Стоит ли верить биотесту? Статистическая обработка результатов биотестирования.

Стоит ли верить биотесту? Статистическая обработка результатов биотестирования.

Стоит ли верить биотесту? Статистическая обработка результатов биотестирования.

Рассчитанные величины td сравнивают со значениями критерия Стьюдента (tSt) для уровня значимости Р = 0,05 и степени свободы nк + nт ‒ 2.

Если рассчитанная величина td больше или равна значению критерия Стьюдента (tdtSt), то различие между величинами показателя в контрольной или тестируемой воде достоверно. В этом случае считают, что тестируемая вода оказывает хроническое токсическое действие на дафний.

Если рассчитанная величина td меньше tSt, то различие между сравниваемыми величинами недостоверно. Тестируемая вода не оказывает хронического токсического действия на дафний, если отличия от контроля показателей выживаемости и плодовитости не достоверны.

Результаты биотестирования разбавлений тестируемой воды с целью их использования при установлении величин ПДС или определения степени хронического токсического действия тестируемой воды обрабатывают с помощью вышеописанных приемов. Определяют минимальную кратность разбавления тестируемой воды, при которой различия между величинами показателей выживаемости и плодовитости дафний в контроле и соответствующем разбавлении будут недостоверными.

Если получают две разные величины минимальной кратности разбавления тестируемой воды (одну, при которой недостоверным будет отличие от контроля показателя выживаемости, и другую, при которой недостоверным окажется отличие от контроля показателя плодовитости), вывод об отсутствии хронического токсического действия на дафний делают на основании большей величины.

Вопросы для самоподготовки

1. Что такое токсичность как характеристика отходов производства строительных материалов?

2. С чем связано использование низших организмов для проведения экспресс-токсикологической оценки материалов?

3. Что является основным биологическим показателем при выявлении острого токсического действия водной вытяжки строительных образцов методом кратковременного и длительного биотестирования?

4. Критерий токсичности водных вытяжек. Что обозначает показатель А?

5. Приготовление водной вытяжки. Контрольная среда.

6. Охарактеризуйте культуру Daphnia magna, используемую в качестве тест-объекта. Условия культивирования рачков.

7. Методика биотестирования при использовании рачков рода Дафнии.

8. Что такое ЛКр50-96 и ЛКр0-96 ? Представьте графический метод определения указанных величин.

9. Как графическим методом определить среднее время выживания 50 % особей (ЛТ50)?

3.3. Оценка фунгицидных свойств промышленных отходов

Химическая защита материалов от биоповреждений основана на использовании биологически активных химических веществ или препаратов на их основе, способных предотвращать развитие, ослаблять жизнедеятельность или уничтожать организмы, вызывающие повреждения или полное разрушение материалов, отдельных конструкций или объектов в целом. Такие вещества и препараты называют иногда биоцидами, защитными средствами, отдельные из них — антисептиками, техническими пестицидами, препаратами комплексного защитного действия.

Поскольку биологические повреждения могут быть вызваны различными организмами, выделяют следующие химические вещества, предназначенные для защиты от них:

а) фунгициды – для защиты от различных видов грибов, повреждающих материалы;

б) бактерициды – для защиты от различных видов бактерий;

в) альгициды и моллюскоциды – для защиты от обрастания в водной среде соответственно водорослями и моллюсками трубопроводов, гидротехнических сооружений, морских судов, систем водоснабжения и мелиорации и т.д.;

г) инсектициды – для защиты древесины, полимерных или других материалов от древоточцев, термитов и других насекомых;

д) гербициды – для защиты от нежелательных для произрастания растений на городских территориях, строительных площадках, обочинах автомобильных и насыпях железных дорог, аэродромах, отмостках зданий, памятниках архитектуры и т. д.;

е) зооциды – для защиты от позвоночных животных-вредителей (соответственно родентициды – для защиты от крыс, мышей и других грызунов, авициды – для защиты от птиц в городах и особенно на аэродромах).

В качестве химических средств защиты находят применение вещества, относящиеся к различным классам химических соединений, в том числе:

– неорганические соединения (окислы и соли хрома, меди, бора, цинка, мышьяка и др.);

– органические соединения (фенолы и хлорфенолы, производные карбоновых, оксикарбоновых, карбаминовых и тиокарбаминовых кислот, гетероциклические и другие соединения);

– элементоорганические и комплексные соединения (олова, меди, свинца, мышьяка, кремния, ртути и др.).

Биоцидные препараты могут представлять собой смеси различных веществ, усиливающих активность отдельных компонентов (синергисты). По агрегатному состоянию биоциды бывают твердые (порошки), жидкие и газообразные (фумиганты, летучие фунгициды и др.).

Химическую защиту от биоповреждений осуществляют в основном либо применением в сооружениях, изделиях или конструкциях специальных материалов, содержащих биоциды (биостойких материалов), либо путем обработки или пропитки защищаемых объектов биоцидными препаратами.

Применяемые для длительной защиты материалы с повышенной биостойкостью получают следующими способами:

введением в состав композиционных (смесевых) материалов (пластики, пленки, резины, эмали, бетоны и т.д.) в процессе их изготовления специальных биоцидных добавок;

глубокой пропиткой пористых и волокнистых материалов соответствующими защитными средствами;

использованием (в качестве одного из компонентов) веществ, содержащих в молекуле функциональные группировки с биоцидными свойствами: полимерные связующие, пластификаторы, наполнители, армирующие материалы.

Для временной защиты обрабатывают биоцидами поверхность защищаемых материалов или окружающей их среды (почвы, воды, воздуха).

Основной ущерб строительным материалам и конструкциям причиняют микроорганизмы, прежде всего плесневые грибы.

Применяемые для облицовки пористые силикатные материалы (белый цемент, туф, ракушечник) для защиты от поражения плесневыми грибами обрабатывают жидкостями с добавками хлористого цинка и медного купороса.

