Способ определения загрязненности донных отложений

(5 ю 6 0 8, А 01 К 61/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕЙТНОЕВЕДОМСТВО СССР .ГОСПАТЕНТ СССР)(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобретение относится к охране окру- минуту прй обьемном соотно жающей среды и может быть использовано отложений и воды не менее для контроля качествадонных отложений в Аналогично готовят эк водоемах хозяйственного и рекреационного рольных донных отложенийназначения,тых промытцх и прокаленных Цель изобретения - повышение точно- В экстракт из чистых дон сти и экспрессности определения, вносят срез ткани стебля ил Способосуществляютследующимобразом. деи, цитоплазма которой в Пробу исследуемых донных отложений результате механического по экстрагируют в течение не менее 50 мин танавливает свое движение дистиллированной водой путем встряхива-. "под микроскопом при увелич ния в емкости с чаСтотой 100 колебаний в гистрируют момент восстаношении донных 1,8.стракт из конт, заведомо чисных отложенийи листьев эломесте среза в вреждения ос-. После этого внии 10 х 40 ревления движеК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 21) 4774638/1322) 28.12.8946) 23.01.93. Бюл. Ф 371) Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства72) С.С.Гусева, И.Г,Корпакова, И,В,Струбицкий, Е,И.Аксенова и В.Г,Тилькиян 56) Лесников Л,А. Сообщение на конференции: Биоиндикация и биотестирование природных вод, Ростов-на-Дону, 1986.Ходда М. и Николас У,Л, Разнообразие нематод и промышленное загрязнение в эстуарии реки Хантер, Новый Южный Уэльс, Австралия, //Маг, РоИот. ВцП 1986, ч. 17, Ь 5, с. 251-255.Шварц Р.К., Камминс Дж,М. и др. Срав нение результатов проведенных в разных лабораториях тестов на токсичность донных осадков с использованием морских амфипод ВЬерап)Шз АЬгоппз "Маг, Епч 1 гоп. Вез,",1986, ч. 19, Ь 1, с, 13-37.. Руководство по организации наблюдений, проведению работ и выдаче разрешений на сброс отходов в море с целью захоронениФ. - Под ред. И,АЩмыгина. М.: Гидрометеойздат, 1984, с, 43-59;(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕЙИЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ(57) Использование: охрана окружающейсреды, определение загрязненности донных отложений в водоемах рыбохоэяйственного и рекреационного назначения.Сущность: донные отложения экстрагируютв течение 50 мин водой в обьемном соотношении не менее 1:8 соответственно, помещают в экстракты чистого и исследуемогодонных отложений срез тканей эледеи, цитоплазма клеток которых находится во временно неподвижном состоянии, фиксируютвремя регенерации движения цитоплазмыклеток в исследуемом и контрольном экстрактах, Исследуемые донные отложенияотносят к чистым при значениях соотношения, меньших или равных 1, к слабо загрязненным при значениях, больших 1, номеньших или равных 3, к умеренно загрязненным при значениях соотношения, (. больших 3. но меньших 5, к сильйо загрязненным при значениях, равных или больших5. 6 табл.ния цитоплазмы у клеток, находящихся в, элодеи:независитот времени экстрагироваэкстрактеиз чистых донных отложений, ко- ния и объемного соотношения донных отлоторое является контрольным. . жений:вода и соответственно составляет вАналогичные действия осуществляют в среднем 5 мин.отношении экстракта исследуемых донных 5 П р"и м е р 2. Условия эксперимента анаотложений (опытного) логичнй примеру 1 за исключением того, чтоЗатем устанавливают соотношение оп- предварительно в контрольные пробы донных ределенных опытного и контрольного пара- отложений добавляли метафос в концентраметров, При значений этого соотношения, ции 1 мг/кг. Аналогично фиксировали время . меньшем или равном 1, исследуемые дон восстановления клеток злодеи. Рассчитывали ные отложения относят кчистым, призначе- отношение опытных к контрольным данным. нии его, большем 1, но мюньйем или равном Экспериментальныеданные представ, донные отложения относят к слабо загряз- лены в табл. 2 (объемное соотношение - 1:4, ненным, при значении отношения, большем время экстрагирования составляло соответ, но меньшем 5, - к умеренно загрязненны ственно 15, ЗО, 50, 60, 70, 90 и 100 мин).ми, а при эначениисоотнбшения, равномили П р и м е р.2,1. Условйя опыта аналобольшем 5, - к сильно загрязненным, гичны примеру 2 за исключением того, чтоСпособ поясняется примерами.