Способ определения токсичности водных сред

Способ определения токсичности водных сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам определения токсичности водных сред и позволяет увеличить чувствительность способа. Способ заключается в том, что адаптируют в водной среде гидробионтов - брюхоногих моллюсков: Lyranaea lagotis, или Lymnaea auricularla, или Coretus corneas, ВЛИ Viviparus viviparus, осуществляют предварительную калибровку степени чувствительности и устойчивости гидробионтов к эталонному токсиканту , производят тестовые воздействия на опытные серии гидробионтов определенными концентрациями исследуемых сред, обеспечивая постоянство внешних условий и ступенчатое нарастание концентраций при воздействии на каждую из последуклцих серий гидробионтов . Регистрируют реакцию поведения гидробионтов, вычисляют по ней их двигательную активность для каждой концентрации, определяют степень токсичности водных сред путем сравнения рассштанных по двигательной активности уровней вьисиваемости гидробионтов контрольной и опытной серий и дополнительно достоверно отличающиеся друг от друга локальные экстремумы двигательной активности гид (Л робионтов и оценку степени токсичности водных сред осуществляют в долях от величин максимальной концентрации , при которой смертность гидробионтов равна нулю, и предельно допустимой концентрации эталонного токсиканта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 38 11022/23-26 (22) 01 ° 11.84 (46) 15.11.86. Бюл. У 42 (71) Научно-исследовательский гидрохимический институт (72) А.А.Степаненко и Т.А.Хоружая (53) 615.9 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1112276, кл. G 01 N 33/18, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ

ВОДНЫХ СРЕД (57) Изобретение относится к способам определения токсичности водных сред и позволяет увеличить чувствительность способа. Способ заключается в том, что адаптируют в водной среде гидробионтов — брюхоногих моллюсков: Lymnaea lagotis,или Lymnaea

auricularia, или Coretus corneus, -mm Viviparus viviparus, осуществляют предварительную калибровку степени чувствительности и устойчивости гидробионтов к эталонному токсиканту, производят тестовые воздействия

ÄÄSUÄÄ 1270699 а1

gg 4. G 01 N 33/18 // С 02 F 3/32 на опытные серии гидробионтов определенными концентрациями исследуемых сред, обеспечивая постоянство внешних условий и ступенчатое нарастание концентраций при воздействии на каждую из последующих серий гидробионтов. Регистрируют реакцию поведения гидробионтон, вычисляют по ней их двигательную активность для каждой концентрации, определяют степень токсичности водных сред путем сравнения рассчитанных по двигательной активности уровней выживаемости гидробионтов контрольной и опытной серий и дополнительно достоверно отличающиеся друг от друга локальные экстремумы двигательной активности гидробионтов и оценку степени токсичности водных сред осуществляют в долях от величин максимальной концентрации, при которой смертность гидробионтов равна нулю, и предельно допустимой концентрации эталонного токсиканта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 табл.

1 1270699 2

Изобретение относится к биологи- уровне доверительной вероятности 95Х; ческому мониторингу, а именно к био- на фиг. 2 — кривые "концентрация логическим способам количественной двигательная активность моллюсков оце нки э а гря з не ния пр е с ных п ов ерх- С, corneus при анализе токсичности костных вод, и может быть использо- 5 воды реки Мертвый Донец (2а), воды вано в санитарной гидробиологии и рыбоводного пруда в поселке Хапры в од н ой т о к си кол о гии . Ростовской области (2б) и воды реки

Цель изобретения — увеличение чув- Сухой Чалтырь (2в) . ствительности способа. Установлено, что реакция данных

° Ha фиг. 1 изображены кривые "кон- 10 видов моллюсков на разные токсиканцентрация CuSO — эффект" для видов ты, имеющиеся в водной среде, сходL. Lagotis (1a).,: С. corneus (1б) и на, что иллюстрируется на фиг, 1 и 2, V. viviparus (1в), где каждая кон- В таблице даны значения важнейцентрация взята в 3 повторностях и ших величин и отношений между ними показаны доверительные интеРвалы при 1 у брюхоногих моллюсков.

Coretus corneus

Вид огранизмов

Дата анализа

06.07.83

13.09.83

13,07.83 14.06,84 15.02.84

Вид токсиканта CuSO<.5H>0 CuSO< . 5 Н О CuSO< 5 Н О CuSO< 5H>0 KCl С,, мг/л

С „„„MI /JI

LCn /С о.кс

1,65

0„65

1,25

0,95 1000

0,375 400

1,0

0 5

0,375

l,65

2,5

2,53

1,7

2,5

Из данных таблицы видно, что отношение величины LC к концентрации, при которой отмечается третий (считая слева) максимум двигательной активности моллюсков (С„ „, ), для разных видов моллюсков, разных токсикантов и в разное время является практически постоянной величиной.

