Способ определения загрязненности донных отложений

 

Использование: охрана окружающей среды, определение загрязненности донных отложений в водоемах рыбохозяйственного и рекреационного назначения. Сущность: донные отложения экстрагируют в течение 50 мин водой в объемном соотношении не менее 1:8 соответственно, помещают в экстракты чистого и исследуемого донных отложений срез тканей эледеи, цитоплазма клеток которых находится во временно неподвижном состоянии, фиксируют время регенерации движения цитоплазмы клеток в исследуемом и контрольном экстрактах . Исследуемые донные отложения относят к чистым при значениях соотношения , меньших или равных 1, к слабо загрязненным при значениях, больших 1, но меньших или равных 3, к умеренно загрязненным при значениях соотношения, больших 3, но меньших 5, к сильно загрязненным при значениях, равных или больших 5. 6 табл. (Л с минуту при объемном соотношении донных отложений и воды не менее 1:8. Аналогично готовят экстракт из контрольных донных отложений, заведомо чистых промытых и прокаленных. В экстракт из чистых донных о1 ЛЬжёнйй вносят срез ткани стебля или листьев элодеи , цитоплазма которой в месте среза в результате механического повреждения останавливает свое движение. После этого под микроскопом при увеличении 10x40 регистрируют момент восстановления движеы 00 о Ю ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР . (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4774638/13 (22) 28.12.89 (46) 23.01.93. Бюл. hk 3 (71) Азовский научно-исследовательский инcTNTQT Pbl6HoI хозЯйства (72) С.С.Гусева, И.Г,Корпакова, И.В,Струбицкий. Е.И.Аксенова и 8.Г.Тилькиян (56) Лесников Л.А. Сообщение на конференции: Биоиндикация и биотестирование природных вод. Ростов-на-Дону, 1986.

Ходда М. и Николас У.Л. Разнообразие нематод и промышленное загрязнение в эстуарии реки Хантер, Новый Южный Уэльс, Австралия. //Mar. Poffut. Bull., 1986, v. 17, N. 5, с. 251-255.

Шварц P.Ê., Камминс Дж.М. и др. Сравнение результатов проведенных в разных лабораториях тестов на токсичность донных осадков с использованием морских амфипод Rhepairnius Abronins "Маг. Environ.

Res.",1986, v. 19, М 1, с, 13-37. . Руководство по организации наблюдений, проведению работ и выдаче разрешений на сброс отходов в море с целью захоронениФ. — Под ред. И,АЩмыгина. М.:

Гидрометеойздат, 1984, с, 43-59;

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для кбнтроля качества донных отложений в водоемах хозяйственного и рекреационного назначенйя, Цель изобретения — повышение точности и экспрессности определения;

Способ осуществляютследующим образом.

Пробу исследуемых донных отложений экстрагируют в течение не менее 50 мин дистиллированной водой путем встряхивания в емкости с чаСтотой 100 колебаний в. 5U 1789921 А1 (я)5 G 01 и 33/18, А 01 К 61/00 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕЙИЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ (57) Использование: охрана окружающей среды, определение загрязненности донных отложений в водоемах рыбохозяйственного и рекреационного назначения.

Сущность: донные отложения экстрагируют в течение 50 мин водой в обьемном соотношении не менее 1:8 соответственно, помещают в экстракты чистого и исследуемого донных отложений срез тканей эледеи, цитоплазма клеток которых находится во временно неподвижном состоянии, фиксируют время регенерации движения цитоплазмы клеток в исследуемом и контрольном экстрактах, Исследуемые донные отложения относят к чистым при значениях соотношения, меньших или равных 1, к слабо загрязненным при значениях, больших 1, но меньших или равных 3, к умеренно загрязненным при значениях соотношения, больших 3. но меньших 5, к сильйо загрязненным при значениях, равных или больших

5. 6 табл. минуту прй обьемном соотношении донных отложений и воды не менее 1;8.

Аналогично готовят экстракт из контрольных донных отложений, заведомо чистых промытцх и прокаленных.