экстракты получали при объемном соотно- П р и м е р 1. Приготавливали пробы йо шении донные отложения:вода 1:8,100 мг каждая в 3-кратной повторности: из 20 П р и м е р 2.2. Условия опыта аналочистых донных отложений, промытых в дис- гичны примеру 2 за исключением того, что тиллированной" воде и йрокаленных при экстракты получали при объемном соотно С, Пробы смешивали с дистиллирован- шении донные отложения:вода 1,10.ной водой в объемном соотношении 1:4 и П р и м е р 2.3, Условия опыта анало-осуществляли экстрагирование донных от гичны примеру 2 за исключением того, что ложений в различное время, а именно: 15, экстракты получали при объемном соотно, 50, 60, 70, 90 и 120 мин путем"встряхива-шении донные отложения;вода 1:12.ния их смесей в емкостях с частотой 100 П р и м е р 2;4. Условия опыта аналоколебаний в мйнуту, После завершения экс- . гичны примеру 2 за исключенйем того, что трагирования отбирали по 1 мл экстракта и 30 экстракты получали при объемном соотнопомещали в них срезы ткани листьев эло-шении донные отложения;вода 1:20.деи. Отметим, что цитоплазма клеток злодеи, Экспериментальные данные представ- после механического повреждения (среза) лены в табл, 2.временно останавливала свое движение. Как видно из экспериментальных данПри инкубации клеток злодеи висследу ных, представленных в табл. 2, во-первых, емых водных экстрактах донных отложений оптимальное время экстрагирования состав- регистрировали время воссстановления ляет 50-70 мин, так как за 30 мин не происходвижения цитоплазмы,: дит полного извлечения токсических:П р и м е р 1.1, Условия опйта анало- компонентов издонных отложений, а больше гичны примеру 1 за исключением того, что 40 70 мин является нецелесообразным, так как экстракть 1 получали при объемном соотно- не изменяется время восстановления движешении донных отложений:вода 1:8,"ния цитоплазмы тес 1- организма; во-вторых,П р и м е р 1,2. Условия опыта анало- оптимальное соотношенйе донные отложегичны примеру 1 за исключением того, что ния;вода составляет.1;(8-12), так как соотноэкстракты получали при обьемном соотно шение ниже 1:8 не йриводят к полному шении донные отложения;вода 1:10. извлечению этафоса, а при 1:20 происходитП р и м е р 1.3, Условия опыта анало- уменьшение его концентрации в экстракте. гичны примеру 1 за исключением того, что Дальнейшие исследования проводи- экстракты получали при объемном соотно- лись с пробами донных отложений, взятых в шении донные отложения:вода 1:12. 50 естественных водоемах.П р и м е р 1.4. Условия опыта анало- П р и м е р 3, Пробы донных отложений гичны примеру 1 за исключейием того, чтов количестве по 100 г каждая отобраны в экстракты получали при объемном соотно- трех районах Азовского моря, Каждую прошении донные отложения:вода 1:20, бу в трехкратной повторности смешивали сЭкспериментальнь 1 е данные представ дистиллированной водой при объемном со лены в табл, 1 в виде средних значений при .отношении донных отложений и воды 1:4, трехкратной повторности, 1:8; 1:10, 1:12, 1:20 соответственно.Как видим из экспериментальных дан- Полученные смеси помещали в емкости ных представленных в табл. 1, время восста- и экстрагировали с частотой 100 колебаний новления движения- цитоплазмы клеток в минуту втечение 15, 30, 60,70,90, 120 мин,1789921 Способ определения загрязненностидонных отложений, предусматривающих экстрагирование исследуемаго и чистого 45 " дойных отложений водой, введение в экстракты пробы тест-организмов, регистрацию физиологического параметра тест- организмов; сравнение"опытных и конт-.рольныхданных й суждениео чистоте или 50 загрязненности исследуемого донного отложения по пблученным данным, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и экспрессности определения, зкстракцию донных отложений проводят в те . чение не менее 50 мин при объемном . соотношении отложений и воды не менее 3 контроле использовали Заведомо чистые донные отложения (промытые и прокаленные), По завершении экстрагирования проводили биотестирование водной вытяжки. Данные биотестирования по восстановленйю движения цитоплазмы злодеи показали, что соотношение обьема грунта с водой1:(8-12) и времени экстрагирования более 50мин обеспечивают более полное извлечениезагрязняющих веществ из грунта в экстракт,чем при других вариантах исследований,Это подтверждают данные о временивосстановления движения цитоплаэмы, которое во всех вариантах.опыта при более 50мин экстрагирования в объемном соотношении донных отложений и воды больше,чем в других варйантах.Данные этой серии опытов представлены в табл. 3.