Предотвратить плесневые поражения на гипсобетонных стенах, покрытых масляно-клеевой шпаклевкой, можно добавкой в гипсобетон, шпаклевку и краску 0,02 %. 0,05 % олово-органического биоцида ластанокса, а также 2-оксидифенила и фтористого кальция.

Грибостойкость побелочных растворов обеспечивают с помощью добавок 1,5. 2,0 % фтористого натрия или кремнефтористого натрия.

Для защиты от биоповреждений цементных полов на сахарных и пивоваренных заводах к цементу в качестве биоцида добавляли 10 % тонкоизмельченного медного порошка и оксихлорид магния. В результате образовывался оксихлорид меди, обладающий фунгицидным и бактерицидным действием.

Для придания грибостойкости линолеуму в латекс вводят такие биоциды, как 2-оксидифенил и кремнефтористый аммоний.

В условиях повышенной опасности биоповреждений рекомендуется использовать лакокрасочные материалы, содержащие:

а) неорганические пигменты – оксид цинка, закись меди, метаборат бария и др.

б) органические биоциды – пентахлорфенол, 8-оксифенолят меди и др.

в) элементорганические соединения олова, свинца, мышьяка, ртути.

Сущность методазаключается в выявлении характера роста грибов на поверхности материала и наличия или отсутствия ингибиторной зоны (зоны отсутствия роста гриба) вокруг испытуемых образцов отходов, помещенных на твердую питательную среду для выращивания гриба.

Оборудование и материалы:образцы анализируемых отходов, суспензия гриба, среда Чапека-Докса с агаром, чашки Петри, стеклянный шпатель, стеклянная пипетка с выходным отверстием в 1 мм, водяной термостат.

Порядок выполнения работы и обработка результатов.

1. Приготовление суспензии спор гриба. В колбу или стаканчик, содержащую 50 см 3 стерильной дистиллированной воды перенести сухие споры и тщательно перемешать встряхиванием и растиранием стеклянной палочкой с резиновым наконечником до разделения всех комочков. Приготовленную суспензию отфильтровать через четыре слоя стерильной марли. Концентрацию спор гриба подсчитать при помощи счетной камеры Горяева или фотоэлектрического концентрационного колориметра (КФК-2). Используемая для испытаний суспензия спор грибов должна составлять 1. 2 млн/см 3 .

2. Приготовить питательную среду Чапека-Докса с агаром.

3. В чашки Петри разлить разогретую среду в количестве 10. 20 см 3 и дать застыть.

4. На поверхность среды нанести несколько капель суспензии гриба, стеклянным шпателем равномерно распределить ее по поверхности, дать немного подсохнуть. Одну из чашек с высеянной суспензией гриба выбрать как контрольный вариант.

5. В центр чашки со средой поместить пробу используемого отхода (сыпучего, в количестве 2. 3 см 3 ). Пипеткой с выходным отверстием 1 мм нанести несколько капель суспензии гриба на поверхность пробы (смочить образец). Несколько минут выдержать на воздухе, после чего чашки закрыть.

6. Чашки Петри с зараженными образцами и контрольный вариант поместить в термостат с температурой 292°С и влажностью 80. 90 % на 14 сут.

7. Через указанное время произвести осмотр образцов. Степень развития плесневых грибов на поверхности образцов отходов определить по табл. № 8 (см. лабораторную работу № 3), фунгицидные свойства отхода — по табл. № 3.2.

Оценка фунгицидных свойств материалов

Понятие о биотестировании и тест-объектах

Биотестирование (bioassay) – это процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения жизненно важных функций у тест-объектов.

Тест-объект (test organism) — организм, используемый при оценке токсичности среды (химических веществ, природных и сточных вод, почв, донных отложений, кормов и др.)

Тест-функция (test function) – это жизненная функция или критерий токсичности (toxicity criterion), используемые для характеристики отклика тест-объекта на повреждающее действие среды.

Тест- функции для различных организмов

• для инфузорий, ракообразных, эмбриональных стадий моллюсков, рыб, насекомых — выживаемость (смертность) тест-организмов.

• для ракообразных, рыб, моллюсков — плодовитость, появление аномальных отклонений в раннем эмбриональном развитии организма, степень синхронности дробления яйцеклеток.

• для культур одноклеточных водорослей и инфузорий — гибель клеток, изменение (прирост или убыль) численности клеток в культуре, коэффициент деления клеток, средняя скорость роста, суточный прирост культуры.

• для растений — энергия прорастания семян, длина первичного корня и др.

Виды биотестов

Острые биотесты (acute tests) по показателям выживаемости, длятся от нескольких минут до 24-96 ч.

Краткосрочные(short-term chronic tests) хронические тесты длятся в течение 7 суток и заканчиваются, как правило, после получения первого поколения тест-объектов.

Хронические тесты (chronic tests) на общую плодовитость ракообразных, охватывающие 3 поколения.

Алгоритм выполнения биотестирования

Отбор пробы среды (вода, донные отложения, почва). Пробы не подлежат консервированию химическими веществами или замораживанию

Подготовка исследуемых проб (приготовление водных вытяжек донных отложений, внесение в пробу необходимых химических веществ, подготовка проб почв и т.д.)

Подготовка проб сравнения(незагрязненная среда)

Внесение тест-объекта в исследуемую пробу и пробу сравнения

Выдерживание проб в определенных условиях определенное время

Определение откликатест-объектов на действие среды. Проводится визуально или с помощью приборов

Форум для экологов

Форум для экологов

Обязательно ли делать биотестирование?

Обязательно ли делать биотестирование?

Сообщение AlexF » 15 окт 2009, 08:47

Re: Обязательно ли делать биотестирование?

Сообщение ЮВ » 15 окт 2009, 08:58

Пользуйтесь ПОИСКом, аналогичные вопросы задавали и не раз

Обязательно ли привлекать кадастрового инженера к подготовке файла в формате XML с описанием границ СЗЗ?