В экстракт из чистых донных отложений вносят срез ткани стебля или листьев злодеи, цитоплазма которой в месте среза в результате механического повреждения останавливает свое движение. После этого йод микроскопом при увеличении 10х40 регистрируют момент восстановления движе1789921 ния цитоплазмы у клеток, находящихся в . элодеи:независитотвремениэкстрагироваэкстракте из чистых донных отложений, ко- ния и объемного соотношения донных отлоторое является контрольным. . жений: вода и соответственно составляет в

Аналогичные действия осуществляют в среднем 5 мин. отношении экстракта исследуемых донных 5 П р"и м е р 2. Условия эксперимента анаотложений (опытного). логичнй примеру 1 за исключением того, что

Затем устанавливают соотношение оп- предварительно B êoíòðoëüíûå ïðoáû äoííûõ ределенных опытного и контрольного пара- отложений добавляли метафос в концентраметров. При значений itoro соотношения, ции 1 мг/кг. Аналогично фиксировали время . меньшем или равном 1, исследуемые дон- 10 восстановления клеток элодеи. Рассчитывали ные отложения относят кчистым, при значе- отношение опытных к контрольным данным. нии его, большем 1, но мень@ем или равном Экспериментальные данные представ3, донные отложения относят к слабо загряз- лены в табл. 2 (объемное соотношение — 1:4, ненным, при значении отношения, большем время экстрагирования составляло соответ3, но меньшем 5, — к умеренно загрязненны- 15 ственно 15, 30, 50, 60, 70, 90 и 100 мин). ми, а при значении соотношения, равномили Пример 2,1. Условйя опыта аналобольшем 5, — к сильно загрязненным. гичны примеру 2 за исключением того, что

Способ поясняется примерами. экстракты получали при объемном соотноПример 1. Приготавливали пробы по шении донные отложения:вода 1:8.

100 мг каждая в 3-кратной повторности: из 20 Пример 2.2. Условия опыта аналочистых донных отложений, промытых в дис- гичны примеру 2 за исключением того, что тиллированной" воде и йрокаленных при экстракты получали при объемном соотно150 С, Пробы смешивали с дистиллирован- шении донные отложения:вода 1,10. ной водой s объемном соотношении 1:4 и Пример 2.3, Условия опыта анало- осуществляли экстрагирование донных от- 25 гичны примеру 2 за исключением того, что ложений в различное время, а именно: 15, экстракты получали при обьемном соотно30, 50, 60, 70, 90 и 120 мин путем встряхива- шении донные отложения:вода 1:12. ния их смесей в емкостях с частотой 100 Пример 2;4. Условия опыта аналоколебаний в мйнуту, После завершения экс- . гичны примеру 2 за исключенйем того, что трагирования отбирали по 1 мл экстракта и 30 экстракты получали при объемном соотнопомещали в них срезы ткани листьев эло- шении донные отложения:вода 1:20. деи. Отметим, что цитоплазма клеток злодеи, Экспериментальные данные представпосле механического повреждения (среза) лены в табл. 2.временно останавливала свое движение. Как видно из экспериментальных данПри инкубации клеток злодеи висследу- 35 ных, представленных в табл. 2, во-первых, емых водных экстрактах донных отложений оптимальное время экстрагирования составрегистрировали время воссстановления ляет 50-70 мин, так как за 30 мин не происходвижения цитоплазмы,: дит полного извлечения токсических:

Пример 1.1. Условия опйта анало- компонентов издонных отложений, а больше гичны примеру 1 за исключением toro, что 40 70 мин является нецелесообразным, так как экстракть1 получали при объемном соотно- не изменяется время восстановления движешении донных отложений:вода 1:8, " ния цитоплазмы тес1 - организма; во-вторых, Пример 1.2. Условия опыта анало- оптимальное соотношенйе донные отложегичны примеру 1 за исключением того, что ния:вода составляет. I:(8-12), так как соотноэкстракты получали при обьемном соотно- 45 шение ниже 1:8 не йриводят к полному шении донные отложения;вода 1:10. извлечению этафоса, а при 1:20 происходит

Пример 1.3. Условия опыта анало- уменьшение его концентрации в экстракте. гичны примеру 1 за исключением того, что Дальнейшие исследования проводиэкстракты получали при объемном соотно- лись с пробами донных отложений, взятых в шении донные отложения:вода 1:12.,50 естественных водоемах.

