Способ определения токсичности водной среды

 

Изобретение относится к санитарной гидробиологии, водной токсикологии и рыбному хозяйству и может быть использовано для оценки качества природных вод. Целью изобретения является повышение точности определения. Определяют методом темных и светлых склянок количества кислорода в исследуемой и контрольной воде после выдерживания совместно гетеротрофных и авТОТрофНЫХ организмов (Оавт.+гетер), количество кислорода, выделенного автотрофными организмами (Равт). Рассчитывают коэффициент кислородного баланса Равт (КОа), равного КОа , -. Сравнивают Оавт +гетер значение коэффициента в контрольной и исследуемой воде. К токсичной относят исследуемую воду в случае отклонения коэффициента К02 в опыте по сравнению с контролем более чем на 20%. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 N 33/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ М

C (21) 4344106/13 (22) .15.12,87 (46) 15.12.91. Бюл. N. 46 (71) Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства (72) Е.И.Аксенова, Н.Х.Идрисова и E.Н.Бакаева (53) 556.555,8(088.8) (56) Методики биологических исследований водной токсикологии. М.: Наука, 1971.

Авторское свидетельство СССР

N 1328756, кл. G 01 N 33/18, 1985, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ВОДНОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к санитарной гидробиологии, водной токсикологии и рыбному хозяйству и может быть использовано

Изобретение относится к санитарной гидробиологии, водной, токсикологии и рыбному хозяйству и может быть использовано для оценки качества природных вод.

Известны способы оценки токсичности веществ и загрязненных вод по газообмену гидробионтов различных систематических групп, У животных объектов определяется потребление кислорода в процессе дыхания, . у растительных организмов — интенсивность фотосинтеза.

Некдостатком известных способов является то, что физиологические характеристики определяют у отдельных групп организмов или популяций водорослей, что не дает полного представления об изменениях, происходящих в экосистеме водоема в целом, под влиянием токсикантов.

ЯЫ 1698757 А1 для оценки качества природных вод. Целью изобретения является повышение точности определения. Определяют методом темных и светлых склянок количества кислорода в исследуемой и контрольной воде после выдерживания совместно гетеротрофных и asт О т Р О ф Н Ы Х О Р Г а Н И 3 М О В (Оаат.+гете Р), количество кислорода, выделенного автотрофными организмами (Р„т), Рассчитывают коэффициент кислородного баланса (КО2), равного KOg — . Сравнивают плавт. +гетер значение коэффициента в контрольной и исследуемой воде. К токсичной относят исследуемую воду s случае отклонения коэффициента КО2 в опыте по сравнению с контролем более чем на 207, 3 табл.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения токсичности водных сред, который основан на определении количества кислорода, потребленного гидробионтами нескольких систематических групп при совместной экспозиции.

Однако при определении токсичности в данном способе не учитывается выделение кислорода водными растениями, а только его потребление, что не дает достоверного представления о влиянии токсикантов на экосистему.

Способ предусматривает предварительное построение калибровочных кривых, что значительно усложняет его осуществление и увеличивает время определения токсичности.

1698757

Цель изобретения — повышение точности определения.

Цель достигается тем, что дополнительно определяют количество кислорода, выделенного автотрофными организмами в процессе фотосинтеза, устанавливают соотношение между количеством кислорода, выделенным автотрофными и потребленным автотрофными и гетеротрофными организмами совместно и определяют коэффициент кислородного баланса по формуле

КО, плавт. +гетер где КОг — коэффициент кислородного баланса;

Равт. — количество кислорода, выделеннога автотрофными организмами (чистая продукция);

Оавт. + гетер. — количество потребленного кислорода автотрофными и гетеротрофными организмами при совместной экспозиции.

О токсичности водной среды судят по отлокнению коэффициента от контроля более чем на 20%.

Для определения количества кислорода, продуцируемого автотрофными организмами, используют культуру микроводорослей или фитопланктон, отделенный от зоопланктона фильтрованием.

Способ осуществляют следующим образом.

В кислородные склянки объемом 100 мл помещают смесь автотрофных и гетеротрофных организмов, микроводоросли — хлореппа плотностью 1,98 — 2,6 млн, кл/мл, беспозвоночные — коловратки из расчета

1 экз./мл. В опытные склянки вносят воды из исследуемого водоема, в контрольные— чистую отстоя н ную воду. После часовой экспозиции методом светлых и темных склянок определяют потребление кислорода смесью гидробионтов в опытных и контрольных склянках. Параллельно другие кислородные склянки заполняют чистой культурой водорослей с внесением в опыт- ные склянки исследуемой воды и после часовой экспозиции определяют в них чистую кислородную продукцию хлореллы. На основании полученных величин по потреблению кислорода смесью организмов и чистому продуцировани}а кислорода микроводорослями в опытных и контрольных склянках по формуле рассчитывают коэффи циент кислородного баланса системы (КОг): КОг—

Оавт. +гетер, Предлагаемый метод предназначен в основном для контроля за состоянием каче5

55 ства природных и сточных вод и будучи экспрессным менее пригоден для целей хронического токсикологического эксперимента.

Влияние проб воды из водоема на кислородныйй баланс экосистемы из двух трофических уровней (хлореллы и коловраток) приведено в табл,1.

Влияние проб воды из р,р. Подпольной, Дон и Маныч на кислородный баланс экосистем из двух трофических уровней (ряски и прудовика) приведено в табл,2.

Пример 1. Определение КОг приводили на пробах воды, отобранных в момент массовой гибели в нем рыбы, которой воздействовали на модельную экосистему (хлорелла — коловратки).

Пробы предварительно фильтровали через зоопланктонную сеть с газом К. 72 — 76.

Профильтрованной водой из каждого исследуемого водоема заполняли по три опытных склянки объемом 100 мл.