Федеральный закон №342-ФЗ от 3 августа 2018 года дополнил Земельный Кодекс РФ (далее – ЗК РФ) главой XIX «Зоны с особыми условиями.

Читайте также:  Как и зачем кормить рыбок овощами?

в это простом случае расстояние от угла участка до угла СЗЗ будет в 1,4 раза больше СЗЗ )

Ну и что?)
Я понимаю почему возник вопрос, просто за все время работы, я всего два раза делал проект с ориентировочными размерами СЗЗ, а когда делаю.

Ответственность

Форум «Форум для экологов» является общедоступным для всех зарегистрированных пользователей и осуществляет свою деятельность с соблюдением действующего законодательства РФ.
Администрация форума не осуществляет контроль и не может отвечать за размещаемую пользователями на форуме «Форум для экологов» информацию.
Вместе с тем, Администрация форума резко отрицательно относится к нарушению авторских прав на территории «Форум для экологов».
Поэтому, если Вы являетесь обладателем исключительных имущественных прав, включая:

— исключительное право на воспроизведение;
— исключительное право на распространение;
— исключительное право на публичный показ;
— исключительное право на доведение до всеобщего сведения

и Ваши права тем или иным образом нарушаются с использованием данного форума, мы просим незамедлительно сообщать нам по электронной почте.
Ваше сообщение в обязательном порядке будет рассмотрено. Вам поступит сообщение о результатах проведенных действий, относительно предполагаемого нарушения исключительных прав.
При получении Вашего сообщения с корректно и максимально полно заполненными данными жалоба будет рассмотрена в срок, не превышающий 5 (пяти) рабочих дней.

Наш email: eco@integral.ru

ВНИМАНИЕ! Мы не осуществляем контроль за действиями пользователей, которые могут повторно размещать ссылки на информацию, являющуюся объектом Вашего исключительного права.
Любая информация на форуме размещается пользователем самостоятельно, без какого-либо контроля с чьей-либо стороны, что соответствует общепринятой мировой практике размещения информации в сети интернет.
Однако мы в любом случае рассмотрим все Ваши корректно сформулированные запросы относительно ссылок на информацию, нарушающую Ваши права.
Запросы на удаление НЕПОСРЕДСТВЕННО информации со сторонних ресурсов, нарушающей права, будут возвращены отправителю.

результат биотестирования

3.15 результат биотестирования: Конечный вывод о токсичности водной среды, установленный в ходе биотестирования.

3.19 результат биотестирования: Конечный вывод о токсичности водной среды, установленный в ходе биотестирования.

3.1.24 результат биотестирования: Конечный вывод о токсичности водной среды, установленной при биотестировании.

3.18 результат биотестирования: Конечный вывод о токсичности водной среды, установленный в ходе биотестирования.

3.15 результат биотестирования: Конечный вывод о токсичности водной среды, установленный в ходе биотестирования.

3.1.30 результат биотестирования: Конечный вывод о токсичности водной среды, установленный при биотестировании.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое “результат биотестирования” в других словарях:

Результат — 3.3.1.3 Результат . Решением Конкурсной комиссии отклоняются от дальнейшего рассмотрения заявки, не удовлетворяющие хотя бы одному формальному требованию, в том числе содержащие отклонения, существенно меняющие характеристики, условия и иные… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Р 52.24.690-2006: Оценка токсического загрязнения вод водотоков и водоемов различной солености и зон смешения речных и морских вод методами биотестирования — Терминология Р 52.24.690 2006: Оценка токсического загрязнения вод водотоков и водоемов различной солености и зон смешения речных и морских вод методами биотестирования: 3.1 анализ проб воды: Определение физических, физико химических, химических … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

РД 52.24.669-2005: Унифицированные методы биотестирования для обнаружения токсического загрязнения поверхностных вод суши с использованием микрозоопланктона — Терминология РД 52.24.669 2005: Унифицированные методы биотестирования для обнаружения токсического загрязнения поверхностных вод суши с использованием микрозоопланктона: 3.32 LC50: Концентрация токсиканта, приводящая к гибели 50 % взятой для… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Р 52.24.741-2010: Оценка токсичности поверхностных вод суши в условиях чрезвычайных ситуаций методом экспрессного биотестирования — Терминология Р 52.24.741 2010: Оценка токсичности поверхностных вод суши в условиях чрезвычайных ситуаций методом экспрессного биотестирования: 3.26 LC50 : Концентрация токсиканта, приводящая к гибели 50 % взятой для эксперимента выборки.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

диапазон — 3.9 диапазон (range): Диапазон между пределами, выраженными заявленными значениями нижнего и верхнего пределов. Примечание Термин «диапазон», как правило, используют в различных модификациях. Он может представлять собой различные характеристики,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Р 52.24.695-2007: Оценка токсического загрязнения природных вод и донных отложений водных экосистем по коэффициенту регенерации популяции — Терминология Р 52.24.695 2007: Оценка токсического загрязнения природных вод и донных отложений водных экосистем по коэффициенту регенерации популяции: 3.1 анализ проб воды: Определение физических, физико химических, химических, биологических,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

диапазон реагирования — 3.5 диапазон реагирования: Интервал значений концентраций эталонного токсиканта, в пределах которого результат биотестирования является надежным. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Р 52.24.763-2012: Оценка состояния пресноводных экосистем по комплексу химико-биологических показателей — Терминология Р 52.24.763 2012: Оценка состояния пресноводных экосистем по комплексу химико биологических показателей: 3.1.2 биологические показатели: Гидробиологические, микробиологические показатели и показатели, полученные при биотестировании.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Р 52.24.756-2011: Критерии оценки опасности токсического загрязнения поверхностных вод суши при чрезвычайных ситуациях (в случаях загрязнения) — Терминология Р 52.24.756 2011: Критерии оценки опасности токсического загрязнения поверхностных вод суши при чрезвычайных ситуациях (в случаях загрязнения): 3.1.1 аварийная ситуация на водном объекте: Ситуация, сложившаяся на водном объекте или… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Метрологическая — исп Состояние ТССНХ, оп с Источник: МИ 2021 89: Рекомендация. ГСИ. Метрологическое обеспечение гибких производственных систем. Основные положения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