Пример 1.4. Условия опыта анало- П ример 3, Пробы донных отложений гичны примеру 1 за исключейием того, что в количестве по 100 r каждая отобраны в экстракты получали при объемном соотно- трех районах Азовского моря. Каждую прошении донные отложения:вода 1:20. бу в трехкратной повторности смешивали с

Экспериментальные данные представ- 55 дистиллированной водой при объемном со лены в табл, 1 в виде средних значений при .отношении донных отложений и воды 1:4, трехкратной повторности. 1:8; t:10, 1:12, 1:20 соответственно.

Kak видим из экспериментальных дан- Полученные смеси помещали в емкости ных представленных в табл. 1, время восста- и экстрагировали с частотой 100 колебаний новления движения- цитоплазмы клеток в минуту втечение15,30, 60,70,90, 120мин.

1789921

30

40

55

3 контроле использовали Заведомо чистые донные отложения (промытые и прокаленные). По завершении экстрэгирования проводили биотестирование водной вытяжки.

Данные биотестирования по восстановлению движения цитоплазмы злодеи показали, что соотношение обьема грунта с водой

1:(8-12) и времени экстрэгирования более 50 мин обеспечивают более полное извлечение загрязняющих веществ из грунта в экстракт, чем при других вариантах исследований, Это подтверждают данные о времени восстановления движения цитоплазмы, которое во всех вариантах.опыта при более 50 мин экстрагирования в объемном соотно..шении донных отложений и воды больше, чем в других варйантах.

Данные этой серии опытов представлены в табл. 3.

Аналогичные результаты получены при исследовайий доййых отложений в районе р.Дон. Данные представлены в табл.4.

В табл. 5 представлены данные исследований ряда естественных водоемов Ростовской областй с использованием заявляемого способа, Параллельно с биологической оценкой качества донных отложений йроводился химический анализ.

Так, в пробах донйых отложений, характеризующихся высокой степенью загрязненности, обнаружены нефтяные компоненты (3,47 мг/г сухого остатка) с преобладанием смолистой фракции, полихлорбифенилы (0,82 мкг/г

Формула изобретения

Способ определения загрязненности донных отложений, предусматривающих экстрагирование исСледуемого и чистого 45 донных отложений водой, введение в экстракты пробы тест-организмов, регистрацию физиологического параметра тесторганизмов, сравнение"опытных и контральных данных и суждение о чистоте или загрязненности исследуемого донного отложения па пблученным данным, о т л и ч эю шийся тем, что, с целью повышения точности и экспрессности определения, экстра кцию донных отложений проводят в течение не менее 50 мин при объемном . соотношении отложений и воды не менее сухого остатка), а также свинец — 100 мкг/г сухого остатка, медь — 101 мкг/г сухого остатка.

Соответственно в пробах, характеризующихся умеренной степенью загрязнения, обнаружены хлорорганические соединения (0,08-0,009 мкг/г сухого остатка), ПХБ — 0,05 мкг/г сухого остатка, а также свинец и ртуть в следовых количествах.

Пробы 2 и 3, оцененные как слабо загрязненные, содержали ХОС 3,5-0,6 мг/г сухого остатка и следы свинца. В пробе 1 отмечены следы XOC.