Это доказывает, что величину С„„„ можно связать с величиной LC простым коэффициентом, постоянным для данного вида молюсков. Фактически концентрацию, соответствующую лк бому экстремуму (максимуму или минимуму) двигательной активности моллюсков, можно связать с величиной

LC и ПДК по иону Cu++ также коэффициентом, что и лежит в основе предлагаемого способа определения токсичности вредных сред . (LCo — максимальная концентрация, при которой смертность гибробиотов равна нулю, ПДК вЂ” предельно допустимая концентрация эталонного токсиканта).

На фиг. 1б показана зависимость двигательной активности вида Coretus corneus от концентрации раствора соли CuSO< . С помощью известного способа можно более или менее четко выделить на кривой двигательной активности (ДА) только глобальный (основной или наибольший) максимум (он третий слева), а осталь40 ные максимумы и минимумы (т.е. экстремумы) выделить строго по местоположению на графике вообще нельзя, поскольку повторности для каждой концентрации необязательны, а без

45 повторностей локальные экстремумы

ДА на кривой нельзя выделить достоверно, из-за того, что разброс данных при одном измерении больше, чем локальные отклонения кривой ДА вверх р или вниз на графике (хотя разброс данных меньше по величине, чем величина глобального максимума) . Но без строгого достоверного выделения на кривой локальных минимумов и максимумов ДА нельзя определить токсичность, которая недостаточна, чтобы появился глобальный максимум (фиг, 2б и 2в) . Наименьшая концен(которых в свою очередь за 0,5-4 ч до анализа собирают из больших аквариумов в малый аквариум емкостью

10 л, где нет растений и грунта и где содержат 150 шт. моллюсков при аэрации воды) . С этого момента времени подсчитывают количество моллюсков (в процентах), переместившихся со дна сосуда на его боковые стенки в каждую из 10 мин наблюдения, для чего учитывают количество моллюсков, находящихся на боковых стенках сосуда, и половину тех моллюсков, которые одновременно касаются дна сосуда и боковых стенок сосуда. Затем вычисляют среднее количество переместившихся моллюсков эа 10 мин наблюдения и среднее количество переместившихся MQJLTIIocKOB по всем повторностям при одной и той же концентрации. Результат вычисления, выраженный в процентах, представляет собой двигательную активность.моллюсков при данной концентрации. Строят график зависимости двигательной активности моллюсков от концентрации (фиг. 2а) . Выявляют на графике локальные экстремумы двигательной активности (при этом минимумы должны достоверно отличаться от максимумов).

Выбирают один локальный экстремум двигательной активности (в данном случае третий слева максимум) и связывают его с величинами LC и ПДК коэффициентами К; и K . путем сравнения полученного графика (фиг. 2а) с графиком для эталонного токсиканта (фиг. 1б) . Причем коэффициенты

К, и К„ определяют заранее по данным графика для эталонного токсиканта по формулам

Cq& er . Cec t >1

K К,= ---- — — 1

LCo ПДК 1

1т где используются величины именно для эталонного токсиканта. Выявляют отношение концентраций исследуемой водной среды (C„) к концентрации, соответствующей локальному экстремуму, взятому для расчетов (Се ), выявляют величину коэффициентов К и К по фор мула к

K =KI E i K=К;

С С, Се 4 и выражают величину токсичности водной среды путем связывания коэффициентов К, и К с величинами ЬС„и ПДК по следующим формулам з 1270699 трация токсиканта, которую можно выделить предлагаемым способом, соответствует первому минимуму ДА на предлагаемых кривых (фиг. 1 и 2), а наименьшая концентрация токсиканта, которую можно выявить с помощью известного способа равна 1.СО .

На фиг. 1б концентрация, соответствующая LC,, так относится к концентрации, соответствующей первому 10 минимуму ДА, как 12,5:1. Поэтому предлагаемый метод чувствительнее известного для вида С. corneus в

12,5 раз или в 10 раз (фиг. 1б), а для вида L. Iagotis примерно в I5

6 раз (фиг. 1a).