К. 1 — светлая с отфильтрованной тестируемой водой, в которую помещали культуру автотрофных организмов (микроводоросЛей хлорелла плотностью 2,76 млн. кл/мл) и экспонировали на свету в течение 1 ч, N 2 — темная с отфильтрованной тестируемой водой, в которую помещали смесь автотрофных организмов (микроводоросли хлорелла с той же плотностью, что и в склянке N. 1) и гетеротрофных организмов (коловратки плотностью 1 экз/мл). Склянку помещали.в черный мешочек и экспонировали в темноте в течение 1 ч.

К 3 — исходная с отфильтрованной тестируемой водой, кислород в которой фиксировали сразу прилитием 1 мл МпС г и 1 мл щелочного раствора Kl.

В качестве контрольных образцов использовали отстойную дехлорированную водопроводную воду, которой также заполняли три склянки.

N 4 — светлая контрольная вода с суспензией хлореллы с той же плотностью, что и в склянке N 1, экспонировали на свету в течение 1 ч.

К 5 — темная контрольная вода с хлореллой и коловратками тех же плотностей, что и в склянке N2,,Экспонировали в темноте в течение 1 ч.

N 6 — исходная контрольная вода, кислород в которой фиксировали сразу прилитием 1 мл MnCI2 и 1 мо шелочного раствора

KI.

После часовой экспозиции производили фиксацию кислорода во всех склянках N. 1, 2, 4 и 5 так же, как в исходных (N. 3 и 6). Во всех зафиксированных пробах вели определение кислорода по методу Винклера.

1698757

Таблица 1

Исходная

Смертность, %

КОг

Равт. мг Ог/л ч

Оавт.+гетер.. мг Ог/л/ч

Варианты

Хлореллы

Коловраток

Отклонение от контроля, % абс, Прототип численность хлореллы, млн х х кл/мл отклон, от К, ор

8,3

5,2

2,7

1

0,77

0,88

1,32

К вЂ” 37,3 — 67,5

6,39

4,61

3,58

2,76

2,76

2,76

Контроль

Пруд. ВС М7

Коллектор

Распределительный и д

14,3

70,1

80

1,0 — 88,0

35,1

0,50

0,50

2,76

По разности содержания кислорода в светлой и исходной склянках рассчитывали продукционную активность автотрофов (хлореллы) Равт..

По разности кислорода в исходной и 5 темной склянках рассчитывали деструкционную активность планктона или суммарное потребление кислорода автотрофами и гетеротрофами (хлорелла + коловратки)

Оавт. + гетер.. 10

Затем рассчитывали коэффициент кислородного баланса по формуле

Равт. плавт. +гетер

Токсичность исследуемой воды оценивали по разнице опытных и контрольных вариантов (образцов). Результаты приведены в табл.3.

Как видно из таблицы коэффициент кислородного баланса во всех пробах из водо- 20 емов снижается по сравнению с регистрируемым в контрольной воде нэ 37,3 — 88%, что характеризует воду как загрязненную или токсичную.

Сравнивая полученные данные по КОг 25 с результатами по выживаемости гидробионтов, нужно отметить большую чувствительность предлагаемого способа, которая позволяет обнаружить токсический эффект загрязнения.в пробе воды из пруда ВС N 7.

Показатель смертности был здесь на уровне контроля, оценивая ее как безвредную.

Отклонение экспериментальных результатов от контроля в предлагаемом способе (KOz) по сравнению с прототипом (D) свидетельствует о более высокой чувствительностии способа, что обусловливает более высокую точность предлагаемого способа.

Повышение точности метода в первую очередь обусловливается его более высокой экологической достоверностью.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с прототипом и другими традиционными токсикологическими способами является более чувствительным, достоверным и простым.

Формула изобретения

Способ определения токсичности водной среды предусматривающий определение методом темных и светлых склянок количества кислорода, потребленного совместно автотрофными и гетеротрофными организмами в чистой и исследуемой воде и отнесение исследуемой воды к токсичной при отклонении данных, полученных в опыте, от контрольных, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, дополнительно определяют количество кислорода, выделенного автотрофными организмами, рассчитывают коэффициент кислородного баланса (КОг) по формуле

Равт. плавт. +гетер где K0z — коэффициент кислородного баланса;

Равт. — количество кислорода, выделенногоа автотрофными организмами;

Dasr. + гетер. КОЛИ IPCTSO ПОтрЕбЛЕННОГО кислорода совместно автотрофными и гетеротрофными организмами, для исследуемой и контрольной сред, сравнивают полученные данные, а отнесение исследуемой воды к токсичной осуществляют в случае отклонения значения коэффициента кислородного баланса в опыте более чем на

20% от контроля.

1698757

Таблица 2

Таблица 3

Продуктненал актненость, мг О /л ч

11 ханиеаатбгетер ° нг 02/ч

Исходнал численность хть:ц), нлн. кл/мл

Вариант абс С, 2

КО Откл. or СнертК, Ф ность, 2

P .Откл. от абс. Смертность

К,Ф 2

Контроль

Пруд SC t 7

Колле кто р

Раслрел.

Составитель О.Корженко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор А,Долинич

Заказ 4390 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенИям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

2,76

2,76

2,76

2,76

6,39

41,61

3>5G

0,50

К 0,36

27,9 0,54

43,9 1,19

82,2 0,11

5,6

11,7

33,2

22,0

Отклоне" ние от

К, 2

0,77 К

0,88 +14,3

1,32 71,4

0,50 35,4

0,08. 10 ° 4

О, 15 17,0

0,52 39,3

0,17 34 ° 0

8,36 К 0,79 9,4

5,20 . 37,3 0,28 5,4

2,70 67 ° 5 0,24 8,9

1,00 98,0 0,12 12,Я