научная статья по теме БИОТЕСТИРОВАНИЕ В НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ И ПРИРОДООХРАННОЙ ПРАКТИКЕ РОССИИ Биология

Цена:

Авторы работы:

Научный журнал:

Год выхода:

Текст научной статьи на тему «БИОТЕСТИРОВАНИЕ В НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ И ПРИРОДООХРАННОЙ ПРАКТИКЕ РОССИИ»

УСПЕХИ СОВРЕМЕННОЙ БИОЛОГИИ, 2014, том 134, № 6, с. 614-622

БИОТЕСТИРОВАНИЕ В НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ И ПРИРОДООХРАННОЙ ПРАКТИКЕ РОССИИ

© 2014 г. А. С. Олькова

Вятский государственный гуманитарный университет, Киров E-mail: morgan-abend@mail.ru

Биотестирование как группа методов токсикологического анализа нашло широкое применение в исследованиях химических, биологических и медицинских наук. Актуальность оценки состояния окружающей среды стимулирует появление многочисленных методов биотестирования по направлениям: поиск наиболее чувствительных тест-организмов, информативных тест-функций, разработка экспресс-методов, обеспечение методов специализированной приборной базой. В итоге можно наблюдать спектр авторских методик, различающихся используемыми организмами, сложностью их культивирования и операциями анализа, а также степенью применения научным сообществом. При этом в государственную природоохранную практику, регламентированную нормативными документами, внедрен лишь узкий перечень предлагаемых методик. В статье показан большой разрыв между научными разработками и их внедрением в природоохранную практику. Многие методики, которые прошли сложную процедуру аттестации, остаются не востребованными среди специалистов аккредитованных лабораторий. Это связано с нехваткой средств на закупку нового оборудования и отсутствием мотивации для расширения области аккредитации в части токсикологического анализа.

Ключевые слова: биотестирование, тест-организм, тест-функция, методика биотестирования, аттестация методик, охрана окружающей среды.

Оценка качества компонентов окружающей среды, а также безопасности многих техногенных сред (сточных вод, отходов, новых веществ и материалов, включая наноматериалы) довольно давно опирается не только на количественный химический анализ, но и на ответные реакции организмов. Отклик живых систем, безусловно, важен для оценки результатов работы токсикологов, экологов, химиков, фармацевтов и других специалистов.

В настоящее время в области биотестирования ярко обозначилась проблема разобщенности новых научных разработок и их применения на уровне природоохранной деятельности, регламентируемой федеральным законодательством.

Цель данной работы – анализ уровня развития методов биотестирования и степени внедрения их в практику природопользователей и государственных природоохранных органов Российской Федерации.

ТЕОРИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ

Теоретическая основа биологического тестирования относится к предмету токсикологии и представляет собой классический экспериментальный методический прием, используемый в токсикометрии для разработки нормативов содержания химических веществ в окружающей среде (Ни-каноров, 2000). Научная школа МГУ в области биодиагностики определяет биотестирование как оценку качества компонента окружающей среды по ответным реакциям стандартизированных тест-организмов, содержащихся в лабораторных условиях (Технологии биотестирования. 2008).

Среди методов биодиагностики состояния окружающей среды биотестирование закрепилось в группе методик, допущенных для целей государственного экологического контроля и мониторинга, в противовес биоиндикации. Биоиндикация и биотестирование близки по целям исследования. Но, в то же время, наблюдается принципиальная разница в методологии и сути проводимых работ. Биотестирование показывает токсичность пробы для специально подобранных наиболее чувствительных организмов, то есть

характеризует возможные последствия загрязнения для естественной биоты. Биоиндикация отражает уже произошедшее последствие загрязнения через фактическое состояние живых организмов в районе исследования.

Токсикологические исследования активно начали проводиться в начале XIX века, что было связано с массовым развитием химической технологии и, соответственно, появлением ряда веществ с неизвестными свойствами. Вслед за этим возникла необходимость оценивать последствия индустриализации. Биотестирование включили в оперативный контроль загрязнения вод в США и других европейских странах. Вслед за этим в России широкую известность приобрели научные работы Н.С. Строганова (1971, 1987) и Л.А. Лесникова (1971).

Первые методики биотестирования были аттестованы и внесены в федеральный реестр методик выполнения измерений Российской Федерации в конце 90-х гг. прошлого столетия. Под аттестацией методик (методов) измерений понимают совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленными показателями точности (ГОСТ Р 8.563-2009, 2009). Процедура аттестации биологических методов стала возможной во многом благодаря введению строгой стандартизации методов и тест-организмов.

Стандартизация в области биотестирования включает в себя:

1) строгую регламентацию видовой принадлежности используемого организма;

2) содержание культуры в оптимальных условиях, регламентированных методикой;

3) поддержание чувствительности культуры организмов в заданных методикой интервалах.

А.Н. Крайнюкова (2004) определяет чувствительность как количество позитивных ответов из общего числа протестированных проб, реагирование тест-объекта на широкий спектр токсических веществ.

Стандартизация биологических методов контроля позволяет лабораториям выдавать результаты анализов с известной точностью. При этом регламентированная чувствительность культуры является ключевым звеном объективного определения токсичности компонента окружающей среды. Чувствительность устанавливается с помощью серий растворов модельных токсикантов, которыми чаще всего выбираются соли тяжелых металлов (сульфат меди, дихромат калия, сульфат цинка).

В настоящее время заслужила высокой оценки “экспрессность” методов биотестирования, при которой получение результата о токсичности тестируемой среды возможно за минуты или несколько часов.

