Способ определения токсичности окружающей среды

27/56, 33/ 511 4 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТ ОТНРЫТИ П ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ)етельствоИ 33/18,ельство ССН 33/18,СССР980.СР1985. иологии,еления Изобретениев частности к носится к зме еобам опр ющей сре ий расте рованноотораянальное нияпо изто к с ично с ти о кр менению тест-фу хар ологии рименено в гидр водной токсико обретения - расжет быт экологи гни.рение диан повышет феномеых веществ нательбиапоте н вительности за сче ния биоэлектрическ то индуеакции.н прово -е чувсизменциала зменеч ста растг ния(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ(57) Изобретение относится к биологии, в частности к способам определения токсичности окружающей среды поизменению тест-функций растений, иможет быть применено к гидробиологииэкологии и водной токсикологии. Цельизобретения - повышение чувствительности и расширение диапазона исследуемых веществ. Дпя определения токсичности окружающей среды применяется феномен изменения биоэлектричеспаз о на исследуемых веще Я 01518771 А 1 2кого потенциала листа растений при скачкообразном изменении освещения по форме прохождения светоиндуцированной биоэлектрической реакции, которая характеризует общее функциональное состояние растений. При наличии токсичных веществ нарушается нормальная жизнедеятельность расте - ний и изменяется биопотенциал по форме прохождения светоиндуцированной биоэлектрической реакции. Измерение разности потенциалов производится между листом и корнем расте - ния. Измеряют светоиндуцированную биоэлектрическую реакцию в тестируемом растворе по амплитудным и временным параметрам и при наличии отклонения от контроля хотя бы одного из измеряемых показателей судят о токсичности окружающей среды. При этом мощность прямоугольного импульса света составляет 3-300 Вт/м . Результатты регистрируются и записываются автоматически на самописце в виде кривой. 3 ил. словии освещения путерохождения светоиндуциектрической реакции,теризует общее функци остояние растения, При налцчии таксиушается нормальная ность растения и изменяетсциал по форме прохожденияцированной биоэлектрическоИзмерение разности потенци, 0 спя рс т ние со скдчкосб -10 20 25 30 35 1 фаза, ЬЕ,= 25-35 мВ; ; = 170-200 с; --- 0,200 мВ/с; 1 Е11 фаза: Ь Е = 80-90 мВ; ЬГ. = 450-650 с; - -0,150-0,200 мВ/с; 111 фаза. ЬЕ, = 40-60 мВ; ЬС = 000-1500 с, ЬЕ/ДС" 0,030-0,040 мВ/с. 45 Контрольную среду сменили нд исследуемую тестируемую и после устаиз этихк;.;гпей от контрольныхсудили о ток.ичогти волной среды( фиг,крс,я 1 - контроль, нд разныме.е интенгинногти с:не -тд, т.е, реко именяют оснешеннгтьбъектд; темнотд - с.нет ипи свет свет г переадом интенсинности не менее 3 Вт/и . 1 змеряют снетоиндуи 7ронднную боэпектрическую редкиию н тестируемом растворе по амплитудными временным параметрам и при наличииотклонения от контроля хотя бы одногоиз измеряемых показателей судят отоксичности окруждющей сресы. Результаты регистрируются и записываются автоматически на самописце в виде кривой,Способ реализуется следующим образом. К отводящим электродам подключается с помощью приспособления для обеспечения контакта листа растения с отводящими электродами исследуемый растительный объект. Электроды подключаются к усилителю, который подключен к блоку автоматического контроля и записи результатов. При включении источника освещения в растительном объекте начинает проходить светоиндуциронднная биоэпектричегкдя реакция. Сигналы проходят через усилитель и поступают н блок автоматического контроля, где регистрируются и записываются на самописце н виде кривой прохождения светоиндуциронднной биоэлектрической реакции. новпения стдпиодрного состояния потенциапд в темноте получили новую снетоиндуциронднную биоэлектрическую реакцию. Проводили копичестненнуо оценку амплитудных ЛЕ) и временных сЬ.) параметрон реакции, и определяли скорость измснения потенциалаЕс- - ). По отклонениям хотя бы одного 1, фп . 1 "рин. инпси ти скдч( ( и) тпци;д 1, ст)си С н . действия снс.тд нд рдгтения,5 П р и м е р 1. Яя опрепепения токсичности вод ис опьзондпи погруженное высшее водное растение Балиснерию спирдльную, которое культивировалось н аквариуме на нодопроводнойводе с добавлением питательного раствора Кнопа до разведения 1:500, Растение поместили в опытную ячейку изалили контрольной средой. В ячейкуопустили хпорсеребряные электроды,заполненные 0,1 н, раствором хлористого калия: эдэемляемый - в темнуючасть, измерительный - в освещаемуючасть. Электрический контакт растения с электродами осуществлялся черезводную среду, Для устранения коротко -го замыкания через водную среду между измеряемыми участками соддндлся разрыв среды при помощи вдзепиноного масла. Подключенное такю образом растение адаптировалось и темноте 15- 25 мин, затем включали источник освещения и получали контрольную светоиндуцированную биоэлектрическую реакцию, которая автоматически регистрировапдсь и записывалась на самописце н виде криной. Такая реакция в Ваписнерии, находяцейся при 20-25 С и интенсивности освещения 20 Вт/мг имена следующие параметры: кривой 2 видны отклонения от контроля измеряемых параметров самплитудных и временных), что свидетельствует о наличии в исследуемой пробе воды токсических Веществ),П р и м е р 2. Определение ток -сичности почв.