Способ определения токсичности водных сред

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ВОДНЫХ СРЕД путем исследовани адаптации в них гидробионтов - брюх ногих моллюсков Lymnaea, отлич ющийся тем, что, с целью уско рения способа, в качестве гидробион / ш тон используют брюхоногих моллюсков Lymnaea lagotis Lymnaea auricularia, осуществляют предварительную калибровку степени чувствительности и устойчивости гидробионтов к эталонному токсиканту, производят тестовые воздействия на опытные серии гидро ионтов определенными концентрациями исследуемых сред, обеспечивая постоянство внешних условий и ступенчатое нарастание концентраций при воздействии на каждую из последующих серий гидробионтов, регистрируют реакцию поведения гидробионтов, вычисляют по ней их двигательную активность для каждой концентрации и оценивают степень токсичности водных сред путем сравнения рассчитанных по двигательной активности уровней выживаемости гидробионтов контрольной и опытной серий.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ц9) О!) gag G 01 N 33 !8 / С 02 F 3 32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ".:

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2Л (21) 3517044/23-26 (22) 06.01. 82 (46) 07.09. 84. Бюл. N 33 (72) А.А.Степаненко, П.И. Короленко и Г.А. Ковалев (71) Гидрохимический институт (53) 615.9(088.8) (56) 1. Brown l,oslis. The use of

Hydrobia jenkinsi to detect intermittnt tixic discharges to à river, "Water Research", 1980, Ф 8, 14.

2. Методики биологических исследо. ваний по водной токсикологии. M.

"Наука", 1971, с. 216-218 (прототип) ° (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ВОДНЫХ СРЕД путем исследования адаптации в них гидробионтов — брюхо ногих моллюсков Lymnaea, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью ускорения способа, в качестве гидробион% тов используют брюхоногих моллюсков

Lymnaea lagotis "Lymnaea auricularia, осуществляют предварительную калибровку степени чувствительности и устойчивости гидробионтов к эталонному токсиканту, производят тестовые воздействия на опытные серии гидрогионтов определенными концентрациями исследуемых сред, обеспечивая.постоянство внешних условий и ступенчатое нарастание концентраций при воздействии на каждую из последующих серий гидробионтов, регистрируют реакцию поведения гидробионтов, вычисляют по ней их двигательную активность для каждой концентрации и оценивают степень токсичности водных сред путем сравнения рассчитанных по двигательной активности уровней выживаемости гидробионтов контрольной и опытной серий.

1112276

o/ ния тест-объектов и методикой исследо вания; воэможность прогнозирований результатов воздействия токсикантов в течение ближайших суток, а также длительных промежутков времени; про- 5 стота реализации способа, требующего при работе вручную только прозрачных сосудов, водопроводную или аквариумную воду и адаптированные организмы; воэможность уточнения, дополнения и

10 проверки данных, полученных другими способами, определяемая достаточной

io

4 точностью и достоверностью определения по предлагаемому способу, Преимущества предлагаемого способа позволяют с большей эффективностью использовать его не только в научноисследовательской практике, но и для исследования качества поверхностных вод на местах в сельском и пресноводном рыбном хозяйстве при потреблении и использовании воды контролируемого качества, санитарной гидробиологии и ме дицине при санитарных ис следованиях.

I 1 122.76

Изобретение относится к биологическому мониторингу поверхностных вод, а именно к биологическим способам количественной оценки загрязнения пресных поверхностных вод, и может быть использовано в санитарной гидробиологии, водной токсикологии и при медико-биологических исследованиях.

1О

Известен способ выявления перемежающихся сбросов в реку на основе поведенческой реакции брюхоногого моллюска Hydrobia jenkinsi, основанный на определении способности моллюска прикрепляться к сусбстрату

15 в токсической жидкости в течение трех минут и удерживаться на ней при наклоне в 50 и легком встряхиа вании (1) ., 20

Основными недостатками известного способа являются низкие воспроизводимость, чувствительность и достоверность метода, определяемые наличием данной реакции только на высокие кон-25 центрации токсикантов узкой избирательностью поведенческой реакцией моллюска Hydrobia jenkinsi по отношению к токсикантам и большой зави- симостью данной поведенческой реакции от условий испытаний, а также специфичность поведенческой реакции, присущей только определенным видам моллюсков, вследствие чего. применение известного метода значительно ограни. чивается видовым составом гидробионтов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения токсичности водных сред путем исследования процесса адаптации в них гидробионтов Lymnaea зСаяпа,11з, заключающийся в исследовании фазы акклимации процесса адаптации гидробионтов, базирующейся на биохимических и генорегулирующих механизмах (2).

Основными недостатками известного способа являются длительность прдцесса определения 45-60 дн., связанная ° с проведением исследований влияния. токсикантов на такие биологические показатели, как выживаемость, размножение, полодовитость; эмбриональное развитие и др., узкая область применения, ограниченная, с одной стороны, опр ед еле ни ем . хр они ческих воздействий токсикантов и с другой стороны, количеством видов исследуемых организмов. а также невозможность использования в экспедиционных условиях.

Целью изобретения является ускорение способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения токсичности водных сред осуществляют предварительную калибровку чувствительности гидробионтов - брюхоногих моллюсков Lymnaea lagotis u Lymnaea

ausicularia к эталонным токсикантам, производят тестовые воздействия на опытные серии гидробионтов определенными концентрациями исследуемых водных сред, обеспечивая постоянство внешних условий и ступенчатое нарастание концентраций при воздействии на каждую из последующих серий гидробионтов, регистрируют реакцию поведения гидробионтов, вычисляют по ней их двигательную активность для каждой концентрации и оценивают степень токсичности водных сред путем сравнения рассчитанных по двигательной активности уровней выживаемости гидробионтов контрольной и опытных серий.