РАЗНООБРАЗИЕ ТЕСТ-ФУНКЦИЙ И ТЕСТ-ОРГАНИЗМОВ

Научно-исследовательская практика представлена широким спектром методик и используемых тест-организмов. Доминируют гидробионты из различных трофических звеньев водных экосистем: ракообразные (дафнии, цериодафнии), водоросли (хлорелла, сценедесмус), макрофиты, простейшие (инфузории разных видов), коловратки, рыбы, личинки насекомых (хирономиды) и некоторые другие. Причем для каждого тест-организма предлагается оценивать разные тест-функции.

Читайте также:  На музыкальной волне

Низшие ветвистоусые ракообразные Daphnia magna Straus и Ceriodaphnia affinis Lilljeborg остаются востребованными как в природоохранной практике, так и в научных исследованиях, в том числе по усовершенствованию методик. Этому способствует удобство культивирования организмов, высокая плодовитость маточной и синхронизированной культур в оптимальных условиях, сравнительная простота выполнения эксперимента. К этому стоит прибавить еще одно весомое преимущество – возможность проводить эксперименты на установление не только острой, но и хронической токсичности.

В острых экспериментах с ракообразными не так много возможностей расширить спектр фиксируемых тест-функций. Тем не менее, кроме гибели, как основного показателя токсичности, авторы предлагают оценивать, например, трофическую активность, то есть величину поглощенного дафниями корма за определенный промежуток времени. Для регистрации трофической активности рачков представители Красноярской научной школы используют изменение интенсивности нулевого уровня быстрой флуоресценции водоросли хлорелла, используемой в качестве корма (Шашкова, Григорьев, 2013). Также возможна оценка разницы между оптической плотностью тестируемой среды непосредственно после кормления и перед следующим кормлением (Олькова, 2013а), что позволяет определить сублетальные концентрации загрязняющих веществ.

Ряд авторов предлагает в качестве оперативного метода биотестирования контролировать

частоту сердечных сокращений рачков (ЧСС) (Усанов, 2004; Подосиновикова и др., 2008; Кулагина, 2011). Метод отличается экспрессностью и автоматизацией опыта. В работе (Кулагина, 2011) на примере растворов пестицидов показана состоятельность метода: летальные концентрации действующих веществ уже в начальный период экспозиции увеличивают показатель ЧСС до 30 % по сравнению с контролем.

Эксперименты по установлению хронической токсичности на рачках дают еще большее разнообразие оцениваемых ответных реакций. Смертность взрослых особей и их плодовитость являются обязательными для регистрации. Важным источником информации становится качество молоди в контрольных и опытных вариантах. Многими авторами оцениваются следующие токсические эффекты: уродства в виде отсутствия щетинок на антеннах, деформации раковин, а также появление мертворожденной или нежизнеспособной молоди (Лесников, Мосиенко, 1992; Исакова, Коломенская, 2002).

На взрослых особях дафний также можно выявить негативные воздействия: изменяется их двигательная и трофическая активности, отодвигается время наступления зрелости, биомасса и линейные размеры особей отличаются от контрольных значений (Ларин, 1994; Филенко и др., 2004).

Количество абортивных яиц также необходимо включать в оцениваемые показатели хронических экспериментов. Учет этой реакции не требует высокой квалификации исполнителя, в то же время четко сигнализирует о стрессе особей (Олькова, 2012, 2013б).

Для более глубокого изучения токсического действия веществ перечисленные функции можно фиксировать в ряду нескольких поколений рачков.

Одноклеточные водоросли – следующая популярная группа тест-организмов, в основном это Scenedesmus quadricauda Turp. Breb и Chlorella vulgaris Beijer. На современном этапе развития биотестирования ученые реже обращаются к подсчету клеток в камерах Горяева (Методика определения. 2007), используя “приборные” методы, которые направлены в основном на выявление прироста клеток и определение уровня флуоресценции хлорофилла клеток. А.С. Коновалов (2013) при тестировании солей мышьяка отмечает, что биотестирование изменения интенсивности флуоресценции хлорофилла клеток водорослей S. quadricauda показывает большую чувствительность и скорость получения ответа, чем оценка влияния в

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Обзор методов биоиндикации и биотестирования для оценки состояния окружающей среды

Дата публикации: 03.06.2015 2015-06-03

Статья просмотрена: 12569 раз

Библиографическое описание:

Еремеева А. С., Донченко М. И., Бучельников В. С., Перегудина Е. В., Азарова С. В. Обзор методов биоиндикации и биотестирования для оценки состояния окружающей среды // Молодой ученый. — 2015. — №11. — С. 537-540. — URL https://moluch.ru/archive/91/19944/ (дата обращения: 21.03.2020).

Методами биотестирования и биоиндикации определяется наличие в окружающей среде загрязнителя по состоянию определенных организмов, наиболее чувствительных к изменению экологической обстановки. Первые схемы растений — индикаторов горных пород были представлены в конце XIX в. А. П. Карпинским.

Биоиндикация — это определение биологически значимых нагрузок на основе реакций на них живых организмов и их сообществ. В полной мере это относится ко всем видам антропогенных загрязнений. Основной задачей биоиндикации является разработка методов и критериев, которые могли бы адекватно отражать уровень антропогенных воздействий с учетом комплексного характера загрязнения и диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ. Организмы и сообщества организмов, жизненные функции которых тесно коррелируют с определенными факторами среды и могут применяться для их оценки, называются биоиндикаторами.

Под биотестированием обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест — объектов — специально отобранных и выращиваемых живых организмов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения их жизненно важных функций [8].

Цель нашей работы — провести литературный обзор по методам биотестирования и биоиндикации, которые используются для оценки состояния компонентов природных сред в настоящее время.

Для определения токсичности среды используются различные методы, в зависимости от среды, которую нужно проверить. Каждый метод использует свой тест-объект. Тест-объекты для биотестирования, используемые в настоящее время [1–7, 9–11], представлены в таблице 1.