Все подготовительные операции аналогичны примеру 1, но исследоваливодную вытяжку почвы, которую готовили по стандартной методике. 50 г исследуемой почвы растерли в ступке,замочили пятикратным объемом воды,взболтали в течение 5 мин, взвесьсдлп,и идч с ддочную жидкость отфпльч роидлп, Нопученный фильтрдт - субъект исследования. Ддльше опыт про - водили диалогично примеру 1. Ндфиг, 2 покдздна контрольная (3) и иэ 5 мененная (4) после введения в среду водной почвенной вытяжки светоиндуциронанные биоэлектрические реакции.П р и и е р 3. Для определения 10 токсичности воздуха использовали высшее водное растение иэ группы воздушно-нодных Иднник большой. Растениякультинир вдли в негетационном сосуде песчано-водная культура с добав лением питательного раствора Кнопа до разведения 1:500, Растение поместилин экранированную герметически закрываемую камеру вместе с вегетационным сосудом, Контакт с листом осуществ лялся через воздушный ионизационный электрод, с корнем - через хлорсеребряиый электрод. Контрольные светоиндуциронанные биоэлектрические реакции измеряли н нормальной воздушной среде, Для определения токсичности воздуха исследуемую пробу воздуха ввели н камеру. Оценка токсичности проводилась диалогично примеру 1, (нд фиг, 3, кривая 5 - контроль, кри вая б потучена при наличии токсичной газообразной примеси, о чем свидетельствует отклонение измеряемых параметрон реакции от контроля).Используемая н предлагаемом спосо 35 бе снетоиндуцировднндя биоэлектрическая реакция является интегративным показателем нескольких биохимических и биофизических процессов (фотосинтез, фотодыхание, дыхание, перенос 40 ионов на мембранах), а, следовательно, и более чувствительна к разным концентрациям и классам токсикантов.Параметры светоиндуцированной биоэлектрической реакции дают возможность определить токсичность среды как по концентрации, так и по виду токсиканта.Способ предусматривает возможность применения его как путем отбора проб н контролируемых регионах (воды, почвы, воздуха), так и путем непосредственного контроля среды, условий в производственных помещениях (например, загазованность) и др. в автоматическом режиме.Растения согласно предлагаемому способу могут находиться в условиях теста длительное время, что дает воз.к)жность ндблюдээ ь не только 1 с"дкойдооргдниэмд в момент воздействия токсикднтд, но и понеденис оргдниэмд,кдк части биоценоэд н режиме ддапта -ции к новым, в том числе токсическимусловиям. Тдкие данные позволяютпрогнозировать состояние биоценоэапосле поступления н него токсикантов(например, при оценке очистительнойроли нысших водных растений в водоемах),Чувствительность по некоторым ве -ществам может достигать 1 10М вводе ипи 0,1 мг/м н воздухе.Для выбора оптимальных условий освещения с целью получения светоиндуциронанной биоэлектрической реакциина высших водных растениях проводились специальные исследования, которыепоказали, что каждый вид имеет свойдиапазон оптимальной интенсивностиосвещения - погруженные высшие -.водныерастения (Валиснерия, Элодея) 360 Вт/м , воздушно-водные (Рогоз,Банник) - 60-200 Вт/м . В целом нормальная снетоиндуцированная биоэлектрическая реакция, отвечающая услови-,ям, необходимым для определения токсичности среды, получается в оченьшироком диапазоне освещения - от 3до 300 Вт/м . Нижняя величина мощности определяется чувствительностьюи носпроизводимостью измерения потенциала, а верхняя - необходимыми изменениями биохимических процессов врастениях под действием света,Использование предлагаемого способа определения токсичности окружающейсреды обеспечивает по сравнению с существующими способами расширение диапазона исследуемых токсических веществ, что позволяет более широко использовать его в народном хозяйстве,и повышение чувствительности, чтоуменьшает вероятность загрязнения наранней стадии.Формула изобретенияСпособ определения токсичности окружающей среды, заключающийся в электрохимическом измерении активности растений под действием импульса света, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых веществ и повышения чувствительности, на исследуемом растении регистрируют изменение величины1)18771 Е,феЬ М 4 нин Составитель М. Вишневский Пчолицская Техред Л,Кравчук Корректор Л. Беедактор Заказ 6602/51 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 веццо-иэпательский комбинат "11 атент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Произв р, сг ги цотецииаоц ежду р; личцыи участками растения при црохожде - цци светоицдудированцой Гиоэлектрилеской ре к п причем мощость Г )я- моугольцого импульса света гсставлят 3-300 Вт/м