Способ определения токсичности водных сред

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН А 1 ро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 15.11.86. Бюл. У 42 (71) Научно-исследовательский гид химический институт(56) Авторское свидетельство СССР В 1112276, кл. С 01 В 33/18, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ВОДНЫХ СРЕД(57) Изобретение относится к способам определения токсичности водных сред и позволяет увеличить чувствительность способа. Способ заключается в том, что адаптируют в водной среде гидробионтов - брюхоногих моллюсков: Ьупваеа 1 а 8 осдз,или Ьушпаеа ацгъсц 1 агда, или Согегцв согпецв, -кпи Ч 1 чкрагцз ччдрагцз, осуществляют предварительную калибровку степени чувствительности и устойчивости гидробионтов к эталонному токсиканту, производят тестовые воздействия ЯО 127069 д) 4. С 01 И 33/18 // С 02 Р 3/32 на опытные серии гидробионтов определенными концентрациями исследуемыхсред, обеспечивая постоянство внешних условий и ступенчатое нарастаниеконцентраций при воздействии на каждую из последующих серий гидробионтов. Регистрируют реакцию поведениягидробионтон, вычисляют по ней ихдвигательную активность для каждойконцентрации, определяют степень токсичности водных сред путем сравнениярассчитанных по двигательной активности уровней выживаемости гидробионтов контрольной и опытной серийи дополнительно достоверно отличающиеся друг от друга локальные экстремумы двигательной активности гидробионтов и оценку степени токсичности водных сред осуществляют в долях от величин максимальной концентрации, при которой смертность гидробионтов равна нулю, и предельно допустимой концентрации эталонноготоксиканта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 1 табл,1 1270699 2Изобретение относится к биологи- уровне доверительной вероятности 957; ческому мониторингу, а именно к био- на фиг, 2 - кривые "концентрация логическим способам количественной двигательная активность моллюсков оценки загрязнения пресных поверх- С, согпеця при анализе токсичности костных вод, и может быть использо воды реки Мертвый Донец (2 а), воды вано в санитарной гидробиологии и рыбоводного пруда в поселке Хапры водной токсикологии. Ростовской области (2 б) и воды рекиЦель изобретения - увеличение чув- Сухой Чалтырь (2 в) .ствительности способа. Установлено, что реакция данныхНа фиг. 1 изображены кривые "кон видов моллюсков на разные токсиканцентрация СцБО - эффект" для видов ты, имеющиеся в водной среде, сход- Ь. 1 аяодя (1 а),. С, согпеця (1 б) и на, что иллюстрируется на фиг, 1 и 2, Ч. члтдрагця (1 в), где каждая кон- В таблице даны значения важнейцентрация взята в 3 повторностях и ших величин и отношений между ними показаны доверительные интеРвалы при 1 у брюхоногих моллюсков. Согеця согпеця Вид огранизмов Дата анализа 06.07.83 13.09.83 13, 07. 83 14 . 06,84 15. 02.84 Вид токсиканта СцБО 5 Н 0 СцБО 5 НО СцБО 5 НО СцБО 5 НО КС 1 ЬС мг/л Сс мг/л ЬС. /Со.к,1,65 065 1,25 0,95 1000 0,375 400 1,0 0,5 0,35 1,65 2,53 Из данных таблицы видно, что отношение величины ЬС к концентрации, при которой отмечается третий (считая слева) максимум двигательной активности моллюсков (С, ), для разных видов моллюсков, разных токсикантов и в разное время является практически постоянной величиной,Это доказывает, что величину С можно связать с величиной ЬС простым коэффициентом, постоянным для данного вида молюсков. Фактически концентрацию, соответствующую лкбому экстремуму (максимуму или минимуму) двигательной активности моллюсков, можно связать с величиной ЬС, и ПДК по иону Сц+ф также коэфФициентом, что и лежит в основе предлагаемого способа определения токсичности вредных сред. (ЬС, - максимальная концентрация, при которой смертность гибробиотов равна нулю, ПДК - предельно допустимая концентрация эталонного токсиканта).На фиг. 1 б показана зависимость двигательной активности вида Согегця согпеця от концентрации раствора соли СцБО, С помощью известноЗ 5 го способа можно более или менеечетко выделить на кривой двигательной активности (ДА) только глобальный (основной или наибольший) максимум (он третий слева), а осталь ные максимумы и минимумы (т.