Применение различных тест — объектов для биоиндикации и биотестирования

Балаян Алла Эдуардовна;

Саксонов Михаил Наумович Стом Дэвард Иосифович;

Стом Алина Дэвардовна [3].

увеличение пузыревидных клеток

Фролова Людмила Леонидовна;

Фирсова Светлана Станиславовна [11].

Руднева Ирина Ивановна; Шайда Валентин Григорьевич; Кузьминова Наталья Станиславовна [9].

личинки черноморских рыб атерины (Atherina hepsetus, Atherina mochon pontica)

Левина Ирина Леонидовна; Щербакова Наталья Ивановна; Полуян Анна Яковлевна [7].

коэффициент пороговых концентраций

Афанасьев Дмитрий Федорович; Цыбульский Игорь Евгеньевич [2].

микроводоросли вида Scenedesmus apiculatus

вода и донные отложения Азовского и Черного морей

Кузьминова Наталья Станиславовна [6].

культуры одноклеточных морских микроводорослей Platymonas viridis Rouch и Dunaliella salina Teod

численность клеток водорослей

водная среда (Морская вода)

Азарова Светлана Валерьевна [1];

Жорняк Лина Владимировна [4];

Таловская Анна Валерьевна [10].

мушка Drosophila melanogaster

отходы горно — добывающих предприятий Республики Хакасия; почвы; аэрозоли

Заалишвили Владислав Борисович;

Алборов Иван Давыдович; Бадтиев Юрий Саламович; Тедеева Фатима Георгиевна; Алагов Азамат Асланбекович [5].

У каждого метода есть свои особенности. В общем охарактеризовать методы можно по видам используемых тест-объектов и способам анализа их реакций на загрязнение природной среды.

1. Способ биоиндикации загрязнения воздуха. Изобретение относится к экологии, в частности к оценке качества атмосферного воздуха по состоянию лишайников-биоиндикаторов. При осуществлении способа используют палетку, изготовленную из прозрачной и гибкой полимерной пленки толщиной 0,2 мм, в форме прямоугольника размером 6×28 см с закругленными краями, на поверхности палетки выгравирован измерительный прямоугольник, шириной 5 см и длиной 20 см, разграфленный на ячейки размером 1×1 см, прикрепленный концами на коре дерева. Способ позволяет более упрощенно и достоверно определить загрязнение воздуха исследуемой территории.

2. Способ биоиндикации водоемов. Изобретение относится к области физики и биологии, может быть использовано для экологического мониторинга водоемов. Способ биоидикации водоемов включает отбор проб обитающих в водоеме планктонных организмов, определение уровня загрязнения путем их анализа и оценку результатов анализа, причем определение уровня загрязнения осуществляют путем филогенетического анализа генов рибосомальной РНК (18S рРНК) планктонных организмов в пробе, анализируют филогенетические деревья, сконструированные по консервативному гену 18S рРНК и выявляют эволюционные отношения исследуемого организма с другими сапробионтами, а оценку результатов анализа осуществляют следующим образом: при высоком (более 85 %) значении бутстреп-поддержки кластеров, включающих исследуемые планктонные организмы и устойчивые сапробионты, делают следующие выводы:

– при объединении в один кластер устойчивых индикаторных организмов ксено- и олигосапробных (или исключительно ксеносапробных) водоемов и исследуемого планктонного организма определяют, что водоем находится в благополучном экологическом состоянии и угроза негативного антропогенного воздействия отсутствует,

– при объединении в один кластер устойчивых индикаторных организмов олиго- и мезосапробных (или исключительно олигосапробных) водоемов и исследуемого планктонного организма определяют, что водоем находится в нестабильном (в переходном от благополучного к неблагополучному состоянию) экологическом состоянии, испытывает несущественную антропогенную нагрузку, обладает способностью к самовосстановлению и не нуждается в осуществлении дополнительных природоохранных мероприятий,

– при объединении в один кластер устойчивых индикаторных организмов мезо- и полисапробных (или исключительно мезосапробных) водоемов и исследуемого планктонного организма определяют, что водоем находится в неблагополучном состоянии и испытывает существенную антропогенную нагрузку, естественной способности к самовосстановлению недостаточно и водоем нуждается в осуществлении природоохранных мероприятий,

– при объединении в один кластер устойчивых индикаторных организмов полисапробных водоемов и исследуемого планктонного организма делают вывод о наличии локальной экологической катастрофы и необходимости принятия безотлагательных восстановительных мер. Способ обеспечивает повышение достоверности результата биомониторинга для использования без ограничения территорией, независимо от географического местоположения исследуемого водоема.

3. Способ биологической оценки токсичности морской среды. Способ биологической оценки токсичности морской среды относится к биологическим способам оценки экологического риска и анализа загрязнения водной среды и может быть использован в марикультуре, водной токсикологии, рыбоводстве. В способе в качестве биологических тест — объектов используются личинки черноморских рыб атерины (Atherina hepsetus, Atherina mochon pontica), которые помещаются в тестируемую среду и в стерилизованную морскую воду. Контролем служит тестируемая среда и стерилизованная морская вода без токсиканта. Проводят микрокалориметрические измерения теплопродукции личинок и на основании расчета удельной теплопродукции, а также ее снижения у тест — объектов, подвергнувшихся действию токсикантов по отношению к показателям интактных личинок, делают вывод об уровне токсичности морской среды.

4. Способ определения влияния токсичности сточных вод на водные соленые среды. Способ определения влияния токсичности сточных вод на водные соленые среды относится к водной токсикологии и предназначен для оценки токсичности морской среды, содержащей сточные воды.

Способ состоит из определения показателей роста культуры морской одноклеточной водоросли в тестируемой воде и включает культивирование культуры морской одноклеточной водоросли, процедуру биотестирования, состоящую из отбора проб воды, внесения в контроль и в тестируемую среду инокулята культивируемой водоросли, подсчета численности клеток водоросли. В качестве тест — объектов используют культуры одноклеточных морских микроводорослей Platymonas viridis Rouch и Dunaliella salina Teod, на которых проводят долгосрочный (15-суточный) эксперимент. Микроводоросль Platymonas viridis Rouch используют для оценки влияния токсичности стоков на морскую среду.