Пример 1. Производят установление величины токсичности вод реки Мертвый Донец с помощью брюхоногих моллюсков вида Coretus corneus 20 (фиг. 2а). За две недели до анализа токсичности моллюсков адаптируют к условиям содержания в аквариумах на

40-60 л с гравием и высшим водным растением UalI зпегia spira7is при 25 температуре 22 + 4 С, рН 7,5 + 0,7 и при постоянной аэрации воды, взятой ранее из водопровода. За день до анализа (или за неделю до анализа) на части моллюсков, выводимых щ далее из анализа, производят установление устойчивости и чувствительности моллюсков к эталонному токсиканту — соли CuSO< (соответственно по величине J.C и местонахождению экстремумов двигательной активности моллюсков на графической кривой концентрация — двигательная активность" ) . Доставленную на анализ водную среду реки нагревают до температуры воды в аквариуме с гидробионтами с помощью аквариумных нагревателей при усиленной аэрации воды аквариумными аэраторами. Затем разбавлением доставленной на анализ водной .gg среды аквариумной водой приготавливают десять порций растворов при следующей концентрации исследуемой водной среды: О, 15; 30; 40; 50; 60, 70 ;

80, 90 и 100Х. При этом каждую концентрацию берут в трех (шести) повторностях. Полученные растворы помещают в одинаковые прозрачные стеклянные сосуды (стеклянные гладкие стаканы емкостью 200 мл), после чего 5 помещают в каждый из них по 5 шт. (можно по 10 шт.) особей моллюсков приблизительно одинакового размера5 12

С, 100%

ЬС (",(х о

0,5L ; то„=K; ПД1(=К2пдк=125 8 о ПДК =

С„ 100% п»пдк С,х о

156 ПДКх где ПДК = 0,001 мг/л Си1

Определение токсичности в данном примере показало, что вода реки М.

Донец не является остротоксичной для тест-объекта моллюсков С. corneus так как токсичность ее меньше величины LC и данные моллюски останутся все живы при выдерживании их в такой воде в течение 24 ч. Однако токсичность воды р . M.Äoíåö достаточно высока, так как кратковременное нахождение моллюсков в этой воде дает такой же токсический эффект, как и их нахождение в аквариумной воде, в которую добавили ионы Cu++ (в виде соли СиБ04), и концентрации в 156,25 раз большей ПДК рыбохозяйственных норм для ионов Cu++.

Пример 2. Производят установление токсичности водной среды, взятой из рыбоводного пруда, с помощью брюхоногих моллюсков вида С.

corneus (фиг. 2б). Все операции, кроМе одной, производят также, как и в примере 1. Исключением является та операция,. которая связывает локальный экстремум двигательной активности с величинами LC, и ПДК. Для расчетов выбран не третий слева максимум двигательной активности, как в примере 1, а второй слева, так как третьего максимума двигательной активности на фиг. 2б вообще не отмечается ввиду меньшей величины токсичности. Расчеты токсичности дали следующие результаты

Т =K " LC =K LC=O 2 — LC

С 100% .

Ох . LC О g О х 90 ь

0,22 L

Т =К вЂ”" — ПДК=К ПДК=60 ПДК =

С 100%

Се»< 90%

= 67 ПДК

Пример 3. Производят установление величины токсичности раст70699 Ь

2S

46

50 вора, содержащего соль CuSO+ в неизвестной концентрации, с помощью брюхоногих молюсков вида Viviparus

viviparus. Все операции производят также, как и в примерах 1 и 2. Производят сопоставление кривой в опыте с калибровочной кривой. Поскольку величина LCp для вида Viv ipa ru s

viviparus не установлена, то величину токсичности выражают только в долях от ПДК по иону Cu+ по следующей ф ор муле

Tà» = Ki С nqK = K nqK

Сх С,„

Формула изобретения

1. Способ определения токсичности водных сред, включающий исследование адаптации в них гидробионтов — брюхоногих моллюсков, предварительную калибровку степени чувствительности и устойчивости гидробионтов к эталонному токсиканту, проведение тестовых воздействий на опытные серии гидробионтов определенными концентрациями исследуемых сред, обеспечивая постоянство внешних условий и ступенчатое нарастание концентра— ций при воздействии на каждую из последующих серий гидробионтов, регистрацию реакции поведения гидробионтов, вычисление ло ней их двигательной активности для каждой концентрации и оценку степени токсичности водных сред, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения чувствительности способа, вычисляют дополнительно достоверно отличающиеся друг от друга локальные экстремумы двигательной активности гидробионтов и оценку токсичности водных сред осуществляют в долях от величин максимальной концентрации, не вызывающей гибели ни одной особи гидробионтов, и предельно допустимой концентрации эталонного токсиканта.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве брюхоногих моллюсков используют или

Lymnaea 2agotis, или Lyrmaea auricuIasia, или Согейиз corneus, или

МЫЛparus viviparus.

1270699

s+ с

tfp

08 12

Eaeqeerrrpaque СиО, не/л

Риг.1 о 4 р Z0

1з ф 60

1 0

700 е; 2

Е у 40

М 20

700

50 700

Концентраци ц % ов преде ьной

Риг.2

Составитель Г.Лебедева

Редактор Н. Киштулинец Техред И.Попович Корректор Е.Сирохман

Заказ 6238/48 Тираж 778 Поцпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4