) kiekvieno iš 5 motinos druskos tirpalų ir 2,5 ml senosios kultūros iš pūslelių, kuriose buvo atliktas ūminis eksperimentas, buvo įpilta į pūsleles. Ląstelių skaičiavimas atliekamas 7, 10 ir 14 dieną.

Praktiškai yra patogu naudoti lentelę biotestų rezultatų įvertinimui 5 balų skalėje (3.3 lentelė).

Reikia nepamiršti, kad dumblių biomasės padidėjimas gali būti susijęs su eutrofinių teršalų buvimu bandomajame vandenyje, tokiu atveju apie toksinio poveikio buvimą galima spręsti atlikus bandymus keliuose bandymo objektuose.

7. Biotestų darymas biurokratinėse vietose

Metodas pagrįstas viena iš galimybių nustatyti ūminį vandens toksiškumą išgyvenant kiaulės Paramecium caudatum.

Naudoja:

Nustatyti į biologinius valymo įrenginius patenkančių nuotekų toksiškumą, leidžiantį technologiškai pritaikyti nuotekų valymą ir valymą;

Nustatyti vietinių nuotekų srautų toksiškumą, kuris leidžia nustatyti jų sąveiką, nustatyti kiekvieno srauto indėlį į individualios įmonės nuotekų toksiškumą, bendrą nuotekų, patenkančių į biologinius valymo įrenginius, toksiškumą;

Nustatyti atskirų medžiagų ir jų mišinių vandeninių tirpalų toksiškumą.

Technikos principas

Nuotekų ūmaus mirtino toksiškumo nustatymo atsižvelgiant į silikatų išgyvenamumą metodika yra pagrįsta mirusių ar imobilizuotų asmenų skaičiaus nustatymu po sąlyčio su bandomu vandeniu. Ūmaus mirtino toksiškumo kriterijus yra 50% ar daugiau asmenų mirtis arba imobilizavimas per 1 valandą bandymo vandenyje, palyginti su pradiniu jų kiekiu.

Tiriamasis organizmas

Kaip tiriamasis objektas naudojamas laboratorinis monokultūra „Paramecium caudatum Ehrenberg“.

Paramecium caudatum - vienaląsčiai organizmai, kurių dydis yra 180–300 mikronų. Kūnas yra cigaro arba verpstės formos, padengtas tankiu apvalkalu (pilveliu).

Paramecium caudatum yra masyvi rūšis gėlame vandenyje, kurioje yra daug organinių medžiagų. Nuotekose dažnai yra pagrindinė rūšis, poli-alfa-mezosaprobas. Paprasčiausi, įskaitant ciliarinę infuziją, sudaro didžiąją dalį aktyvuoto dumblo mikrofaunos. Jie dalyvauja išleidžiant išgrynintą vandenį iš suspenduotų bakterijų ląstelių ir iš birių, blogai nusėdančių bakterijų aglomeratų, taip prisidedant prie valymo efektyvumo padidėjimo.

Izoliacija ir auginimas

Išskyrimas iš aktyvaus dumblo. Judriausias ir stambiausias individas sugaunamas iš valymo įrenginių aktyviojo dumblo mėginio ir su steriliu vandentiekio vandeniu perkeliamas į mikroakvariumą.

Paeiliui pervedant šį asmenį iš šulinio į šulinį, pasiekiama, kad jis būtų atskirtas nuo kitų pirmuonių ir cistų. Tada nuplauti žieveliai dedami į mėgintuvėlį su auginimo terpe.

Po 7-8 dienų nuo tokiu būdu gautos monokultūros vienas didžiausių ir judriausių individų vėl perkeliamas į šviežią terpę.

Po 8-10 dienų kultūra gali būti naudojama toksiškumui nustatyti.

Nugrimzdo auginimas piene. Paramecio kultūra auginama ant nechlorinto vandentiekio vandens, į kurį pridedamas pasterizuotas pienas, praskiestas 20 kartų tuo pačiu vandeniu. Reanimacijos kultūra užpilama kartą per mėnesį (jei reikia, kartą per tris savaites).

Medžiagos ir įranga

„Paramecium caudatum“ skaičiavimas atliekamas naudojant binokulinį mikroskopą MBS-9, MBS-10 ar kitą, padidinant 8–24 kartus. Mikro akvariumų, pagamintų iš skaidraus organinio stiklo, dizainas parodytas 1 pav. Tokiam pat kiekiui tiriamojo mėginio praskiesti ir įpilti naudojamos standartinės stiklinės pipetės.

Vandens mėginiai tiriami biotestais ne vėliau kaip per 6 valandas nuo jų atrankos. Jei nurodytu laiku atlikti analizės neįmanoma, vandens mėginiai atvėsinami (+ 4 ° C).

Negalima mėginius saugoti naudojant cheminius konservantus.

Kaip kontrolė naudojamas vanduo iš čiaupo, kuris 7 dienas dechloruojamas sedimentacija ir aeracija, naudojant mikrokompresorių.

Atskirų medžiagų ar jų mišinių toksiškumui nustatyti iš jų paruošiami tirpalai, įpilant tam tikrą kiekį motininio skysčio, bandomosios (-ųjų) medžiagos (-ų) (c) į nechloruotą vandenį. Pradiniai tirpalai ruošiami distiliuotame vandenyje.

Biologinio testavimo metu mėginio temperatūra turi atitikti kultūros temperatūrą.

Jei mėginyje yra šiurkščiavilnių suspensijų, būtina filtruoti.

Biotestų metu tiriamų tirpalų pH turėtų būti nuo 6,5 iki 7,6.

Biotestas atliekamas patalpoje, kurioje nėra kenksmingų garų ir dujų, kai aplinkos šviesa ir oro temperatūra yra 18–28 ° C.

Biotestai

Neskiestų nuotekų ar jų skiedinių, taip pat atskirų toksiškų medžiagų tirpalų (medžiagų mišinių) biotestavimui naudojamas mikroakvariumas su skylutėmis, kuris dedamas ant stereomikroskopo scenos.

Viena iš skylių užpildoma silikatų kultūra, naudojant kapiliarinę pipetę.

10–12 gyvūnų kiekviename šulinyje dedama į laisvus šulinius su kapiliarine pipete, kad bent 30 kiliatų iš trijų šulinėlių patenka į vieną išbandyto vandens mėginį (trigubas).

Sodinant bandomąjį objektą, kultūrinio skysčio kiekis šulinyje neturėtų viršyti 0,02 ml.

Trys šuliniai naudojami kaip kontrolė.

Po pasodinimo žievelės supilamos į kontrolinius šulinėlius su 0,3 ml nechlorinto vandentiekio vandens, o eksperimentinėse duobutėse - su 0,3 ml tiriamojo vandens mėginio. Pažymimas biotestų pradžios laikas ir mikroskopu suskaičiuojamas individų skaičius kiekviename šulinyje.

Mikroakvariumas su užpildytais šulinėliais dedamas į Petri lėkštelę, kurios dugne dedamas filtruojamas popierius, sudrėkintas vandeniu, kad šulinių turinys neišgaruotų, ir inkubuojamas 1 valandą 22–24 ° C temperatūroje. Praėjus šiam laikui, išgyvenusieji skaičiuojami po mikroskopą. Išgyvenusieji yra laikomi kilometrais, kurie laisvai juda vandens stulpelyje. Imobilizuoti asmenys laikomi mirusiaisiais. Skaičiavimo rezultatai įrašomi į sąsiuvinį.

Biotestų rezultatai laikomi teisingais ir į juos atsižvelgiama, jei kontrolinių šulinių žieveles mirė ne daugiau kaip 10%.

Suskaičiavus asmenis, kiekviename iš trijų šulinių randamas aritmetinis vidutinis žiaunų skaičius, išlikęs bandomajame vandenyje.

