Способ определения токсичности водной среды Советский патент 1991 года по МПК G01N33/18 

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 измене- ниях, происходящих в экосистеме водоема в целом, под влиянием токсикантов. .

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.

О

о

00 х|

сл

ч|

Цель изобретения - повышение точности определения.

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

KQ2 Равт- -. LJaBT.+гетер

где К02 коэффициент кислородного баланса;

Равт. - количество кислорода, выделеного автотрофными организмами (чистая родукция);

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 - хлорелла плотностью 1,98-2,6 млн. кл/мл, еспозвоночные - коловратки из расчета 1 экз./мл. В опытные склянки вносят воды из исследуемого водоема, в контрольные - чистую отстоянную 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 опытные 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 продуцированию кислорода микроводорослями в опытных и контрольных склянках поформуле рассчитывают коэффи- циёнт кислородного баланса системы

(К02):К02 Ра°т-

иавт.-ггетер,

Предлагаемый метод предназначен в основном для контроля за состоянием качества природных и сточных вод и будучи экспрессным менее пригоден для целей хронического токсикологического эксперимента. Влияние проб воды из водоема на кислородный баланс экосистемы из двух трофических уровней (хлореллы и коловраток) приведено в табл.1.

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

П р и м е р 1. Определение К02 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 № 72-76. Профильтрованной водой из каждого исследуемого водоема заполняли по три опытных склянки объемом 100 мл.

№ 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.

№ 2 - темная с отфильтрованной тестируемой водой, в которую помещали смесь автотрофных организмов (микроводоросли

хлорелла с той же плотностью, что и в склянке Ns 1) и гетеротрофных организмов (коловратки плотностью 1 экз/мл). Склянку помещали в черный мешочек и экспонировали в темноте в течение 1 ч.

№ 3 - исходная с отфильтрованной тестируемой водой,кислород в которой фиксировали сразу прилитием 1 мл MnCIa и 1 мл щелочного раствора К.

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

№ 4 - светлая контрольная вода с суспензией хлореллы с той же плотностью, что

и в склянке N 1, экспонировали на свету в течение 1 ч.

№ 5 - темная контрольная вода с хлореллой и коловратками тех же плотностей, что и в склянке № 2. Экспонировали в темноте в течение 1 ч.

Ms 6 - исходная контрольная вода, кислород в которой фиксировали сразу прилитием 1 мл MnCte и 1 мо щелочного раствора KI,

Послечасовой экспозиции производили фиксацию кислорода во всех склянках N 1, 2, 4 и 5 так же, как в исходных (№ 3 и 6). Во всех зафиксированных пробах вели определение кислорода по методу Винклера.

По разности содержания кислорода в светлой и исходной склянках рассчитывали продукционную активность автотрофов

(хлореллы) Равт..

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

Оавт. + гетер.-

Затем рассчитывали коэффициент кислородного баланса по формуле

ко2 Равт--,

Оавт.+гетер

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

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

Сравнивая полученные данные по К02 с результатами по выживаемости гидроби- онтов, 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 (КОа) по сравнению с прототипом (D) свидетельствует о более высокой чувствительности 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 со- вместао 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 (KCte) по формуле

К02 Равт , Оавт. +гетер

где К02 - коэффициент кислородного баланса;

Равт. - количество кислорода, выделен- ногоа автотрофными организмами;

Оавт. + гетер. - количество 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.

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 авто- трофными 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.

Таблица 1

Таблица 2

I-3 б 2 а.Э