Тестирование с применением Drosophila melanogaster заключается в том, что исследуемый объект помещается в среду, которую необходимо проверить на токсичность. Далее за мушками ведется наблюдение, в ходе которого можно сделать вывод о состоянии данной среды. Тестирование с применением Drosophila melanogaster позволяет на более тонком уровне (посредством определения мозаиков) определить отрицательное влияние поллютантов.

Читайте также:  Показатель pH, или водородный показатель, или активная реакция воды в аквариуме.

Из таблицы следует, что в настоящее время для биоиндикации водных объектов чаще всего используют различные водные организмы, для биотестирования атмосферного воздуха добавляются лишайники, мушки, для отходов горно-добывающих предприятий и почв — дрозофилы.

Для оценки токсичности изучаемых объектов исследователями разных стран используются в качестве тест-систем различные организмы: от бактерий до млекопитающих. Конечной целью всех биотестов является оценка безопасности или иных свойств исследуемого объекта на организмах-моделях и на основании полученных результатов прогнозирование реакции организма человека и/или животных на этот объект. Наиболее известные тест-объекты: 1) культуры клеток тканей человека и животных; 2) одноклеточные зеленые водоросли (хлорелла, требоуксия из лишайников и прочее); 3) простейшие: инфузория-туфелька; 4) бактерии; 5) членистоногие: рачки дафния и артемия; 6) рыбы; 7) насекомые; 8) мох: мниум; 9) цветковые: злак плевел, кресс-салат. Из всего многообразия разработанных и апробированных тест-систем в нашей стране узаконены лишь биотесты на ракообразных (дафниях или цериодафниях), водорослях (сценедесмус или хлорелла) и рыбах (гуппи или данио) [1,4]. Соответственно, для получения более корректной информации о токсичности исследуемых объектов можно рекомендовать использовать одновременно несколько тест-объектов с учетом их специфики.

1. Азарова С. В. Отходы горно — добывающих предприятий и комплексная оценка их опасности для окружающей среды (на примере объектов республики Хакасия): Автореферат Дис. … канд. геол.- мин. наук. — Томск, 2005г. — 21 с.

2. Афанасьев Д. Ф., Цыбульский И. Е. Способ оценки токсичности компонентов среды Азовского и Черного морей. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 26. 02. 2015).

3. Балаян А. Э., Саксонов М. Н., Стом Д. И., Стом А. Д. Способ определия токсичности водной среды. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 15. 02. 2015).

4. Жорняк. Л. В. Эколого — геохимическая оценка территории г. Томска по данным изучения почв: Автореферат Дис. … канд. геол.-мин. наук. — Томск, 2009г. — 21 с.

5. Заалишвили В. Б., Алборов И. Д., Бадтиев Ю. С., Тедеева Ф. Г., Алагов А. А. Способ биоиндикации загрязнения воздуха. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 23. 02. 2015).

6. Кузьминова Н. С. Способ определения влияния токсичности сточных вод на водные соленые среды. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 23. 02. 2015).

7. Левина И. Л., Щербакова Н. И., Полуян А. Я. Способ токсического действия пестицидов на водные объекты. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 12. 03. 2015).

8. Ляшенко О. А. Биоиндикация и биотестирование в охране окружающей среды. — Санкт- Петербург: Издательство СПбГТУРП, 2012. — 67 с.

9. Руднева И. И., Шайда В. Г., Кузьминова Н. С. Способ биологической оценки токсичности морской среды. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 13. 02. 2015).

10. Таловская А. В. Оценка эколого — геохимического состояния районов г. Томска по данным изучения пылеаэрозолей: Автореферат. Дис. … канд. геол.-мин. наук. — Томск, 2008г. — 23 с.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Биотестирование

Исходя из результатов биотестирования , можно заключить, что утилизация шламов в строительные материалы, в частности в кладочные растворы, несмотря на положительные результаты технологических испытаний, экологически нецелесообразна, так как происходит выщелачивание металлов. [16]

При использовании методов биотестирования оперируют рядом понятий и определений: под тест-объектом понимают живой организм, используемый в биотестировании; тест-реакция – изменение какого-либо показателя тест-объекта под воздействием токсичных веществ, содержащихся в воде; тест-параметр – количественное выражение тест-реакции; критерий токсичности – значение тест-параметра или правило, на основании которого делают вывод о токсичности воды. [17]

Методическое руководство по биотестированию [68] включает методики определения токсичности с использованием в качестве тест-объектов дафний, водорослей и рыб. Помимо обязательных тестов ( на дафниях) допускается использование других рекомендованных методов биотестирования. [18]

Особенно перспективными в биотестировании окружающей среды являются простейшие – инфузории. [19]

В настоящее время для биотестирования наиболее широко используют белых мышей. Исследуют большие группы животных ( по 40 – 50 особей) при постоянном воздействии канцерогенов. [20]

Статистическая обработка данных по длительному биотестированию сточных вод НПЗ с помощью персональных ЭВМ значительно сокращает объем работы, позволяет ускорить и упростить проведение биометрических вычислений, а также исключить возможные ошибки и, самое главное, смоделировать условия и результаты длительного биотестирования. [21]

Экспресс-показателем масштабов загрязнения почв является биотестирование , позволяющее интегрально оценить ее состояние как среды обитания живых организмов. [22]

Полученные данные соотносят с результатами биотестирования для составления соответствующих таблиц или графиков, с помощью которых затем определяется потенциальная экологическая опасность масел с аналогичным содержанием ПА. В частности, определение канцерогенной активности ПА как функции их коэффициента разделения при хроматографии проводят с использованием специального уравнения ( Китай), с помощью которого рассчитана канцерогенность около 80 соединений. Расчетные величины близки к биологическим экспериментальным данным. [23]