Ištirtas vanduo įvertinamas kaip turintis ūmų mirtiną poveikį, jei per 1 valandą jame miršta 50% ar daugiau žieveles.

Nustatant ūminį mirtiną nuotekų mėginio ar atskiros medžiagos (mišinio) vandeninio tirpalo tirpalų toksiškumą, nustatomas vidutinis mirtinas praskiedimo santykis (vidutinė mirtina koncentracija), dėl kurio 50% bandymo objektų žūsta per 1 valandą - LCR 50 - 1 h (LC 50 - 1). h).

Norint sudaryti grafiką LCR 50 - 1 h (LK 50 - 1 h) apskaičiuoti, bandymo parametras išreiškiamas savavališkais vienetais - probit, o skiedimo santykis (koncentracija) - logaritminiais dydžiais.

Ant abscisės ašies nubrėžti nuotekų daugybinių praskiedimų (medžiagų koncentracijos) koncentracijų logaritmai, o ordinatės ašyje - bandymo parametro vertės, išreikštos probitomis. Gauti taškai sujungia liniją.

Nuo ordinacinės ašies taško, atitinkančio 50% bandomo objekto mirties, nubrėžkite liniją, lygiagrečią abscisės ašiai, kol ji susikerta su grafiko linija.

Nuo jų susikirtimo taško nuleiskite statmeną abscisės ašiai ir suraskite LCR 50 - 1 h logaritmus.

Rastas logaritmo dydis perskaičiuojamas į skiedimo koeficiento vertę (koncentracija, išreikšta medžiagos mg / l).

Biotestų rezultatai pateikiami protokolo forma.

Po biotestų atlikimo mikroakvariumai plaunami vandeniu (temperatūra ne aukštesnė kaip 40 ° C), nuvalomi alkoholiu mirkoma vata, nuplaunami distiliuotu vandeniu.

Vandens toksiškumo įvertinimas naudojant dumblių biologinį tyrimą.

Naudodami formulę, mes apskaičiuojame dumblių augimo greitį per 96 valandas (4 dienas).

M \u003d 10 3,

kur M yra dumblių ląstelių skaičius, tūkstančiai ląstelių / ml;

m yra suskaičiuotų langelių skaičius;

n - apskaičiuotų mažų kameros kvadratų skaičius;

V - kameros dalies tūris, atitinkantis mažo kvadrato plotą, ml.

8. Vandens toksiškumo įvertinimas naudojant greitą biotestą ant rotiferių

Norėdami nustatyti galimą ūminį toksišką tiriamojo vandens poveikį, mes atliekame tiesioginį biotestą rotiferso masės kultūroje.

Norėdami įvertinti toksišką bandomo vandens poveikį, naudojame vidutinius SOS duomenis (terpės nuskaidrėjimo greičio rodiklį). SOS apskaičiuojame eksperimentui pagal formulę (2).

biologinis tyrimas vandens toksiškumas kalis

SOS \u003d [(C 0 - C t) / (C 0 N t)] V,

kur SOS - terpės nuskaidrėjimo greičio rodiklis, µl / (vid. min.);

C 0 ir C t yra dumblių ląstelių skaičius viename dideliame Goryajevo kameros kvadrate atitinkamai biotestavimo pradžioje ir pabaigoje;

N yra pasukėjų skaičius mikroakvariume;

t yra biologinio tyrimo laikas, min;

V - vandens tūris mikroakvariume, µl.

Literatūra

1. Bakaeva E. N., Nikanorov A.M. Vandens organizmai vertinant sausumos vandenų toksiškumą. M .: Nauka, 2006,257 s.

2. Bakaeva E.N. Vandens aplinkos toksiškumo nustatymas. Metodinės rekomendacijos. Rostovas prie Dono: Everestas 1999.48 p.

4. Nikanorovas A. M., „Khoruzhaya T. A.“, „Brazhnikova L. V.“, „Zhulidov“ A. V. Vandens kokybės stebėsena: toksiškumo įvertinimas. - Sankt Peterburgas: Gidrometeoizdat, 2000, p. 10–15, 39–42.

5. Bakaeva E.N. Ekologiniai ir biologiniai rotiferių pagrindai kultūroje. Rostovas prie Dono: SKNTs VSh, 1999.51 p.

6. Bakaeva E.N. Gebėjimas užtikrinti informacijos kokybę, naudojant biotestavimo metodus ant raketų // Mokslinė mintis apie Kaukazą. 1999 Nr. 5. S. 26-36

7. Bakaeva E. N., Makarov E.V. Ekologiniai ir biologiniai rotiferių pagrindai yra normalūs ir esant antropogeniniam stresui. Rostovas prie Dono: SKNTs VSh, 1999.206 p.

9. Nikanorovas A. M., Khoruzhaya T. A., Brazhnikova L. V., Zhulidovas A. V. Vandens kokybės stebėsena: toksiškumo įvertinimas. - Sankt Peterburgas: Gidrometeoizdat, 2000, S. 16-39.

Paskelbta svetainėje Allbest.ru

...

Panašūs dokumentai

Dumblių bioindikacijos ir biotestų nustatymo metodai pagal Lepidium sativum L.. Dumblių ir melsvadumblių rūšinė sudėtis savivaldybės Unikalios įmonės „Ufavodokanal“ nuotekose. Dumblių ir melsvabakterių kiekybinio išsivystymo užterštame ir išgrynintame vandenyje tyrimas.

tezė, pridėta 2014-06-09


Nuotekų klasifikavimas ir valymo metodai. Dumblių ir melsvabakterių kokybinė ir kiekybinė apskaita. Vandeninio toksiškumo nustatymo pagal vandens drebulės (Lepidium sativum L.) rodiklius. Nuotekų biotestas MUP „Ufavodokanal“.

tezė, pridėta 2014-06-06


Maisto pramonės nuotekų sudėtis. Maisto pramonės nuotekų įtakos natūralių vandenų būklei, vandens telkinių laukinei gamtai įvertinimas. Aplinkosaugos įstatymų natūralaus vandens apsaugos srityje teisinė bazė ir metodai.

tezė, pridėta 2010-08-10


Vandens ir jame ištirpusių medžiagų poveikis žmogaus organizmui. Geriamojo vandens kenksmingumo sanitariniai toksikologiniai ir organoleptiniai rodikliai. Natūralių ir nuotekų valymo šiuolaikinės technologijos ir metodai, jų praktinio efektyvumo įvertinimas.

kursinis darbas pridėtas 2013-03-01


Biologinio tyrimo ir bioindikacijos metodų naudojimo aplinkos stebėsenai ypatybės. Natūralių ir nuotekų kokybės kontrolė naudojant biologinį rodiklį Daphnia magna Strauss. Indikatoriaus jautrumas įvairioms cheminėms medžiagoms.

tezė, pridėta 2009-06-10


Biologinio vandens valymo paskirtis ir pagrindiniai metodai. Kokybiško nuotekų valymo svarba natūralių rezervuarų apsaugai. Organinių medžiagų skaidymasis mikroorganizmais aerobinėmis ir anaerobinėmis sąlygomis, šio metodo pranašumų įvertinimas.

anotacija, pridėta 2010 11 14


Nuotekų pakartotinis naudojimas kaip higienos problema. Biologinė ir cheminė nuotekų tarša. Nuotekų valymo metodai ir panaudoto vandens naudojimo saugos problemos. Nuosėdų naudojimo aplinkosauginis įvertinimas.

kursinis darbas, pridėtas 2009 12 27


Gamybos ir vartojimo atliekų tvarkymo problema. Biotestų tyrimo metodai. Tiriamųjų objektų įvertinimas. Atliekų biologinės analizės būdu pavojingų atliekų pavojingumo klasės nustatymo galimybė ekonominiu požiūriu.

pristatymas pridėtas 2016-06-21


Vidaus vandenų taršos šaltiniai. Nuotekų valymo metodai. Nuotekų valymo technologinės schemos pasirinkimas. Nuotekų valymo koaguliantais fizikiniai ir cheminiai metodai. Suspenduotų dalelių atskyrimas nuo vandens.

anotacija, pridėta 2003 m. Gruodžio 5 d


Natūralaus vandens valymas ir balinimas koagulantais ir flokuliantais. Flokuliantų naudojimo vandens valymui sąlygos. Geriamojo vandens kokybės rodiklių nustatymo metodai. Naujų akrilamido kopolimerų flokuojančių savybių tyrimas vandenyje.