Пример. Проводят установление. для гидробионтов токсичности исследуемой жидкости (раствор, содер жащий 2 г/л NnC12 4Н О) . Заблаговременно, не менее чем за три дня до анализа в закрытом отапливаемом помещении адаптируют в аквариумах при стандартных условиях, приближенных

+о к оптймальным (при температуре 22-4 С, рН = 7,5+0,7) избранный вид ползающих водных беспозвоночных - широко распространенный в Европе и Азии пресноводный брюхоногий моллюск Lymnaea

lagotis u Lymnaea auricularia.

В день анализа на части гидробионтов, выводимых далее из исследований, проводят определение устойчивости и чувствительности (соответственно по выживаемости и по месту нахождения максимума двигательной активности) стандартным воздействием эталонным токсикантом точно известных концентраций по описанной методике.

Доставленную на исследование жидкость нагревают за несколько минут ,до температуры воды в аквариуме с !

:гидробионтами (путем помещения er в закрытом числом сосуде г тот же аквариум). Затем разбавлением достав ленной на анализ жидкости аквариумной водой приготавливают десять точ276

3 1»2 но рассчитанных по концентрации. пор- ций растворов исследуемой жидкости.

Причем концентрацию исследуемой жидкости в порциях ступенчато изменяют от нулевой до предельной таким образом, чтобы интервал между концентрациями по мере их уменьшения также уменьшался (концентрации указаны на фиг. 3). Полученные растворы наливают в десять одинаковых прозрачных 10 сосудов (химические стаканы диаметром 75 мм, высотой 95 мм), после чего помещают по 5 штук (можно по 20) особей тестовых организмов приблизительно одинакового размера в каждый из сосудов. С этого момента времени подсчитывают количество организмов в процентах (фиг. 3), что указано на .(фиг. 3) переместившихся к определенной границе исследуемых объемов щ растворов (в данном случае со дна к поверхности воды) через каждую минуту в течение 5 мин для каждого сосуда. Подсчет проводят регистрируя количество организмов (в процентах 25 от общего количества) на каждую минуту до определенной границы сосуда (на поверхности воды в данном случае).

Для вычисления двигательной актив. ности отнимают от среднего арифметического численности оРганизмов (в процентах) на границе сосуда с п-й, а по (и+х)-ую минуту (с 3-й по 5-ю минуту включительно в данном случае) количество организмов, осевших на 35 отмеченной границе сосуда в момент начала опыта (учитывая, что часть организмов в момент начала опыта могла оставаться плавающей на поверхности) и выражают итоговые данные в 40 процентах.

По графику двигательной активности организмов строят график возможной будущей выживаемости организмов через 24 ч после начала воздействия 45 токсичности жидкости. Для этого связывают величины концентраций, где отмечено максимум и первый стабильный минимум двигательной активности организмов, соответственно с величи- 50 нами L Со и L С ро по эмпирическим формулам LC К L C» (.См = LCðo, юо где С,„ - концентрация токсиканта, соответствующая максимальной двигательной активности; 1,Со- концентра- 55 ция, соответствующая стабильному минимуму двигательной активности, К коэффициент пропорциональности; LC -„ минимальная концентрация, при которой гибнут.все особи. Затеи ставят на графике на уровне 100Х-ной выживаемости точку А, соответствующую ве. личине LC и на уровне нулевой выживаемости точку Б, соответствующую величине ЬС (фиг. 3). Связывают на графике одним отрезком прямой две точки А и Б, а другим отрезком прямой точку А с точкой, соответствующей 1007. на оси ординат. В результате приблизительный график будущей выживаемости (которая будет наблюдаться через 24 ч после начала исследований) построен через 1,5 ч после предоставления жидкости на исследование, На основе имеющихся данных можно судить о степени токсичности данной жидкости, считая, что степень токсичности определяется количеством выживших организмов.

На фиг. 1-4 изображены полученные . кривые зависимостей: реальной выживаемости (процент выживших организмов при указанных концентрациях) — сплошные линии .с точками; двигательной активности (процент от количества переместившихся организмов) — сплошные линии с крестами; теоретических выживаемостей (полученных задолго до появления мертвых организмов в процентах выживших организмов при .Указанных концентрациях) — пунктирные линии, Исследуют следующие токсиканты:

NaC1 (фиг. 1); CuS04 ° 5Н20 (фиг.2);

МпС12 4Н20 (фиг. 2); где показаны концентрации, взятые в процентах

% от предельной в эксперименте, которая равняется 2 г/л МпС1 4Н20, NaOH ,и НС1 (фиг. 4) используют средние данные за три эксперимента). Точкой

А обозначено место теоретической величины LC, точкой Б — место теоретической величины LC,z< .

Проведенные эксперименты позволяют сделать вывод, что предлагаемый способ по сравнению с известным имеет следующие преимущества: экспресI сивность метода и возможность частич-, ной автоматизации процесса определения (при ручной работе 1,5-2 ч време« ни на анализ против 45-60 дн; широкая область применения как в геогра-, фическом, так и в видовом отношении, определяемая значительным распростра-. нением предлагаемых для испольэова1 112276

Составитель Г. Лебедева

Редактор Н. Джуган ТехредС.Легеза Корректор М. Максимишинеп

Заказ б449/29 Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4