Такйм образом, разработанный метод биологической оценки загрязненности дон- ных отложений гидробиоценозов является, во-первых, экспрессным (анализ — ответ 22,5 ч, табл. 6), не требует специального оборудования для химического анализа, во-вторых. тест-объект обладает высокой чувствительностью и малой степенью адаптации, позволяющий оценить более низкие концентрации загрязняющих веществ. . Преимущества способа состоят в повышении точности и экспрессности определения загрязненности грунтов и дойнЫх отложений, а также в доступности и высокой чувствительности тест-объекта, .отсутствии необходимости в специальных условйях для его культивирования и транспортировки

Кроме того, предложенный способ может быть использован при выработке регламентации загрязняющих веществ донных отложений, 1:8, в качестве тест-организмов используют клетки эледеи с временно неподвижной цитойлээмой, в качестве физиологического параметра после введения тест-организмов в пробы регистрируют момент восстановления движения цитоплазмы, при сравнении опытного и контрольного параметров устанавливают их соотношение, при значении этого соотношения, меньшем или равном 1, исследуемые донные отложения относят к чистым, при значении его большем 1, но меньшем или равном 3, донные отложения относят к слабо загрязненным, при значении отношения большем 3, но меньшем 5,— к умеренно загрязненным, а при значении соотношения, равном или большем 5, — к сильно загрязненным.

1789921

Таблица 1

Завйсимость- скорости восстановления движения цитоплазмы клеток злодеи от.. времени экстрагировайия и стейенй разведения контрольной пробй донных отложений

Таблиц а 2 (Зависимость"скорости восстаиовлейия движения цитоплазмы клеток элодеи(мий) от времени экстрагирования и степени разведения йробы донных отложений, содержащей метафоса 1 мг/кг

Время восстановления, "" Соотношение времени восстановления движения цитоплазмы в опыте к контролю.

Таблица 3

Зависимость скорости восстановления движения цитоплазмы клеток злодеи от . времени экстрагирования и степени разведения пробы доййых отложений, отобранных в Азовском море*

* Содержание металлов в пробе составляет:

Свинец 98 мкгlг сухого остатка - ; .-,.

Кадмий 132 мкг!г. -"Медь 75 мкг/г -"-:. :=::-":- =:-:"--- ;м

+* Время восстановления ,*** Соотношение времени восстановления движения цитоплазмы в опыте к контролю.

1789921 табл ица 4. Зависимость скорости восстановления движения цитойлазмы клеток злодеи от времени экстрагирования и степени разведения пробы донных отложений, отобранных в р. Дон*, дельта

Оценка степени загрязйенности донных отложений рыбоводных прудов

Нижнего Дона предложенным способом

ММ пп

Компонентный состав химических загрязнителей

Отношение времени восстановления движения цитоплазмы опыт/контр.

Кв

Оценка сте- Рыбопродукпени загряз- тивность, ц/га нения

Кв 1(чистый)

1 < Кв 3(слабо загрязненный)

3< Кв <5(умеренно загрязненный)

Сумма X0C — следы

Сумма ХОС вЂ” 3,2 нг/г сухого остатка

Углеводороды — 0,002 мгl г

Сумма ХОС вЂ” 0,07 сухого остатка

Медь — следы, цинк — следы

Хром .— 0,2 мкг!кг, медь— следы, ПХБ — 0,04 мкг/г сух. остатка

Сумма ХОС (a-ГХЦГ, у-ГХЦГ)

ДДЕ, ДДД,ДДТ) 1,222 мкг/кг сух. остатка

Свинец — 16,6 мкг/кг, цинк —

57,4 мкг/г

Сумма XOC — 3,010 мкг/кг сух. остатка

Медь — 44,0 мкг/кг, свинец—

81 мкг/кг. 1,0

2;5

26,0

25,0

3,7

20,0

4,6

17,5

6,5

15,0

5 а Кв -«оо (СИЛЬНО ЗдГРЯЗненный) 9,3.11,3

Г

ДДЕ) и ПХБ — 1,82 мкг/г сухого остатка.

** Время восстановления.

*** Соотношение времени восстановления движения цитоплазмы в опыте и контроле.

Таблица 5

1789921

Таблица 6

Характеристика экспрессноСти предлагаемого способа

Составитель С,Гусева, Техред М.Моргентал . Корректор С.Пекарь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 347 Тираж " Подпйсное

ВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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