е. экстремумы) выделить строго по местоположению на графике вообще нельзя, поскольку повторности для каждой концентрации необязательны, а без 45 повторностей локальные экстремумыДА на кривой нельзя выделить достоверно, из-за того, что разброс данных при одном измерении больше, чем локальные отклонения кривой ДА вверх О или вниз на графике (хотя разбросданных меньше по величине, чем величина глобального максимума) . Но без строгого достоверного выделенияна кривой локальных минимумов и максимумов ДА нельзя определить токсичность, которая недостаточна, чтобы появился глобальный максимум (фиг, 2 б и 2 в), Наименьшая концен(которых в свою очередь за 0,5-4 чдо анализа собирают из больших аквариумов в малый аквариум емкостью10 л, где нет растений и грунта игде содержат 150 шт. моллюсков приаэрации воды) . С этого момента времени подсчитывают количество моллюсков (в процентах), переместившихсясо дна сосуда на его боковые стенкив каждую из 1 О мин наблюдения, длячего учитывают количество моллюсков,находящихся на боковых стенках сосуда, и половину тех моллюсков, которые одновременно касаются дна сосуда и боковых стенок сосуда. Затемвычисляют среднее количество переместившихся моллюсков эа 10 мин наблюдения и среднее количество переместившихся моллюсков по всем повторностям при одной и той же концентрации. Результат вычисления, выраженный в процентах, представляетсобой двигательную активность.моллюсков при данной концентрации. Строят график зависимости двигательнойактивности моллюсков от концентрации(фиг. 2 а). Выявляют на графике локальные экстремумы двигательной активности (при этом минимумы должныдостоверно отличаться от максимумов).Выбирают один локальный экстремумдвигательной активности (в данномслучае третий слева максимум) и связывают его с величинами ЬС и ПДКкоэффициентами К, и К; путем сравнения полученного графика (Фиг. 2 а)с графиком для эталонного токсиканта (фиг. 1 б) . Причем коэффициентыК, и К определяют заранее по данным графика для эталонного токсиканта по формулам Стэг . Се 1 этК К,=- 1ЬС 0ПДКтгде используются величины именно для эталонного токсиканта. Выявляют отношение концентраций исследуемой водной среды (С) к концентрации, соответствующей локальному экстремуму, взятому для расчетов (Се), выявляют величину коэффициентов К и К по фор мула к К, = К1 Ку= К;"- С С,СеСеи выражают величину токсичности водной среды путем связывания коэффициентов К, и К с величинами ЬС и ПДК по следующим Формулам з 1270699трация токсиканта, которую можновыделить предлагаемым способом, соответствует первому минимуму ДА напредлагаемых кривых (фиг. 1 и 2), анаименьшая концентрация токсиканта,которую можно выявить с помощью известного способа равна ЬС .На фиг. 1 б концентрация, соответствующая ЬС так относится к концентрации, соответствующей первому 1 Оминимуму ДА, как 12,5:1. Поэтомупредлагаемый метод чувствительнееизвестного для вида С. согпеця в12,5 раз илив 10 раз (фиг. 1 б),а для вида Ь. 1 арогя примерно в 156 раз (фиг. 1 а).П р им е р 1. Производят установление величины токсичности водреки Мертвый Донец с помощью брюхоногих моллюсков вида Согегця согпеця 20(фиг. 2 а), За две недели до анализатоксичности моллюсков адаптируют кусловиям содержания в аквариумах на40-60 л с гравием и высшим воднымрастением Ча 11 япега яргга 1 я при 25температуре 22 + 4 С, рН 7,5 + 0,7и при постоянной аэрации воды, взятой ранее из водопровода. За деньдо анализа (или за неделю до анализа) на части моллюсков, выводимых щдалее из анализа, производят установление устойчивости и чувствительности моллюсков к эталонному токсиканту - соли СцЯО (соответственнопо величине ЬС и местонахождениюэкстремумов двигательной активностимоллюсков на графической кривойконцентрация - двигательная активность) . Доставленную на анализ водную среду реки нагревают до температуры воды в аквариуме с гидробионтами с помощью аквариумных нагревателей при усиленной аэрации воды аквариумными аэраторами. Затем разбавлением доставленной на анализ воднойсреды аквариумной водой приготавливают десять порций растворов при следующей концентрации исследуемой водной среды: 0,15; 30; 40; 50; 60, 70;80, 90 и 1003, При этом каждую концентрацию берут в трех (шести) повторностях. Полученные растворы помещают в одинаковые прозрачные стеклянные сосуды (стеклянные гладкиестаканы емкостью 200 мл), после чего 55помещают в каждый из них по 5 шт.