Kūrinio tekstas skelbiamas be vaizdų ir formulių.
   Pilną kūrinio versiją galite rasti skirtuke „Kūrinio failai“ PDF formatu

„Aš tvirtinu, kad viskas, kas gimsta iš žemės, gyvena iš žemės drėgmės,

ir kokioje būklėje yra ši drėgmė

sąlyga taip pat yra augalas "

Hipokratas

Valdymas

Šie senovės laikais Hipokrato ištarti žodžiai neprarado savo aktualumo. Mūsų laikais visuomenė suprato toksinės paviršinių vandenų taršos pavojų ir privertė į stebėsenos praktiką įdiegti visiškai naujus netradicinius metodus, ypač biologinius bandymus. Biotestai yra įvairių medžiagų poveikio gyviesiems organizmams tyrimas. Vandens kokybės įvertinimo praktikoje plačiai taikomi biotestų metodai yra skubiai reikalaujama laiko, nes net pažangiausia analitinė chemija nepateiks išsamios informacijos apie aplinkos toksiškumą. Be to, esamų natūralių vandenų kokybės įvertinimo metodų analizė parodė, kad biotestai yra tiksliausias, greičiausias ir pigiausias būdas apsaugoti natūralius vandenis.

Atlikdami savo tyrimą naudodamiesi šiuo metodu, nusprendėme išsiaiškinti, kokia yra mūsų miesto vandens būklė, kurį geriame ir kokius augalus naudojame maistui.

Hipotezė:biologinio tyrimo metodai gali būti naudojami užterštumo laipsniui įvertinti

natūralūs vandenys.

Tyrimo objektas:  natūralių Pyatigorsko vandenų taršos laipsnis.

Tyrimo objektas:  vienmečiai Gramíneae šeimos augalai: avižos, miežiai, kviečiai, vienmečiai kopūstų šeimos augalai arba kryžiažiedžiai (Brassicaceae) - vandens kruopos ir ridikėliai.

Šio darbo tikslas - įvertinti natūralių Pyatigorsko vandenų užterštumą pagal įvairių indikatorinių augalų daigus.

Uždaviniai:

išanalizuoti teorinius šios temos tyrimo metodus;

įsisavinti biotestų atlikimo metodiką;

nustatyti natūralių Pyatigorsko vandenų toksiškumo sezoninę dinamiką;

nustatyti bandomųjų augalų vystymosi priklausomybę nuo natūralių vandenų toksiškumo.

1. Literatūros apžvalga.

1. Biotestų metodai.

Viena iš pagrindinių neigiamų antropogeninės natūralios aplinkos taršos priežasčių yra teršalų toksiškumas biotai. Dėl toksiškų medžiagų buvimo aplinkoje žūsta visi gyvi daiktai, netenkama švarių zonų nuo organizmų bendrijų ir jos pakeičiamos euribioninėmis rūšimis. Yra įvairių fizikinių ir cheminių metodų toksiškumui aplinkai nustatyti, tačiau pastaruoju metu biologiniai metodai taip pat plačiai naudojami gyvų organizmų būklei įvertinti (1 priedėlis).

Galų gale, kalbėdami apie vandens, dirvožemio, atmosferos užterštumą, jų toksiškumą, turime omenyje, kokie jie yra palankūs juose esantiems organizmams ir žmonių sveikatai. Radikaliausi metodai apima toksikologinius biologinio tyrimo metodus. Biotestas suprantamas kaip bandymas griežtai apibrėžtomis sąlygomis atliekant cheminės medžiagos ar medžiagų komplekso poveikį vandens organizmams, registruojant tiriamo objekto biologinio rodiklio pokyčius, palyginti su kontrole. Ištirti organizmai vadinami bandomaisiais objektais, o patirtis - biotestais (Lysenko, 1996). Šis pigus ir universalus metodas pastaraisiais metais buvo plačiai naudojamas visame pasaulyje siekiant įvertinti aplinkos objektų kokybę. 1996 m. Rusijoje buvo pradėtas biologinių bandymų metodų diegimas nuotekoms, išleidžiamoms į natūralius vandens telkinius ir tiekiamoms į biologinio valymo įrenginius. Naudodami biotestus galite gauti duomenų apie tam tikro mėginio, užteršto antropogeninės ar natūralios kilmės chemikalais, toksiškumą. Šis metodas leidžia realiai įvertinti terpės savybių toksiškumą dėl teršalų komplekso ir jų metabolitų. Gyvieji organizmai tam tikru ar kitokiu laipsniu visada reaguoja į aplinkos pokyčius, tačiau kai kuriais atvejais to negalima aptikti fizikiniais ar cheminiais metodais, nes prietaisų skiriamoji geba ar cheminė analizė yra ribotos. Jautrūs organizmai, rodikliai, reaguoja ne tik į mažas aplinkos veiksnio dozes, bet ir tinkamai reaguoja į veiksnių komplekso įtaką (Gruzdeva, 2002). .

Biotestai leidžia nustatyti taršos sritis ir šaltinius. Kaip bandymo objektai naudojami bakterijos, dumbliai, aukštesnieji augalai, dėlės, dafnijos, moliuskai, žuvys ir kiti organizmai. Siekiant padidinti toleranciją taršai, organizmai yra išdėstyti šioje eilėje: grybai, kerpės, spygliuočiai, žoliniai augalai, lapuočių augalai. Kiekvienas iš jų turi pranašumų, tačiau nė vienas nėra universalus, jautriausias visoms medžiagoms. Norint užtikrinti, kad natūraliuose vandenyse būtų aptiktas nežinomos cheminės sudėties toksiškas agentas, turėtų būti naudojamas bandymo objektų, vaizduojančių įvairias organizmų grupes, rinkinys. Renkantis bandomuosius organizmus, jie atsižvelgia į galimą teršalų specifinį toksiškumą, rezervuaro savybes ir vandens vartotojų reikalavimus. Tiriamiesiems organizmams galima atskirti neatsiejamas integruotų bandymų funkcijas. Integruotieji parametrai apibūdina sistemos būklę labiausiai apibendrintai. Organizmams svarbios savybės yra išlikimas, augimas ir vaisingumas. Pavyzdžiui, kūnui fiziologiniai, biocheminiai ir histologiniai parametrai gali būti privatūs.

1. Biologiniai natūralių vandenų tyrimai.

Biologiniai natūralių vandenų tyrimai buvo plačiai naudojami tyrimų projektuose nuo 80-ųjų pradžios (2 priedas). Tai paaiškinama reikšmingu vandens telkinių taršos lygio padidėjimu ir specialistų viltimis, kad biologinis tyrimas bent iš dalies gali pakeisti cheminę vandens analizę, nes kasmet į vandens telkinius išleidžiama apie 55 km 3 nuotekų, iš kurių 20 km 3 yra užteršta. (Stepanovskikh, 2001). Tik apie 10% vandenų, kuriuos reikia apdoroti, yra išgryninti iki standartinės kokybės (Yablokov, 2005).