Аналогичные результаты получены приисследованийдоййых отложений в районер,Дон. Данные представлены в табл.4,В табл. 5 представлены данные исследований ряда естественных водоемов Ростовской области с использованиемзаявляемого способа,Параллельно с биологической оценкойкачества донных отложений йроводился химический анализ.Так, в пробах донйых отложений, характеризующихся высокой степенью загрязненности, обнаружены нефтяные компоненты (3,47мг/г сухого остатка) с преобладанием смолистой фракции, полихлорбифенилы (0,82 мкг/г Формула изобретения сухого остатка), а также свинец - 100 мкг/гсухого остатка, медь - 101 мкг/г сухого остатка,Соответственно в пробах, характеризу 5 ющихся умеренной степенью загрязнения,обнаружены хлорорганические соединения(0,08-0,009 мкг/г сухого остатка), ПХБ - 0,05мкг/г сухого остатка, а также свинец и ртутьв следовых количествах.10 Пробы 2 и 3, оцененные как слабо загрязненные, содержали ХОС 3,5-0,6 мг/г сухого остатка и следы свинца, В пробе 1отмечены следы ХОС.Такйм образом, разработанный метод15 биологической оценки загрязненности дон-ных отложений гидробиоценозов является,во-первых, экспрессным (анализ - ответ 22,5 ч, табл, 6), не требует специального оборудования для химическогО анализа,20 во-вторых. тест-объект обладает высокойчувствительностью и малой степенью адаптации, позволяющий оценить более низкиеконцентрации загрязняющих веществ.. Преимущества способа состоят в повы 25 шении точности и экспрессности определения загрязненности грунтов и дойнЫхотложений, а также в доступности и высокойчувствительности тест-обьекта, .отсутствиинеобходимости в специальных условйяхдля30 его культивирования и транспортировки,Кроме того, предложенный способ может быть использован при выработке регламентации загрязняющих веществ донных 35 отложений,т 01:8, в качестве тест-организмов используют клетки эледеи с временно неподвижной цитойлаэмой, в качестве физиологического параметра после введения тест-организмов в пробы регистрируют момент восстановления движения цитоплазмы, при сравнении опытного и контрольного параметров устанавливают их соотношение, при значении этого соотношения, меньшем или равном 1, исследуемые донные отложения относят к чистым, при значейии его большем 1, но меньшем или равном 3, донные отложения относят к слабо загрязненным, при значении отношения большем 3, но меньшем 5, - к умеренно загрязненным, а при значении соотношения, равном или большем 5, - к сильно загрязненным.1789921 Таблица 1 Завйсимость-скорости восстановления движения цитоплазмы клеток злодеи от времени экстрагирОвайия и стейенй разведения контрольной пробй донных отложений( Зависимость"скорости восстаиовлейия движения цитоплазмы клеток элодеи(мий) от времени экстрагирования и степени разведения йробы донных отложений,содержащей метафоса 1 мг/кгения,мени восстановления движения цитоплСоотношен ы еток злодеи от . оййых жения цитоплазмы в опы г контролю Зависимость скорости восстановления движения цитоплазмы к времени экстрагирования и степени разведения пробы отложений, отобранных вАзовском мареСодержание металлов в пробе составляет . Свинец 98 мкгlг сухого остатка;:Кадмий 132 мкгг. -"- Медь 75 мкг/г - " - :." - ;-.:-;"-,;, .: + Время восстановленияСоотношение времени восстановления д ыте к контролю Таблица 3.Время восстановления.Соотношение времени восстановления движения цит азмы в опыте и контроле,Таблица 5Оценка с и загрязненности донных отложений р Нижнего Дона предложенным способ водных прудов Компонентный состав химеских загрязнителей Отношение времени восстановления движения цитоплазмы опыт/контр.Кв ММп Оценка сте- Рыбопродпени загряз- тивность, цнения Кв 1(чистый) 1 Кв 53(слабо загрязненный)3 Кв 5(умеренно загрязненный) 1 2 0 5 ХОС - следыХОС - 3,2 нг/г сухог СуммаСумма оостаткаУглеводороды - 0,002 мг/гСумма ХОС - 0,07 сухогоостаткаМедь - следы, цинк - следыХром . - 0,2 мкг/кг, медь -следы, ПХБ - 0,04 мкг/г сух.остаткаСумма ХОС (а-ГХЦГ, уГХЦГ)ДДЕ ДДД,ДДТ) 1,222 мкг/кгсух, остаткаСвинец - 16,6 мкг/кг, цинк -57,4 мкг/гСумма ХОС - 3,010 мкг/кг сух,остаткаМедь - 44,0 мкг/кг, свинец -81 мкг/кг 26,0 25,0. Зависимость скорости восстановления движения цитойлазмы клеток злодеи от времени экстрагирования и степени разведения пробы донных отложений, отобранных в р. Дон, дельта1789921 12 Таблица 6 Характеристика экспрессноСти предлагаемого способа Составитель С;Гусева, Техред М.Моргентал Корректор С.Пека Ре Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород га ин р РЗаказ 347 Тираж . "ПодпйсноеВЙИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям йри ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5