способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного морей

Классы МПК:G01N33/18 воды 
G01N21/64 флуоресценция; фосфоресценция
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное Государственное унитарное предприятие Азовский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-05-08
публикация патента:

(57) Изобретение относится к области экологии и предназначено для оценки токсичности воды и донных отложений Азовского и Черного морей. Способ включает помещение флуоресцирующих тест-объектов в контрольные и анализируемые пробы, облучение возбуждающим светом, определение флуоресцентных характеристик, по изменению которых судят о токсичности контролируемой среды. В качестве тест-объектов используют микроводоросли вида Scenedesmus apiculatus, которые предварительно выделяют из экологически чистых районов исследуемых водоемов. Использование заявленного способа позволяет быстро и точно дать оценку токсичности вод и донных отложений Азовского и Черного морей. 6 табл., 4 пр.

Формула изобретения

Способ оценки токсичности компонентов среды Азовского и Черного морей включающий помещение флуоресцирующих тест-объектов в контрольные и анализируемые пробы, облучение возбуждающим светом, определение флуоресцентных характеристик, по изменению которых судят о токсичности контролируемой среды, отличающийся тем, что в качестве тест-объектов используют микроводоросли вида Scenedesmus apiculatus, которые предварительно выделяют из экологически чистых районов исследуемых водоемов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к экологии и токсикологии и может быть использовано для оценки токсичности воды и донных отложений Азовского и Черного морей как в условиях хозяйственной деятельности, так и в аварийных ситуациях.

Известно, что при действии различных экологических факторов и антропогенных загрязнений на водные экосистемы в первую очередь изменяется фотосинтетическая активность клеток фотосинтезирующих организмов. Эти изменения в дальнейшем приводят к изменениям во всех остальных звеньях экосистемы.

Для оценки токсичности вод Азово-Черноморского бассейна используются штамм люминесцирующих бактерий Ph. phosphoreum (Cohn) Ford (И.Ю.Малыгина, А.М.Кацев. Светящиеся бактерии Черного и Азовского морей. Экология моря. 2003. Вып. 64) (1), бактериальный тест «Эколюм», разработанный в России (ТУ 6-09-20-236-93, МГУ, Москва) (2), штаммы бактерий Vibrio fischeri ВКПМ В-9579 (Патент на изобретение РФ № 2346035. МКИ C12N 1/20 2007) (3) и Vibrio fischeri ВКПМ В-9580 (Патент на изобретение РФ № 2342434 МКИ C12N 1/20) (4). Эти штаммы выделены из воды Черного моря. Биотестирование основано на чувствительности биолюминесцентных бактерий к действию токсикантов, присутствующих в воде и донных отложениях морских водоемов. В известных способах оценка токсичности основана на определении изменения интенсивности биолюминесценции бактерий при воздействии токсических веществ, присутствующих в анализируемой пробе, по сравнению с контролем. Однако содержание бактериальных культур требовательно к условиям культивирования, необходимо их частое пересевание, что приводит к большим затратам труда и средств. Кроме того, известны случаи утраты штаммом биолюминесцентной активности (свойств) в процессе хранения.

Для контроля морских вод Азово-Черноморского бассейна, кроме бактериальных клеток, можно использовать другие организмы, например клетки водорослей. Водоросли, как и все автотрофы, играют жизненно важную роль в пищевой сети экосистемы. Нарушение токсинами их физиологической активности, равно как и самой структуры альгоценоза, имеют серьезные последствия для экосистем. Методы исследования фитопланктона, основанные на измерении флуоресценции, в настоящее время находят широкое применение как в лабораторных условиях на экспериментальных культурах водорослей, так на водоемах, в полевых условиях. Измеряя флуоресценцию фитопланктона, можно рассчитать концентрацию хлорофилла у микроводорослей (Гольд В.М., Гаевский Н.А., Шатров И.Ю., Попельницкий В.А., Рубцов С.А. Опыт использования флуоресценции для дифференциальной оценки содержания хлорофилла а у планктонных водорослей// Гидробиол. журн. 1986. Т. 22, № 3) (5).

Известен способ определения токсичности воды (АС СССР № 1405745 МКИ А01K 61/00, G01N 33/18) (6), в котором контролируют изменение интенсивности выхода пигментов в среду под действием токсических соединений, где в качестве пигментсодержащего тест-объекта используют морские красные водоросли рода Callithamnion. Стандартными международными методами биотестирования морской воды, разработанными под эгидой ISO (International Standard Organization), являются тест-системы с использованием микроводорослей Phaeodactylum tricornutum и Skeletonema costatum (Water quality - Algal growth inhibition test with Skeletonema costatum and Phaeodactylum tricornutum. Draft International Standard ISO/DIS 10253.2. 1994. 12 p.) (7).