1991 metais biotestai buvo įvesti kaip privalomas paviršinio vandens kokybės kontrolės elementas, kurį numato „Paviršinio vandens apsaugos taisyklės“ (1991). Natūralaus vandens biologinio tyrimo rodikliai yra įtraukti į avarinių aplinkosaugos zonų ir ekologinių nelaimių zonų nustatymo rodiklių sąrašą (Tumanov, Postnov, 1983). Biotestų metodai yra būdingi poveikio vandens biocenozėms laipsniui. Taigi, A.M. Grodzinsky D.M. Grodzinsky (1973) aprašo biologinių mėginių seriją natūralių vandenų toksiškumui ištirti. Pagal priimtą apibrėžimą vandens biologinis bandymas yra vandens kokybės įvertinimas pagal organizmų, kurie yra bandymo objektai, reakciją. Sėklų daigumo testas naudojamas įvairių fiziologiškai aktyvių medžiagų poveikiui nustatyti. Kaip toksiškumo rodikliai naudojamos žemės ūkio augalų sėklos. Tarp pasėlių jautriausios yra salotos, liucerna, javai ir kryžmažiedžiai augalai, o nejautrioms rūšims priskiriami kukurūzai, vynuogės, rožinės ir plantacijos (Ramad, 1981). Biologinio tyrimo metodai turi atitikti šiuos reikalavimus: santykinį elgesio greitį, gaunant pakankamai tikslius ir atkuriamus rezultatus, tinkamumą žymėti didelius objektus. Šiuo metu yra gerai žinomi biotestavimo metodai, kuriais siekiama nustatyti vandens aplinkos toksiškumą dėl tam tikrų cheminių junginių grupių, ypač organinio fosforo. Labiausiai išbandytas natūraliuose vandenyse yra fermentinis metodas V.I. Kozlovskaja.

1. Biologinio tyrimo metodų pranašumai.

Pagrindiniai biotestų pranašumai yra jo formavimo metodų paprastumas ir prieinamumas, didelis tiriamų organizmų jautrumas minimaliai toksiškų medžiagų koncentracijai, greitis ir brangių reagentų bei įrangos poreikis. Kai kurių autorių teigimu, nė vienas atskiras organizmas negali būti universalus įvairių cheminio pobūdžio medžiagų bandymo objektas, todėl norint užtikrinti toksinio agento aptikimą aplinkoje, reikėtų naudoti biotestų rinkinį (Braginsky ir kt., 1979; Lesnikov, 1983; Filenko, 1989). )

Biotestų metodais nustatomas toksiškumas, kuris yra neatsiejamas aplinkos taršos rodiklis. Kaip ir visi integruotieji rodikliai, jų trūkumas yra tas, kad jie neatskleidžia atskirų mėginyje esančių teršalų. Daugybė paskelbtų darbų apie vandens aplinkos biotestus, tačiau jie daugiausia buvo padaryti siekiant įvertinti naujai susintetintų cheminių medžiagų, importuojamų vaistų toksiškumą, taip pat rengiant cheminių junginių reglamentus. Yra daug mažiau publikacijų apie nuotekų biotestą ir dar mažiau - apie natūralų vandens biotestą (Nikanorov, Khoruzhaya, 2001).

Labiausiai prieinami bioindikacijos metodai, kurie leidžia ištirti technogeninių teršalų poveikį augalų ir gyvūnų organizmams negyvajai gamtai. Bioindikacijos pagrindas yra gyvų organizmų glaudus ryšys su aplinkos sąlygomis, kuriomis jie gyvena. Šių sąlygų pokyčiai, pavyzdžiui, padidėjęs druskingumas ar vandens pH, gali išnykti tam tikrų organizmų tipų, kurie yra jautriausi šiems rodikliams, ir atsirasti kitiems, kuriems tokia aplinka bus optimali.

Yra įvairių biologinių rodiklių. Tam tikrų teršalų buvimas gali būti vertinamas pagal išorinius augalų ir gyvūnų požymius. Dėl šių organizmų „atminties“ taip pat galima sužinoti apie tų veiksnių, kurie šiuo metu nebeveikia, vaidmenį. Pavyzdžiui, juodų dėmių atsiradimas ant liepų lapų byloja, kad žiemą valytuvai per daug norėjo pabarstyti sniegą druska, kad pagreitėtų jo tirpimas; dėmės ant didžiųjų plantacijų lapų pasakys apie sieros dioksido išmetimą. Pagal pušies medžio žiedų plotį šalia chemijos gamyklos galima nustatyti, kuriais metais augalas buvo ypač teršiamas. Didelės atmosferos taršos metais klojami plonesni žiedai. Pagal kai kurių augalų aukštį galima spręsti apie druskų koncentraciją vandenyje. Taigi, pavyzdžiui, nendrės gali pasiekti 4 m aukštį, tačiau jei druskos kiekis vandenyje yra didelis, šis augalas užauga ne daugiau kaip 0,5 m. Kai kurios samanos ir kerpės yra oro užterštumo rodikliai. Pavyzdžiui, kerpių analizė Švedijoje atskleidė radioaktyviųjų dulkių atsiradimą iš Černobylio atominės elektrinės. Yra specialūs gyvi instrumentai - briometrai - mažos dėžutės su tam tikrų rūšių samanomis, kurios nustato dūmų režimą atmosferoje.

Praktinė dalis.

Tyrimai atlikti technikospasiūlė A.I. Fedorova ir A.N. Nikolskaja „Ekologijos ir aplinkos apsaugos seminare“, 2003 m., Taip pat T.Ya redaguotame vadovėlyje universitetams „Aplinkos stebėjimas“. Ašikhmina, 2005 m.

Natūralių vandenų toksiškumo biotestavimo metodo, kurį daro indikatorinių augalų daigai, tyrimo darbai buvo atlikti 2015 m.

Visi šios temos tyrimai buvo atlikti MBOU 5-osios vidurinės mokyklos chemijos ir biologijos laboratorijose dienos metu Pyatigorske, dirbtiniu ir natūraliu apšvietimu derinant standartinėmis sąlygomis, optimaliausius bandomiesiems augalams. Vandens užterštumo lygį galite įvertinti naudodami sėklų daigumo testą. Tokie bandymai atliekami kaip išankstinis tyrimas siekiant nustatyti ypač užterštus vandens telkinius, kad būtų galima atlikti tolesnę cheminę analizę. Kaip bandomieji augalai buvo naudojami aukštesnių augalų daigai: kviečiai, miežiai, avižos, vandens kruopos, ridikai. Siūlomas biologinio natūralių vandenų toksiškumo biologinio įvertinimo metodas indikatorinių augalų daigams buvo atliktas dviem variantais:

1. Laistykite bandomųjų augalų sodinukus bandomu vandeniu.

2. Tiriamojo tirpalo kaupimasis tarp dviskilčių augalų dyglialapių.

Pirmajame įgyvendinimo variante kviečių, avižų ir miežių sėklos buvo naudojamos kaip bandomieji augalai. Antrame variante buvo naudojami tik dviskilčių augalų sodinukai: vandenžolė, ridikėlis.

Iš visų tyrimams naudojamų augalų vandens kresai yra labai jautrūs vandens sunkiųjų metalų taršai. Šis bioindikatorius pasižymi greitu sėklų daigumu ir beveik 100% daigumu, kuris pastebimai sumažėja esant teršalams. Be to, vandens terpių ūgliai ir šaknys, veikiami teršalų, daro pastebimus morfologinius pokyčius (augimo sulėtėjimas ir ūglių kreivumas, šaknų ilgio ir masės sumažėjimas) (Golubkina, 2008). . Prevencijos tikslais sėklos buvo marinuojamos prieš sudygimą. Sausos sėklos 0,5 valandos panardintos į 1% kalio permanganato tirpalą, po to plaunamos distiliuotu vandeniu dviem sluoksniais marlės, išdžiovinamos ant filtravimo popieriaus ore.

