Лекция № 15

Биотесты должны удовлетворять следующим требованиям:

базироваться на использовании широко распространенных и легко культивируемых тест-объектов, которые, в свою очередь, должны иметь достаточно высокую чувствительность к широкому спектру загрязнителей;

обеспечивать возможность четкой регистрации реакций тест- объектов на воздействие токсикантов;

отличаться простотой и экспрессностью;

обеспечивать высокую точность, воспроизводимость и достоверность результатов.

Лекция № 15

В нашей стране наиболее распространенным биотестом является «дафниевый тест».

Дафнии (рачки) имеют достаточно крупные размеры, позволяющие вести за ними визуальные наблюдения, легко культивируются в лабораторных условиях и обладают достаточно высокой чувствительностью к различным токсикантам (порог чувствительности 0,001 - 0,1 мг/л).

Суть «дафниевого теста»: готовят 5…7 проб исследуемого токсиканта, отличающихся концентрацией; в подготовленные пробы помещают по 10 дафний и фиксируют число погибших рачков в каждой пробе через 1, 6, 24, 48, 78 и 96 часов с момента начала испытаний.

Лекция № 15

По результатам «дафниевого теста» определяют ЛК50 (LC50)

-среднюю летальную концентрацию токсиканта (кратность

разбавления тестируемой среды), при которой за 96 часов гибнет 50 % дафний.

В нашей стране массовая оценка экотоксичности буровых растворов ни с помощью узаконенного в 1990 г. «дафниевого теста», ни какого-либо иного биотеста, не проводится.

Лекция № 15

В США обязательное токсикологическое биотестирование буровых растворов и их компонентов проводится с 1985 года. Стандартным тест- объектом при этом являются мизидовые креветки.

Критерием токсичности буровых растворов служит LC50 -

концентрация испытуемой среды (средней части отстоявшейся смеси бурового раствора с морской водой), при которой за 96 часов испытаний погибает 50 % креветок.

Лекция № 15

Классификация буровых растворов по уровню токсичности (США)

Лекция № 15

Основные недостатки биотестов с использованием креветок и дафний:

высокая трудоемкость;

большие затраты времени (96 часов) на получение результата.

Преодолеть эти недостатки можно лишь при инструментальной оценке воздействия токсикантов на биологический объект испытаний.

Лекция № 15

Внашей стране серийно выпускается прибор «Биотестер - 2»,

вкотором в качестве тест-объекта используются инфузории туфельки (Рaramecium сaudatum).

Согласно технической характеристике прибор «Биотестер-2» представляет собой специализированный импульсный фотометр, позволяющий определять концентрацию живых движущихся клеток инфузорий в верхней (рабочей) части измерительной кюветы, помещаемой в кюветный модуль прибора.

Габаритные размеры прибора составляют 290х280х160 мм, масса равна 6 кг, питание осуществляется от сети напряжением 220 В.

Лекция № 15

Осуществляемый с помощью данного прибора стандартный биотест базируется на том, что для нормальной жизнедеятельности инфузориям туфельки необходим молекулярный кислород, который они получают в основном на границе раздела фаз жидкость - воздух. По этой причине инфузории туфельки склонны перемещаться в верхние слои своей среды обитания.

При отсутствии каких-либо раздражителей инфузории в этих слоях находятся в постоянном беспорядочном движении, скорость которого при комнатной температуре составляет 2 - 2,5 мм/с.

Лекция № 15

В результате выполненных в ТПУ исследований, преследующих целью создание методики оценки экотоксичности буровых растворов на базе прибора «Биотестер - 2», установлено следующее:

в качестве тест-реакции необходимо использовать не избегание тест-объектом токсичной среды, а его двигательную активность в ней;

тест-реакцию инфузорий туфельки следует оценивать в таких пределах концентрации токсиканта, которые соответствуют стадии «угнетение», т.е. вызывают снижение двигательной активности клеток;

в стадии «угнетение» двигательная активность тест-объекта зависит от концентрации токсиканта, причем для самых различных химических веществ эта зависимость имеет явно выраженный линейный характер и выходит из начала координат.

Лекция № 15

Установленная взаимосвязь между двигательной активностью тест-объекта и концентрацией тестируемого вещества позволяет характеризовать его экотоксичность следующим показателем

где Кт - коэффициент экотоксичности, мг/л (млн-1) / %; Ст - концентрация токсиканта во взвеси клеток тест-объекта, мг/л

(млн-1);

Sа - степень снижения двигательной активности тест-объекта, % .