Анализы на микроводорослях дают статистическое преимущество перед многими тест-объектами, так как можно легко использовать большее количество клеток, требуются намного меньшие объемы проб и время тестирования, содержание запасных культур, вследствие их редкого пересевания и низкой требовательности к условиям культивирования, не требует больших затрат труда и средств. Процесс тестирования легко автоматизировать.

Наиболее близким решением является выбранный в качестве прототипа способ оценки токсичности жидкости (авт.свид. СССР № 1515105 МКИ G01N 33/18) (8), предусматривающий культивирование фотосинтетического тест-объекта, возбуждение свечения тест-объекта и определение флуоресцентных характеристик, по изменению которых судят о токсичности контролируемой жидкости.

При использовании водорослей для оценки токсичности морских вод в различных морях не всегда достигается адаптация тест-объекта к конкретным водам, что снижает достоверность полученных результатов. В частности, при оценке токсичности природных вод, не соответствующих естественному гидрохимическому составу воды, в которой выращивалась культура тест-объекта, реакция этого тест-объекта может расцениваться как токсическое воздействие исследуемой воды. Поэтому поиск тест-объектов в Азовском и Черном морях был направлен на подбор микроводорослей, которые могли бы служить в качестве тест-объекта загрязнителей вод Азовского и Черного морей.

Задача, решаемая изобретением, - расширение числа тест-объектов для оценки токсичности морских вод Азово-Черноморского бассейна, а также повышение достоверности информации при оценке токсичности среды. Поставленная задача достигается тем, что в известном способе, включающем помещение флуоресцирующих тест-объектов в контрольные и анализируемые пробы, облучение возбуждающим светом, определение флуоресцентных характеристик, по изменению которых судят о токсичности контролируемой среды, согласно изобретению, качестве тест-объектов используют микроводоросли вида Scenedesmus apiculatus, которые предварительно выделяют из экологически чистого района исследуемого водоема.

Использование в качестве тест-объекта микроводоросли Scenedesmus apiculatus расширяет число тест-объектов для оценки токсичности морских вод Азово-Черноморского бассейна и удешевляет тестирование.

При этом использование в качестве тест-объекта аборигенных водорослей Scenedesmus apiculatus, выделенных из экологически чистых районов Азовского и Черного морей как наиболее адаптированных к среде исследуемых водоемов, позволит снизить ошибки и значительно повысить чувствительность флуоресцентного биотестирования.

Совокупность отличительных признаков описываемого способа обеспечивает достижение поставленной задачи.

Сравнение прототипа с заявляемым решением показало, что указанные выше признаки являются отличительными, в связи с чем заявляемый способ соответствует критерию "новизны".

Способ осуществляется следующим образом.

Из экологически чистых районов Азовского и Черного морей отбирают пробы воды. Методами многократных разведений и пересевов из отобранных проб выделяют зеленую водоросль вида Scenedesmus apiculatu, которую используют в качестве тест-объекта. Суспензии микроводорослей помещают в контрольные (без токсикантов) пробы и анализируемые пробы. Воздействуют на пробы возбуждающими импульсами света для возбуждения флуоресценции тест-объектов. Определяют флуоресцентные характеристики тест-объектов, по изменению которых судят о токсичности анализируемых проб.

Пример 1. Из экологически чистых районов Азовского и Черного морей в мае-июне 2008 г., т.е. в период активной вегетации основных видов микроводорослей, были отобраны пробы воды. В этот период в Азовском и Черном морях вегетируют водоросли 7 отделов: Cyanophyta, Chrysophyta, Bacillariophyta, Dinophyta, Cryptophyta, Chlorophyta, Euglenophyta. Методами многократных разведений и пересевов из отобранных проб было выделено 5 альгологически и бактериологически чистых культур отдельных видов зеленых и сине-зеленых водорослей. По таксономической принадлежности 3 выделенных штамма относились к сине-зеленым водорослям (Cyanophyta), и 2 штамма - к зеленым водорослям (Chlorophyta). Сине-зеленые водоросли определены как Oscillatoria laetevirens (Crouan) Gom. (=Phormidium laetevirens (Crouan et Gom.) Anagn. et. Kom.), Oscillatoria Agardhii Gom. (=Planktothrix Agardhii (Gom.) Anagn. et. Kom.) и Snowella rosea (Snow) Elenkin; зеленые - как Oocystis borgei Snow и Scenedesmus apiculatus (W. et W.) Chod. Выделенные штаммы водорослей были подготовлены к спектральному анализу. Суспензии микроводорослей поместили в контрольные (без токсикантов) пробы воды. Спектры флуоресценции растворов, содержащих микроводоросли, регистрировали на спектрофлуорофотометре RF-5301PC фирмы Shimadzu (Япония). С помощью программы Panorama fluorescence 1.1 в режиме сканирования (2D synchro measurement) был проведен анализ спектров возбуждения и люминесценции и по результатам их синхронизации для каждого штамма выбраны длины волн с характерными максимумами возбуждения.