(1 variantas).

2–3 dienos prieš eksperimentus (sėklų daigumo laikas buvo nustatytas iš anksto), tiriamųjų objektų sėklos, kviečiai, avižos, miežiai, vieną dieną buvo mirkomos vandenyje. Tada jie buvo išdėstyti žnyplėmis su gemalu į viršų (viena kryptimi) į kiuvetę, kurios dugne buvo klojamas sugeriančios medvilnės sluoksnis, o viršuje - du filtravimo popieriaus sluoksniai. Sistema buvo sudrėkinta vandentiekio vandeniu iki galo drėgmės. Tam vata buvo pilamas vanduo, o po jo absorbavimo pašalintas perteklius. Kiuvetė buvo uždengta plėvele, plėvelės kraštai buvo sulenkti po kiuvete. Dygimas buvo atliekamas esant +25 0 C - +26 0 C temperatūrai iki pagrindinės daigų masės dydžio 10–15 mm ir šaknų atsiradimo, po to daigai dalijami į frakcijas išilgai.

Į puodelius dedamas toks pat kiekis nuplauto ir pagardinto smėlio, į kiekvieną puodelį pasodinama 10 vienodų bandomųjų augalų sodinukų. Smėlis laistomas iš viršaus tuo pačiu kiekiu bandymo vandens iš skirtingų rezervuarų. Pakartojamumas yra tris kartus. Kontrolė - nusodinto ir išgryninto vandentiekio vandens laistymas. Kai daigai pasiekia 8–10 cm aukštį, jie iškasami, išdžiovinami filtravimo popieriumi, padalijami į dalis skustuvu (stiebas, šaknys), išmatuojami ir pasveriami. Duomenys apdorojami statistiškai, išreiškiami kaip procentinė kontrolė.

1. Tiriamųjų augalų sodinukų laistymo tiriamuoju vandeniu būdas

(2 variantas).

Iš įvairių šaltinių paimtas vanduo koncentruojamas išgarinant 10 kartų, laikomas šaldytuve. Stiklai užpildomi tokiu pat kiekiu išplauto ir kalcinuoto smėlio, į dugną įdedamas stiklinis vamzdelis, per kurį atliekamas drėkinimas, nusodinamas vandeniu iš čiaupo. 18–20 daigų daigų (vaisiakūnių, ridikėlių) sėjama į nedidelį gylį. Po to, kai daigai sudygsta ir atidaromi skilčialapiai, puodeliuose paliekama 10 vienodų augalų, likusieji nugrimzta pincetu. Laistymui skirtą substratą per vamzdelį iš folijos pagamintu piltuvu pagaminkite tą patį kiekį vandens. Po 2-3 savaičių atsargiai daigai sudygsta, nuplaunami, išdžiovinami filtravimo popieriumi, išmatuojama ir atskirai pasveriama anteninė dalis ir šaknys. Duomenys apdorojami statistiškai, išreiškiami kaip procentinė kontrolė.

1. Tiriamųjų augalų sodinukų vystymasis, laistant juos bandomu vandeniu (pavasario laikotarpis).

Mėginio skaičius, mėginių ėmimo vieta	Bandomasis augalas	Žemės dalis,%
1. Upė Podkumok
2. Novopyatigorsko ežeras
4. Kontrolė - vandentiekio vanduo

Toksinis mėginio poveikis laikomas įrodytu, jei eksperimentas rodo toksinį poveikį, kuris 50% slopina sodinukų, būtent jų šaknų, augimą (Gruzdeva, 2002).

Iš 1 lentelės duomenų matyti, kad palankiausias augti ir vystytis bandomųjų augalų sodinukams yra 2 pavyzdys - Novopyatigorsko ežeras. Orlovka. Pagal sodinukų augimo laipsnį ir vegetatyvinę galią galime daryti išvadą, kad mėginyje Nr. 1 (Podkumoko upė) daigų šaknų augimo slopinimas yra slopinamas daugiau nei 50%, palyginti su kontroline, todėl mėginio Nr. 1 toksiškumas yra didelis. 3 pavyzdyje (Yutsos upė) augimo slopinimas tiek aerodinaminėje dalyje, tiek sodinukų šaknyse yra labiau slopinamas nei 1 pavyzdyje, todėl mėginio Nr. 3 toksiškumas yra labai didelis.

2.4. Tiriamųjų augalų sodinukų vystymas, laistant juos bandomu vandeniu

(rudens laikotarpis).

Mėginio skaičius, mėginių ėmimo vieta	Bandomasis augalas	Žemės dalis,%
1. Upė Podkumok
2. Novopyatigorsko ežeras
3. Jutos upė
4. Kontrolė - vandentiekio vanduo

Iš 2 lentelėje pateiktų duomenų matyti, kad rudens laikotarpiu sodinukų vystymasis labiau slopinamas mėginyje Nr. 3, Yutsos upėje, o sodinukų šaknų augimo slopinimas šiame mėginyje yra slopinamas daugiau nei 60%, palyginti su kontrole. Mėginiuose Nr. 1 - Podkumok upė ir Nr. 2 - Novopyatigorsko ežeras taip pat pastebimas vegetatyvinių sodinukų organų vystymosi sumažėjimas.

Vėlesnio medžiagų apdorojimo metu, remiantis pirmojo tyrimo varianto rezultatais, buvo sudarytos biotestų testų schemos.

Fig. 1 Tiriamųjų augalų sodinukų ilgio santykis, laistant juos bandomu vandeniu (2015 m. Pavasaris, ruduo)

Fig. 2 Tiriamųjų augalų sodinukų masės santykis, laistant juos bandomu vandeniu (2015 m. Pavasaris, ruduo)

Taigi iš rezultatų, gautų pasirinkus 1 variantą, galime daryti išvadą:

natūralių vandenų toksiškumas pavasarį yra didžiausias Podkumok ir Yutsos upėse;

avižų daigai yra jautriausi vandens toksiškumui.

2.5. Tiriamųjų augalų sodinukų vystymasis (pavasaris).

Mėginio skaičius, mėginių ėmimo vieta	Bandomasis augalas	Žemės dalis,%
1. Upė Podkumok	Vandenės
2. Novopyatigorsko ežeras	Vandenės
3. Jutos upė	Vandenės
4. Kontrolė - vandentiekio vanduo	Vandenės

Remiantis eksperimentinių mėginių antžeminės masės pokyčiu, palyginti su kontroliniu, galima spręsti apie šio vandens mėginio toksiškumą. Stiprus bandomųjų augalų augalų oro dalių slopinimas, daugiau kaip 20%, palyginti su kontrole, rodo aukštą vandens mėginio toksiškumo laipsnį (Golubkina, 2008). Didelis toksiškumas pastebėtas pavyzdyje Nr. 3 - Yutsos upėje. Sėjinukuose antenos dalies vystymosi slopinimas stebimas 53–55% daugiau nei kontroliniame mėginyje. Mėginiai Nr. 1 - Podkumoko upė ir Nr. 2 - Novopyatigorsko ežeras taip pat yra toksiški, tačiau mažesniu mastu.

2.6 Tiriamųjų augalų sodinukų vystymas (rudens laikotarpis).

Mėginio skaičius, mėginių ėmimo vieta	Bandomasis augalas	Žemės dalis,%
1. Upė Podkumok	Vandenės
2. Novopyatigorsko ežeras	Vandenės
3. Jutos upė	Vandenės
4. Kontrolė - vandentiekio vanduo	Vandenės

Remiantis 4 lentelės duomenimis, labiausiai toksiškas mėginio numeris 3 - Yutsos upė. Toksiško vandens mėginys Nr. 1 - Podkumoko upė. 2 testas. Novopyatigorsko ežeras yra labai mažai toksiškas.

