Практическая работа №16 Биотестирование загрязнения воды с помощью водных растений

Цель работы: Освоить методику биотестирования сточных вод по ростовым реакциям элодеи канадской

Теоретические положения

Методы биотестирования основаны на ответной реакции живых организмов на негативное воздействие загрязняющих веществ, способны давать достоверную информацию о качестве окружающей среды. По своей сути биотестирование – это экологическая диагностика состояния биоты, выполненная в условиях биологического моделирования. Всякое моделирование это перенос знаний с простой системы (смоделированной экосистемы в лабораторном эксперименте) на более сложную (экосистему в реальных условиях). Насколько это достоверно будет зависеть от выбора тест-организмов и от метрологических характеристик и статистической обработки данных.

Биотестирование в своем развитии прошло несколько этапов:

1 этап. История становления технологий экологической диагностики - методов биотестирования началась в средние века c использования канареек для индикации появления рудничного газа в горных выработках. Поведение птицы или ее гибель оповещало шахтеров о грозящей им опасности.

2 этап. Биотестирование как способ оценки качества воды вошло в практику в начале ХХ в., когда для токсикологической характеристики использовали «рыбную пробу». Первые биотесты на дафниях и циклопах были выполнены в 1918 году. В дальнейшем основным тест-объектом длительное время служила Daphnia magna.

3 этап. Биотестирование как способ оценки качества воды вошло в практику в начале ХХ в., когда для токсикологической характеристики использовали «рыбную пробу». Первые биотесты на дафниях и циклопах были выполнены в 1918 году. В дальнейшем основным тест-объектом длительное время служила Daphnia magna.

4. этап. С 1980 г. началось бурное развитие и внедрение методов биотестирования как показателя оперативной интегральной диагностики качества воды, методики апробировали и рекомендовали для определения токсичности природных и сточных вод.

В 1990 г. Госкомитетом СССР по охране природы подготовлены и утверждены «Методическое руководство по биотестированию вод (РД 118-02-90)», а затем были подготовлены и утверждены методики с использованием в качестве тест-объектов инфузорий и ракообразных (ПНДФ Т 14.1:2:3:4.2-98, ПНДФ Т 14.1:2:3:4.3-99, ПНДФ Т 14.1:2:3:4-99,) и для определения токсичности вод, почв и донных отложений – метод биотестирования по ферментативной активности бактерий (ПНДФ Т 14.1:2:3:4.1-96, ПНДФ Т 16.2:2:3:1.2.-96). ПНДФ Т – федеральный природоохранный нормативный документ, регламентирующий токсикологические методы контроля.

В качестве критериев токсичности используются:

-При использованиим бактерий регистрируется интенсивность размножения клеток, биолюминисценции,

-активность окислительных ферментов бактерий активного ила. В биотесте с использованием плесневых грибов и актиномицетов регистрируется ростовая реакция тест-объектов.

-В биотестах на водорослях используются различные реакции: интенсивность размножения клеток, уровень медленной люминесценции, иммобилизация клеток и зооспор, биоэлектрическая реакция, плазмолиз, фотосинтетическая активность клеток, способность клеток к дифференциальному окрашиванию.

-В методах с использованием простейших регистрируется интенсивность размножения, двигательная активность и морфологические изменения.

-В биотестах на дафниях учитываются выживаемость, плодовитость, сукцинатдегидрогеназная активность, интенсивность дыхания и сердцебиения.

В настоящее время существует государственный реестр методов биотестирования, применяемых для целей производственного экологического контроля качества вод, почв и промышленных отходов, включающий:

• 1.Определение токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний (Daphnia magna) ФР.1.39.2001.00283. В методике оценивают смертность 50% дафний за 96 часов (острая токсичность). Достоверное снижение плодовитости за 24 суток в сравнении с контролем (хроническая токсичность).

• 2.Определение токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний ( Ceriodaphnia affinis) ФР.1.39.2001.00282. В методике оценивают смертность 50% дафний за 48 часов (острая токсичность). Достоверное снижение плодовитости за 7 суток в сравнении с контролем (хроническая токсичность).

• 3.Определение токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей (Scenedesmus quadricauda). ФР.1.39.2001.00284. В методике оценивают изменение численности клеток водорослей за 96 часов экспозиции (острая токсичность)ю Изменение численности водорослей за 14 суток (хроническая токсичность). Изменение интенсивности свечения.

• 4. Определение токсичности воды, почвы по хемотаксической реакции инфузорий (Paramecium caudatum). Оценивается хемотаксическая реакция

Основными нормативно-правовыми документами для биотестирования являются:

• МУ 2.1.4.1057-01 Организация внутреннего контроля качества санитарно-микробиологических исследований воды

• ПНД Ф 12.1;2;2.2;2.3.2-03 Отбор проб почв, грунтов, осадков биологических очистных сооружений, шламов промышленных сточных вод

• ПНД Ф СБ 14.1.92-96 Методы санитарно-биологического контроля. Методическое руководство по гидробиологическому контролю нитчатых микроорганизмов активного ила

• ПНД Ф Т 14.1;2;3;4.1-96, 16.2;2.2.1-96 Токсикологические методы контроля. Методика определения токсичности вод, почв и донных отложений по активности бактерий

• Р 52.24.695-2007 Оценка токсического загрязнения природных вод и донных отложений водных экосистем по коэффициенту регенерации популяции

• ФР 1.39.2007.03221 Биологические методы контроля. Методика определения токсичности воды по смертности и изменению плодовитости цериодафний

• ФР 1.39.2007.03222 Биологические методы контроля. Методика определения токсичности воды по смертности и изменению плодовитости дафний

• ФР 1.39.2007.03223 Биологические методы контроля. Методика определения токсичности вод по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей

В нормативно-технических документах (" Правила охраны поверхностных вод", ГОСТ 17.0.004-90, РД 118-02-90 "Методическое руководство по биотестированию воды" и др.) биотестирование ут­верждено в качестве обязательного элемента системы контроля водоотведения. Введено нормативное требование к качеству сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, которое основано на интег­ральном показателе - "токсичность воды"- сточная вода на сбросе в водный объект не должна оказывать острое токсичное действие на тест-объекты. Тест-объект - это организм, по степени влияния на который судят о токсичности водной среды. Сточная вода на сбросе в водный объект не должна оказывать острого токсичного действия на тест-объекты. Критерием острого токсичного действия на тест-объекты является гибель в ней ₍ 50 и более процентов тест-объектов по сравнению с контролем за установленное время.