(можно по 10 шт.) особей моллюсковприблизительно одинакового размера= 0,51 СТо =К, " ПДК=К,ПДК=125,; ПДК =С 100%ппдкС го 156 ПДК,где ПДК = 0,001 мг/л Сц+ф,Определение токсичности в данномпримере показало, что вода реки М.Донец не является остротоксичной длятест-объекта моллюсков С. согпеця,так как токсичность ее меньше величины ЬС и данные моллюски останутся все живы при выдерживании их втакой воде в течение 24 ч. Однакотоксичность воды р, М,Донец достаточно высока, так как кратковременное нахождение моллюсков в этой водедает такой же токсический эффект,как и их нахождение в аквариумнойводе, в которую добавили ионы Сиф+(в виде соли СцБ 04), и концентрациив 156,25 раз большей ПДК рыбохозяйственных норм для ионов Сц.П р и м е р 2. Производят установление токсичности водной среды,взятой из рыбоводного пруда, с помощью брюхоногих моллюсков вида С.согпеця (фиг. 2 б). Все операции, кроме одной, производят также, как и впримере 1, Исключением является таоперация которая связывает локальный экстремум двигательной активности с величинамиС, и ПДК. Для расчетов выбран не третий слева максимум двигательной активности, как впримере 1, а второй слева, так кактретьего максимума двигательной активности на фиг. 2 б вообще не отмечается ввиду меньшей величины токсичности. Расчеты токсичности далиследующие результатыТ =К " ЬС =К ЬС =О 2 вЬСС 100% .Ох, е С ОО х 90 У ь0,22 1,С.;Т =К - " - ПДК=К ПДК=60 ПДК = С 100% цпАС ес90%= 67 ПДКП р и м е р 3. Производят установление величины токсичности раст 20 25 ЭО 35 46 45 5 О вора, содержащего соль СцБО в неизвестной концентрации, с помощью брюхоногих молюсков вида Ч 1 ч 1 рагця чч 1 рагця, Все операции производят также, как и в примерах 1 и 2, Производят сопоставление кривой в опыте с калибровочной кривой. Поскольку величина .С, для вида Ичрагця чгчрагця не установлена, то величину токсичности выражают только в долях от ПДК по иону Сц+ по следующей ФормулеТо = К; С -- ПДК = КгПДКСхСед.Формула изобретения1. Способ определения токсичности водных сред, включающий исследование адаптации в них гидробионтов - брюхоногих моллюсков, предварительную калибровку степени чувствительности и устойчивости гидробионтов к эталонному токсиканту, проведение тестовых воздействий на опытные серии гидробионтов определенными концентрациями исследуемых сред, обеспечивая постоянство внешних условий и ступенчатое нарастание концентраций при воздействии на каждую из последующих серий гидробионтов, регистрацию реакции поведения гидробионтов, вычисление по ней их двигательной активности для каждой концентрации и оценку степени токсичности водных сред, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения чувствительности способа, вычисляют дополнительно достоверно отличающиеся друг от друга локальные экстремумы двигательной активности гидробионтов и оценку токсичности водных сред осуществляют в долях от величин максимальной концентрации, не вызывающей гибели ни одной особи гидробионтов, и предельно допустимой концентрации эталонного токсиканта,2, Способ по п. 1., о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве брюхоногих моллюсков используют или 1,ушпаеа 1 аяойхя, или Еупааеа ацг 1- сц 1 аяа, или Согегця согпеця, или УЫарагця чЫрагця.акаэ 623 Тираж 77 Подпита СССР сум тиинаб., д. 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор Проектная, 4 48НИИПИ по дел 035, М арственного коми зобретений и откр Ж, Раушская 18СиО, не/л