Pagal gautus 2 tyrimo variantus buvo sudarytos biotestų schemos.

Fig. 3 Bandymo sodinukų ilgio santykis (2015 m. Pavasaris, ruduo).

4 pav. Išbandyto vandens sodinukų masės santykis (2015 m. Pavasaris, ruduo)

Remdamiesi tyrimų rezultatais galime padaryti išvadą:

bandomųjų augalų sodinukų ilgio ir masės santykis priklauso nuo natūralių vandenų toksiškumo, kuo vandens mėginyje daugiau toksinių medžiagų, tuo mažesnis bandomųjų augalų sodinukų ilgis ir masė;

jautriausias toksinams yra vandens drožlių augalas.

natūralių vandenų toksiškumas yra didesnis pavasarį vandens mėginiuose, paimtuose iš Podkumok ir Yutsos upių;

mažiau toksiško vandens mėginio iš Novopyatigorsko ežero.

Atlikus tyrimus buvo įsisavinta natūralių vandenų toksiškumo biologinio tyrimo metodika, atlikta šios temos tyrimo teorinių metodų analizė ir sekanti išvados:

Sužinojome, kad Pyatigorsko rezervuarų natūralių vandenų toksiškumas skiriasi sezoniškai: pavasarį jis didesnis, rudenį sumažėja toksiškumas;

Nustatyta, kad bandomųjų augalų sodinukų vystymasis ir augimas tiesiogiai priklauso nuo natūralių vandenų toksiškumo laipsnio, vandens aromatų ir avižų augalai yra jautriausi toksinams;

Nustatyta, kad laistant daigus, augalų bandymas bandomu vandeniu labiau slopina šaknų sistemos vystymąsi;

Eksperimentu nustatyta, kad vandens mėginiai iš Yutsos ir Podkumoko upių pasižymi didžiausiu toksiškumu, o vanduo iš Novopyatigorsko ežero yra mažiau toksiškas.

Taigi patvirtinta hipotezė apie galimybę įvertinti natūralių vandenų taršos laipsnį naudojant biotestavimo metodus. Šiame darbo etape eksperimento metu be specialios brangios įrangos, prietaisų ir reagentų buvo nustatyti vandens taršos Pyatigorske lygiai.

Mūsų darbas gali būti tęsiamas kitais mokslo metais. Norėdami pašalinti rezultato klaidas, remiantis laboratorija, galite atlikti cheminę vandens analizę ir dar kartą išanalizuoti situaciją.

Šis natūralių vandenų analizės metodas gali būti rekomenduojamas sodininkams mėgėjams ir visiems mūsų miesto gyventojams, kurie domisi šia problema.

Nuorodos

Vishnyakova V.F. Stavropolio teritorijos ekologija. - Stavropolis, 2000 m.

„Golubkina N.A. Ekologijos laboratorinis seminaras.-M., 2008 m.

Grodzinsky A.M., Grodzinsky D.M. Greita nuoroda į augalų fiziologiją. - Kijevas; Naukova Dumka, 1973 m.

Gruzdeva L.P. natūralių vandenų kokybės bioindikacijos. // Biologija mokykloje.2002, Nr. 6 psl. 10

Denisova S.I. Lauko praktika ekologijoje. - Minskas, 1999 m.

Kuleshas V. F., V. V. Mavriščiovo ekologijos seminaras. Minskas, 2007 m.

Lysenko N.L. Vandens ekosistemų bioindikacija ir biologinis tyrimas. Biologija mokykloje.1996, Nr. 5, 12 psl

Nikanorovas A.M.,. Khoruzhaya T.A. Ekologija - M., Prieš, 2001 m.

Ramad F. Taikomosios ekologijos pagrindai. - L .: Gidrometeoizdat, 1981 m.

„Trifonova T.A.“, „Selivanova N.V.“, „Mishchenko N.V. Taikomoji ekologija. M., Akademinis projektas., 2007 m.

Savelyeva V.V. Stavropolio teritorijos geografija. - Stavropolis, 2003 m.

Stepanovskikh A.S. Aplinkos apsauga.- M .: UNITY-DANA, 2001 m.

Biotestų teoriniai klausimai. - Volgogradas, 1983 m.

Fedorova A.I., Nikolskaya A.N. Ekologijos ir aplinkos apsaugos seminaras. - M., Vlados, 2001 m.

Filenko O.F. Vandens aplinkos kokybės biotestavimo metodai. - M .: Maskvos valstybinis universitetas, 1989 m

Yablokovas A.V. Rusijos ekologija: perspektyvos būklė. 2005 metai.

1 priedėlis

1 lentelė

Pagrindinės vandens toksiškumo vertinimo metodų charakteristikos

	Cheminiai metodai	Biologiniai metodai
		Bioindikacijos	Biologinis tyrimas
Indikacijos tipas	Poveikio indikacija	Reakcijos indikacija	Poveikio indikacija
Analizės objektas		Vandens bendruomenės
Analizės tikslas	Cheminės koncentracijos matavimas	Natūralių bendrijų būklės įvertinimas	Integruoto toksiškumo įvertinimas bandomuose organizmuose
Toksiškumo rodikliai	Viršija nustatytus reglamentus	Neigiami bendruomenės pokyčiai	Patologinių (iki mirties) pokyčių išsivystymas tiriamuose organizmuose
Nuostatai	Didžiausia leidžiama koncentracija	Neįdiegta	Ūmaus ir lėtinio toksinio poveikio nebuvimas
Metrologinės charakteristikos	Tikslumas, suartėjimas, atkuriamumas	Neįdiegta	Suartėjimas, atkuriamumas

2 lentelė

Biologinio vandens aplinkos toksiškumo tyrimo metodų apimtis

Biotest objektas		Biologinio tyrimo tikslas	Tiriamasis organizmas
Chemikalai		Žuvininkystės reglamentas; toksiškumo kontrolė tarptautinėje prekyboje	Hidrobiontai yra pagrindiniai vandens ekosistemų trofiniai lygiai. Standartinis tiriamų organizmų rinkinys
Gamyba, perdirbimas ir nuotekos (taršos šaltiniai)		Valymo efektyvumo įvertinimas, pavojingų komponentų identifikavimas, išmetimų reglamentavimas, įmonių aplinkosaugos sertifikavimas	„Biotest“ rinkiniai
Natūralūs vandenys (ne taršos šaltiniai)		Vandens kokybės atitikties nustatytiems teisės aktams patikrinimas. Vandens telkinių toksikologinės būklės įvertinimas. Aplinkos katastrofų ir ekstremalių situacijų zonų nustatymas	„Biotest“ rinkiniai

2 priedėlis

Nuotrauka Nr. 1. Dygsta drebulės nuotrauka Nr. 2. Vandens kruopų daigai

(kontrolė) (patirtis)

Dabar mes kreipiamės į tinkamo tiriamojo organizmo pasirinkimo problemos sprendimą. Tuo pat metu mes pateiksime idėją apie bendras vandens toksiškumas akvariume.

Pasirodo, kad bendrą akvariumo vandens toksiškumą galite įvertinti paprasčiausiai stebėdami sraiges.

Pati savaime tai labai paprasta ir nebloga idėja - įdėti į vandenį bandomąjį organizmą, kuris gyvena vandenyje, ir pamatyti, kas su juo atsitiks. Ir tada nuspręskite, ar šis vanduo yra geras, ar blogas? Tokią idėją įgyvendinti yra atlikti biotestą. Lieka tik atsakyti į 2 klausimus:
1. Koks organizmas ( jis bus vadinamas bandomu organizmu) pasirinkti?