Материал приводится по книге Методы биотестирования вод / Госкомитет СССР по охране природы. [24]

В отличие от биоиндикации, методы биотестирования представляют собой характеристику степени воздействия на водные биоценозы. Указанные методы позволяют получить достаточно надежные данные о токсичности конкретной пробы загрязненной воды. Этим методы биотестирования приближаются к химическим. Но, в отличие от последних, они позволяют реально оценить токсические свойства воды, обусловленные наличием комплекса загрязняющих химических веществ. [25]

Результаты, полученные с помощью химико-аналитического контроля и биотестирования , дополняют друг друга. [26]

В настоящее время для диагностики токсичности почв при биотестировании используют один или несколько тест-организмов, выбор которых часто случаен и, как правило, определяется тем, с каким объектом работает тот или иной исследователь. [27]

Известна работа по сравнительной экологической оценке, с применением биотестирования , последствий использования шламов сточных вод гальванических производств в качестве добавки при получении строительных материалов. В ней использованы осадки образующихся при реагентнои обработке известковым молоком сточных вод гальванических цехов двух предприятий г. Иркутска. [28]

При этом, при определении класса опасности отходов результаты биотестирования имеют приоритетное значение. Лаборатория ( лабораторная служба) должна быть аккредитована ( если она входит в состав предприятия) на данный вид работ. [29]

В качестве дополнительных показателей состояния почв могут использоваться показатели биотестирования . [30]

Тест-объекты, используемые для биотестирования

Основная задача любого токсикологического опыта – определение максимальной недействующей (или безвредной, пороговой, неэффективной) концентрации веществ, при которой не обнаруживается изменений в организмах. При проведении опытов с различными тест-объектами (рыбами, беспозвоночными и т.д.) устанавливают безвредную концентрацию вещества для наиболее чувствительного организма, которая служит отправной точкой для определения допустимой концентрации этого вещества.

Тест-организмы – это высокочувствительные организмы, широко представленные в определенных географических зонах, доступные для сбора, удобные для содержания и культивирования в лаборатории и хорошо изученные.

Например, для биотестирования водных объектов используют различных гидробионтов – водорослей, микроорганизмов, беспозвоночных, рыб. Наиболее популярные объекты – ювенильные формы (juvenile forms) планктонных ракообразных-фильтраторов Daphnia magna, Ceriodaphnia affinis. Важное условие правильного проведения биотестирования – использование генетически однородных лабораторных культур, так как они проходят поверки чувствительности, содержатся в специальных, оговоренных стандартами лабораторных условиях, обеспечивающих необходимую сходимость и воспроизводимость результатов исследований, а также максимальную чувствительность к токсическим веществам.

В биотестировании для характеристики отклика тест-объекта на повреждающее действие среды используют критерий токсичности (toxicity criterion) – тест-функцию. Тест-фукнкции, используемые в качестве показателей биотестирования для различных объектов:

  • – для инфузорий, ракообразных, эмбриональных стадий моллюсков, рыб, насекомых – выживаемость (смертность) тест-организмов;
  • – для ракообразных, рыб, моллюсков – плодовитость, появление аномальных отклонений в раннем эмбриональном развитии организма, степень синхронности дробления яйцеклеток;
  • – для культур одноклеточных водорослей и инфузорий – гибель клеток, изменение (прирост или убыль) численности клеток в культуре, коэффициент деления клеток, средняя скорость роста, суточный прирост культуры;
  • – для растений – энергия прорастания семян, длина первичного корня и др.

Начальное, оценочное тестирование токсичности различных химикатов – это, как правило, острые опыты с высокими концентрациями добавок продолжительностью до 5 суток. Такие опыты необходимы, так как они демонстрируют возможную вредность меньших доз вещества при более длительном воздействии. Следовательно, при определении подпороговой концентрации вещества главное внимание в острых токсикологических опытах должно быть уделено поиску наиболее чувствительных организмов.

Основным методом оценки чувствительности тест-организмов к токсикантам является регистрация их смертности. Основная (классическая) продолжительность теста – 96 часов. Как отмечают А.Н. Тюрин и Н.К. Христофорова (Биология моря, 1995), причина «классической» длительности токсикологических тестов в 96 часов, скорее, социальная, чем фундаментальная, и имеет корни в исторически сложившейся продолжительности рабочей недели ученых разных стран – 5 суток.

В начале XX века основным методом оценки токсичности среды был метод определения выживания рыб – так называемый метод «рыбной пробы». Основоположники метода – российские ученые Гримм, Арнольд, Чермак, Долгов, Никитинский. Метод получил широкое распространение и за рубежом; благодаря простоте и удобству его применяют до сих пор. Недостаток метода заключается в необходимости длительного периода адаптации рыб к лабораторному содержанию (15-20 сут.), которое само по себе является стрессом. Дальнейшее развитие метод «рыбной пробы» получил в США после разработки систем для бесконтактной регистрации двигательной активности и некоторых поведенческих реакций рыб, по изменению которых определяли наличие токсикантов в среде[53].

По чувствительности и степени изученности среди тест-организмов, используемых для биотестирования водных объектов, выделяют дафний (Daphnia magna, Daphnia рulex), несколько видов микроскопических одноклеточных зелёных водорослей из класса протококковых (сценедесмус Scenedesmus quadricauda, хлорелла Chlorella sp.) и пять-шесть видов рыб как аквариумных (гуппи, данио-рерио), так и мелких аборигенных (голец, гольян). Кроме того, для биотестового анализа можно использовать инфузорию туфельку – Paramecium caudatum. Каждый из этих объектов имеет свои преимущества и ограничения при использовании, и ни один из организмов не может служить универсальным “тестером”, одинаково чувствительным ко всем ЗВ. Однако опыт токсикологического нормирования показывает, что при использовании этих видов методом биотестирования может быть охвачено более 80 % подлежащих контролю загрязняющих воду веществ [51].

Ссылка на основную публикацию