Способ биоиндикации поверхностно-активных веществ в водных растворах

Способ биоиндикации поверхностно-активных веществ в водных растворах

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к водной токсикологии и может быть использовано для биоиндикации вод, загрязненных поверхностно-активными веществами (ПАВ).

В настоящее время, одной из задач в водной токсикологии является поиск и разработка селективных методов экологического контроля. Подавляющее большинство методов биоиндикации и биотестирования могут только установить факт влияния, но не способны определить, к какому именно классу загрязняющих веществ относится поллютант.

Разработан специфический метод определения присутствия эмульсии нефтепродуктов (НП) в воде по подъему рачков дафний на границу раздела вода-воздух (Балаян А.Э., Саксонов М.Н., Стом Д.И. Способ биотестирования нефтепродуктов. - Патент №2152612 от 10.07.2000).

Ранее, с использованием этих же рачков, был известен метод ускоренного определения фосфорорганических пестицидов (ФОП) в воде (Туманов А.А., Постнов И.Е. Осипова Н.И. и др. Метод ускоренного определения фосфорорганических пестицидов в воде. - Методы биотестирования вод. - Черноголовка, 1988. - С. 106-111). Содержание ФОП в анализируемом растворе определяли по скорости иммобилизации дафний - реакции свойственной им только при контакте с ФОП.

Известно, что многие липофильные поллютанты накапливаются в жировой ткани. Это свойство было использовано авторами при разработке метода биоиндикации и биотестирования эмульсии нефтепродуктов с использованием эпишуры. Решение задачи обнаружения нефтепродуктов достигается тем, что рачков инкубируют в эмульсии нефтепродуктов и оценивают их накопление в жировых включениях методом люминесцентной микроскопии по сине-фиолетовому свечению (Саксонов М.Н., Балаян А.Э., Стом Д.И. Способ обнаружения нефтепродуктов, растворенных в воде. - Патент №2152613 от 10.07.2000).

Применение данного метода ограничено биоиндикацией углеводородного загрязнения, так как другие поллютанты такой картины не дают.

Известна оценка токсического действия ПАВ, на примере додецилсульфата натрия, по изменению численности микроводорослей Dunaliella salina Teod. (Маркина Ж.В., Айздайчер Dunaliella salina (Chlorophyta) как тест-обьект для оценки загрязнения морской среды детергентами. - Биология моря, 2005. - Т. 31, №4, - С. 274-279). Количество клеток водорослей подсчитывали в камере Горяева в течение 14 суток. Контролем (100%) служила суспензия водорослей, выращенная в среде без ДСН.

Недостатком способа является недостаточно высокая чувствительность, длительность экспозиции.

Существует способ определения влияния ПАВ на рачков дафний (Ворожун И.М., Остроумов С.А. К изучению опасности загрязнения биосферы: воздействие додецилсульфата натрия на планктонных фильтраторов // Доклады Академии Наук. - 2009. - Т. 425, №2. - С. 271-272). Способ осуществляется следующим образом: дафний помещают в сосуды с чистой водой, в которую добавляют ПАВ (в контрольном варианте вода без добавления токсиканта). В начале опыта в сосуды добавляют зеленые водоросли Scenedesmus quadricauda. Измерение концентрации клеток производили путем подсчета в камере Ножотта (глубина 0,5 мм). Наблюдение вели в течение 24 часов. О токсичности исследуемого раствора судили по снижению скорости фильтрации.

Способ недостаточно чувствителен и не обладает специфичной ответной реакцией на ПАВ (токсиканты других соединений действуют подобным образом).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение чувствительности и получение специфичной ответной реакции на ПАВ.

Технический результат - повышение эффективности биоиндикации ПАВ.

Технический результат достигается тем, что предлагается способ биоиндикации поверхностно-активных веществ в воде, включающий инкубацию рачков в исследуемом и контрольном растворах, при этом в качестве рачков используют рачков Epischura baicalensis Sars отряда Copepoda с последующим просмотром их под микроскопом, и о присутствии поверхностно-активных веществ судят по изменению формы, размеров и количества жировых включений.

Известно, что ПАВ частично разрушают жироподобные вещества - липиды. Для визуализации процесса разрушения липидов ПАВ очень важен выбор тест-объекта. В качестве такого биоиндикатора нами предложены рачки отряда Copepoda, у которых липиды локализованы в так называемых жировых включениях. Таких рачков много видов как морских, так и пресноводных. В предлагаемом способе использовали рачков Epischura baicalensis Sars.

Рачки удобны для наблюдения тем, что постоянно имеют три пары жировых капель определенной формы и размера (рис. 1).

Способ осуществляется следующим образом.

Рачков помещали в растворы различных ПАВ: Твин-20; додецилсульфат натрия (ДСН) и бутиловый ксантогенат калия (БКК). Получили, что в ДСН через два часа в концентрации 0,05-0,001 г/дм³, в БКК 0,1 мл/дм³ через три часа и в Твин-20 в концентрации 0,01 мл/дм³ через семь часов наблюдали деформацию капель (изменение формы), редукцию второй и третьей пары, за счет которой значительно увеличивался размер первой пары капель, либо дробление на мелкие капли (рис. 2 и 3, соответственно). Скорость изменения жировых капель зависело от токсичности ПАВ и от заданной нами концентрации. Через какое-то время после этих изменений жировых включений наблюдали гибель рачков и выход капель наружу. При этом, при исследовании действия токсикантов из других классов соединений (этиловый спирт, гидрохинон, пирокатехин, пара-бензохинон, азотно-кислая ртуть, гексан) прижизненного изменения жировых капель, подобного действию ПАВ, не наблюдали. Таким образом, изменение жировых капель эпишуры может свидетельствовать о присутствии ПАВ в воде, что позволяет отнести данный метод к специфическим.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках реализации проектной части государственного задания в сфере научной деятельности (Задание №13.1263.2014/К от 11. 07.2014).

Способ биоиндикации поверхностно-активных веществ в воде, включающий инкубацию рачков в исследуемом и контрольном растворах, отличающийся тем, что в качестве рачков используют рачков Epischura baicalensis Sars отряда Copepoda с последующим просмотром их под микроскопом, и о присутствии поверхностно-активных веществ судят по изменению формы, размеров и количества жировых включений.