2. Kas tiksliai turėtų nutikti jam, ar remiantis kokiais reiškiniais galima spręstitoksiškumas ?

Tačiau jei teoriniai biotestų pagrindai jums netrukdo, o jūs tiesiog norite sužinoti, kaip vandens toksiškumą galima nustatyti naudojant sraigėms, galite praleisti dalį žemiau esančios medžiagos ir eiti tiesiai į ją.

Kurią bandymo įstaigą pasirinkti?

Iki šiol kai kurie buvo pasiūlyti. tiriamieji organizmai. (Bandomasis organizmas yra tas nelaimingas padaras, kurio reakcijomis mes įvertinsime vandens toksiškumą). Buvo sukurti griežti biotestai, kuriuos oficialiai priėmė Rusijos Federacijos Gamtinių išteklių ministerija. Populiariausi tiriamieji organizmai buvo dafnijos ir žiedai. Tyrimai grindžiami kiekybiniu jų mirtingumo įvertinimu. Pagal mirčių skaičių daroma išvada apie toksiškumą. Atrodytų, kad visa tai suprantama, lengva ir paprasta, tačiau praktiškai tai pasirodė nelabai informatyvu. Jei eksperimentiniai gyvūnai miršta, akivaizdu, kad vanduo daro toksišką poveikį, tačiau ar skiriasi toksiškumo laipsnis, kai vienu atvejupvz mirė 40% dafnijų, o dar 60%? Na, atrodo, kad ten, kur 60% yra vanduo, toksiškesnis, bet 40% yra nemažas skaičius. Gal tiesiog tiriamųjų organizmų grupės nebuvo per daug vienalytės, atsižvelgiant į atskirų individų atsparumą žalingiems poveikiams, taigi mirtingumo procentas skiriasi, o mėginių toksiškumas yra tas pats?
Apskritai, biotestų rezultatų statistinio patikimumo klausimas iškart iškyla. Tikėti ar netikėti biotestų rezultatais labai priklauso nuo statistinio eksperimento teisingumo. Bet ne tik tai. Ne mažiau svarbu, kad daugiausiai priklauso nuo paties bandomojo organizmo kaip biologinės rūšies pasirinkimo. Čia neįmanoma neatsižvelgti į jo biologijos ir fiziologijos ypatybes. Vėl imk tą pačią dafniją. Kur ji gyvena gamtoje? Na, atvirai sakant, ne labai skaidriuose vandenyse. Akvariumo žuvų augintojai eina jos gaudyti į vandens valymo įrenginių viršūnes. Diskusijos (ir ne tik jos) tokiame vandenyje negyvens, o tokio vandens negersime - jiems nepatiks kvapas ir skonis. Bet dafnijos ten gyvena ir dauginasi greitai, taip pat ir žiedai. Taigi ar remiantis jų reakcija galima spręsti apie vandens toksiškumą mūsų (tai yra žmonių) ir akvariumo žuvų atžvilgiu? Aš labai įtariu, kad vis tiek neįmanoma, nesvarbu, kiek autorių bando įrodyti priešingai. Aš nesileisiu toliau į mokslinius ir mokslinius ginčus dėl biotestų džiunglių, bet toliau aprašysiu tiriamąjį organizmą, kurį naudosime biotestuose.
   Taigi, vandens toksiškumą įvertinsime pagal jo elgesį (visų pirma pagalelgesys, o ne pagal mirtingumą) sraigių ampulės. Apie šias sraiges galite perskaityti patys. . Kas daro ampullarium nuostabų? Taip, keletas svarbių savybių!

1. Sraigių ampuliarija yra termofilinė ir pasižymi dideliu metabolizmu.

Esant 25–30 ° C vandens temperatūrai, biocheminės reakcijos ampulės kūne vyksta nepaprastai greitai. Jie daug valgo, daug negraužia ir energingai auga. O tai reiškia, kad toksinių medžiagų buvimas vandenyje greitai paveiks medžiagų apykaitos procesus jų kūne ir tai bus matoma. Iš tikrųjų toksinių medžiagų veikimo esmė slypi tame, kad jos pažeidžia įprastą biocheminių reakcijų eigą. Toksinį poveikį galima greitai nustatyti. Žodis „greitas“ reiškia laikotarpį nuo kelių valandų iki dviejų dienų.

1 nuotrauka. Čia yra jaunos ampuliarijos sraigės. Kaip tiriamieji organizmai, jie yra geri dėl intensyvaus metabolizmo. Fotografija aiškiai įrodo šią tezę. Rodyklė rodo mantijos užuomazgas, einančias už kiauto kraštų. Galbūt jie padidina mantijos sąlyčio su vandeniu plotą ir palengvina odos kvėpavimą. O gal jie yra kažkaip susiję su sparčiu apvalkalo krašto augimu. Bet kokiu atveju, kai šie išsikišimai yra aiškiai matomi jaunose sraigėse, pastarųjų dydis padidėja ypač greitai.

2. Didelis ampulės jautrumas ir tuo pačiu atsparumas toksiškam poveikiui.

Ampulės turi dvi svarbias savybes tiriamajam organizmui. Jie yrajautrus  toksiškų medžiagų veikimui (kodėl, aš paaiškinau aukščiau) ir tuo pačiuatsparus  (atsparios) jiems (tik vario druskos juos naikina jau mažoje koncentracijoje). Atsparus - tai reiškia, kad jie nemiršta iškart. Beje, dėl to jiems labai gerai sekasipaleisti akvariumą   kaip „pionieriai gyvūnai“. Dėl toksiško poveikio kūnui jie pradeda mažiau valgyti, lėčiau šliaužioti, jiems reikia daugiau arba, atvirkščiai, mažiau deguonies, užsirakina savo kriauklėje dangčiu, atsiribodami nuo žalingo nešvaraus vandens poveikio. T. y., Užnuodytų sraigių elgesys skiriasi nuo įprastų elgesio. Sraigėms priskiriami visi jų apsauginiai mechanizmai, reaguojantys į stresą, kai vandenyje yra nuodingos medžiagos ir ilgą laiką išlieka gyvi, arba netgi prisitaiko prie nuolatinio nuodų buvimo vandenyje (taip pat žr.toksiškumas ) Visa tai galima užregistruoti ir toksiškumą galima įvertinti remiantis šiomis elgesio reakcijomis. Na, o kai sraigės visiškai suserga (tai atsitinka, kai 20–100 kartų ar net daugiau nei viršijama didžiausia leistina koncentracija vandenyje) - jie miršta. Taigi ampulių elgesio sutrikimus galima nustatyti net esant labai žemai toksinių medžiagų koncentracijai vandenyje (maždaug 0,01–0,1 didžiausios leidžiamos koncentracijos), o šios sraigės žūsta tik pakartotinai perdozavusios. Tai reiškia, kad biotestas, kurį jie naudoja, bus labai toksiškas. Šios aplinkybės svarbą galima paaiškinti tokiu pavyzdžiu. Pagrindinis dafnijos testo trūkumas yra labai siauras diapazonas. Jie gyvena be pastebimų nukrypimų nuo normos, net esant didelėms toksiškos medžiagos koncentracijoms (keli MPK, kad tai parašytapirmasis biologinio tyrimo straipsnis ), jo neatskleidžiant, tačiau jie iš karto miršta, dar šiek tiek padidindami jo koncentraciją.

3. Aukštas ampulės organizavimo lygis.

Ampulės yra gana sudėtingai sutvarkytos būtybės (priešingai nei, pavyzdžiui, žiedai). Jie turi beveik tas pačias anatomines ir fiziologines sistemas, kurias turite jūs ir aš: nervų, motorinę, virškinimo, išskyrimo, kvėpavimo, seksualinę, humoralinę (kūno funkcijų hormoninio reguliavimo sistemą). Jų kūnas, reaguodamas į įvairius kenksmingus išorinius poveikius, reaguoja į nespecifinį streso atsaką, apimantį visas sistemas. Remiantis šia reakcija galima spręsti apie bendrą vandens toksiškumą, kurį lemia ne viena toksiška medžiaga, bet bendras daugelio vandenyje esančių teršalų poveikis.

4. Ampulės elgesys apima įvairias elgesio reakcijas.

Kaip jau rašiau, ampulių elgesys yra gana įvairus. Tai leidžia spręsti apie jų aplinkos toksiškumą pagal šių elgesio reakcijų nukrypimą nuo normos.

Vaizdo įrašo nematyti, greičiausiai jūsų naršyklė nepalaiko HTML5 vaizdo įrašų

Ampulariume yra ir plaučiai, ir žiaunos. Vandenyje, kurio mažai oksiduojamas, yra daug deguonies, o sraigės daugiausia kvėpuoja žiaunų pagalba. Retai kyla į plaučių ventiliacijos paviršių - ne dažniau kaip kartą per 5-10 minučių ar net rečiau, išlaikant aukštą motorinį aktyvumą. Geromis sąlygomis ampullariumai yra gana judrūs ir gali tiesiogine prasme „skristi“ aplink akvariumą, ypač jei jie yra alkani. Jei moliuskas patenka į toksišką aplinką, tada jo kūnas į tai reaguoja apibendrintai reaguodamas į stresą. Pirmosiomis valandomis sraigės deguonies poreikis staigiai padidėja. Jis vis labiau pradeda kilti į paviršių grynu oru. Kartais intervalai tarp individualaus plaučių „vėdinimo“ prasideda tik keliomis dešimtimis sekundžių. Kai kuriais atvejais moliuskas lieka paviršiuje, išleisdamas sifoną. O motorinės košelės aktyvumas pastebimai sumažėja: ji šliaužia mažiau ir šliaužia lėčiau nei įprastai. Tokie simptomai pastebimi, pavyzdžiui, paviršinio aktyvumo medžiagoms (plovikliams) patekus į vandenį.
  Akvarelininkui nėra pavojinga periodiškai žiūrėti, kaip viskas susiję su jo kvėpavimo ir motorine veikla? Jei pakeitus vandenį akvariume, staiga staigiai padidėjo kvėpavimo takų aktyvumas, tai yra priežastis nerimauti ir išmatuoti turinį vandenyjeamoniakas ir nitritai . Šios medžiagos taip pat gali sukelti padidėjusį kvėpavimo takų aktyvumą. O gal prisimenate, kad groteles nuplovote muilu, o po to ne itin kruopščiai nuplaunate po stipriu vandens srautu?
Esant visam vykstančiam toksiniam poveikiui, kochlejos metabolizmas pradeda sulėtėti. Ji ropojasi labai mažai arba labai lėtai, jos kūnas beveik visiškai įsitraukęs į kriauklę ir valandų valandas nevėdina plaučių - tokie stebėjimai turėtų sukelti ypatingą susirūpinimą akvariumininkui. Sunkiausiais atvejais sraigės guli apačioje arba maudosi paviršiuje, uždarius kiautą. Norėdami geriau atsiriboti nuo toksiško išorinės aplinkos poveikio, sraigė gali išleisti nemažą kiekį gleivių, kurios išskiria tarpą tarp kriauklės ir dangčio. Kai moliuskas miršta, dangtis šiek tiek atsidaro, o moliusko korpusas iškrenta. Tai klaidina nepatyrusius akvariumininkus. Jie mano, kad sraigės gyvos. Tiesą sakant, sraigė su sandariai uždarytu apvalkalu vis dar yra gyvesnė, nei su šiek tiek sustingusia.

Jei maitinate žuvis plūduriuojančiu maistu, tada sraigės, nebent, žinoma, jaučiasi gerai, linkusios dalyvauti bendroje šventėje. Jie renka plūduriuojantį maistą naudodamiesi aukščiau parodytais piltuvėliais. Bet jei ampullariumai nuolat kyla į paviršių ir sudaro piltuvus, nors šėrimo nebuvo, tai turėtų įspėti. Paprastai tai rodo per didelį ištirpusių organinių medžiagų kiekį vandenyje, kurias sraigės jaučia pagal kvapą ir skonį (atitinkami receptoriai yra ant ūsų ir labiajų čiuptuvų). Uosdamas kvapus indus, kurių vietos negalima nustatyti (kvapas yra visur), ampulė teisingai mano, kad jie yra išsibarstę po vandens paviršių ir nuskaito, kad sudarytų piltuvus, kad galėtų juos surinkti.
  Į šį sraigių elgsenos ypatumą reikėtų atkreipti dėmesį tiriant vandenį iš vasarnamių. Didelis organinių medžiagų kiekis juose nėra neįprastas dalykas. Patekusios į tą vandenį sraigės susirenka prie paviršiaus ir sulanksto kojas piltuve. Iškart aišku, kad išbandytas vanduo nėra per geras. Šiame akvariume, naudodamiesi tokia elgesio reakcija, sraigės surenka bakterijų plėvelę ir maitina likučius iš vandens paviršiaus. Tai labai naudinga veikla. Bet paklauskite savęs, kodėl šis filmas atkakliai rodomas? Gal tau per daugpamaitinkite žuvį arba nepakankamasaeracijos filtravimas?

Aš kalbėjau apie dvi ampulių elgesio reakcijas, kurios leidžia mums padaryti keletą išvadų dėl vandens kokybės. Bet tai nėra biologinis tyrimas. „Biotest“ yra iš anksto suplanuota patirtis, teikiama vadovaujantis šiam biotestų metodui sukurtomis taisyklėmis, leidžiančiomis gauti statistiškai patikimus rezultatus. Šis metodas bus aptartas tęsinyje. Bet veltui nepaminėjau šių elgesio reakcijų. Praktiškai jie patys yra gana informatyvūs. Be to, sraigės juos dažnai demonstruoja, o eksperimentuotojui naudinga suprasti, kas vyksta per biotestą.
   Ir pasibaigus šiai medžiagai, leiskime apsigyventi ties dar vienu ampullariumo požymiu. Kaip sakiau, jaunos sraigės labai greitai sukonstruoja savo kiautą. Šį procesą sutrikdo stiprus toksinis vandens poveikis. Pažvelkime į nuotrauką pačioje straipsnio pradžioje. Šio vargano sraigės lukštas yra supjaustytas giliu išilginiu plyšiu. Tai labai būdingas apvalkalo formavimo pažeidimas. Jei jūsų sraigės turi tą patį dalyką, žinokite, kad gyventi jūsų akvariume yra labai, labai sunku. Neigiamas aplinkos poveikis organizmui yra toks, kad jo nebegalima kompensuoti organizmo gynybinėmis reakcijomis ir jis sukelia morfologinius sutrikimus. Dėl didelio atsparumo ampullariumas gyvena, tačiau jam tai nėra lengva. Akvariumuose, kuriuose gyvena sraigės su tokiais apvalkalais, dažnai pastebima „be priežasties“ žuvų mirtis. Be to, žuvys dažnai suserga.

Jei laiku (kai išilginis plyšys nėra per didelis) pagerinti akvariumo gyvenimo sąlygas: nenaudokite vaistų, kurių sudėtyje yra vario ir formalino, ar net be priežasties, nustatykite biofiltraciją ir dažniau keiskite vandenį, tada ampulė sėkmingai atkuria apvalkalo vientisumą. Bet randas išliks amžinai kaip kažkada patirtų sunkumų prisiminimas.

Išsamią informaciją apie konkretų biologinio tyrimo metodą galite rasti straipsnyje. Namų biologinis tyrimas, II dalis (biologinio tyrimo technika).

Vladimiras Kovaliovas

Atnaujinta 2017 m. Balandžio 11 d