На следующем этапе работы определяли чувствительность выделенных культур микроводорослей к действию стандартных токсикантов. Оценку чувствительности проводили по относительному различию в интенсивности биолюминесценции контрольной и опытной проб. Суспензию микроводорослей вносили в пробы с бихроматом калия K2Cr2O7 (концентрации раствора от 0.001 до 100 мг/л), сульфатом меди CuSO4 (концентрации от 0.0001 до 100 мг/л) и фенолом (5-1500 мг/л). Время экспозиции составляло от 10 до 30 мин. Отклик микроводорослей на воздействие выбранных токсикантов исследовали, возбуждая свечение в области максимумов, установленных для каждого штамма водоросли. При этом регистрировали спектры флуоресценции, фиксируя изменения интенсивности свечения при установленных максимумах эмиссии.

По результатам исследований чувствительности всех выделенных культур микроводорослей к действию стандартных токсикантов - бихромату калия (K2Cr2O7), сульфату меди (CuSO4) и фенолу были отобраны наиболее чувствительные (перспективные для биотестирования) виды микроводорослей Scenedesmus apiculatus и Snowella rosea.

Изменение чувствительности выделенных видов микроводорослей при воздействии стандартных токсикантов и интенсивность флуоресценции (в условных единицах свечения, УЕС) микроводорослей Scenedesmus apiculatus и Snowella rosea в опыте даны в табл.1, 2, 3.

Таблица 1
Интенсивность флуоресценции микроводорослей Scenedesmus apiculatus (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 366 нм) и Snowella rosea (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 340 нм, 440 нм) в опыте с бихроматом калия (УЕС)
Контроль Концентрация токсиканта K 2Cr2O7 (ПДК 0.05 мг/л) мг/л
0,0010,01 0,10,5 1,05,010,0 100,0
Интенсивность флуоресценции Scenedesmus apiculatus, УЕС
24,520,9 20,319,419,5 19,517,2 14,40,7
Интенсивность флуоресценции Snowella rosea, УЕС
11,311,4 11,512,515,3 18,416,5 15,02,4

Таблица 2
Интенсивность флуоресценции микроводорослей Scenedesmus apiculatus (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 366 нм) и Snowella rosea (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 нм и способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 370 нм) в опыте с сульфатом меди (УЕС)
Контроль Концентрация токсиканта CuSO4 мг/л
0,00010,0010,01 0,11,0 10,0100,0
Интенсивность флуоресценции Scenedesmus apiculatus, УЕС
24,521,8 20,519,317,5 15,912,2 1,2
Интенсивность биолюминесценции Snowella rosea, УЕС
11,311,411,9 12,813,4 14,18,57,9

Таблица 3
Интенсивность флуоресценции микроводорослей Scenedesmus apiculatus (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 366 нм) и Snowella rosea (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 340 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 440 нм) в опыте с фенолом (УЕС)
Контроль Концентрация токсиканта фенол мг/л
5,050,0100,0 300700 100012001500
Интенсивность флюресценции Scenedesmus apiculatus, УЕС
24,5 16,70,5 0,100 000
Интенсивность флуоресценции Snowella rosea, УЕС
11,3 12,914,315,1 11,09,2 7,56,76,0

Из таблицы 1 видно, что под влиянием K2Cr2O7 (0.01-10 мг/л) (ПДК 0.05 мг/л) интенсивность флуоресценции (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 366 нм) культуры Scenedesmus apiculatus снижалась максимально до 45-50% от контрольного уровня (в зависимости от времени экспозиции и условий флуориметрии).

Для культуры Snowella rosea в присутствии таких же концентраций K2Cr2O7 установлено максимальное увеличение интенсивности флуоресценции до 60% (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 340 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 440 нм).

Более высокие концентрации K2Cr2O7 (на уровне 50-100 мг/л) на 45-99% подавляли флуоресценцию обеих культур водорослей.

Из таблицы 2 видно, что в растворах CuSO4 (0.01-10 мг/л) Scenedesmus apiculatus проявлял аналогичную чувствительность, о чем свидетельствовало снижение интенсивности флуоресценции (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс.366 нм) максимально на 50% от контрольного уровня. В растворе с концентрацией CuSO4 100 мг/л наблюдалось практически полное тушение флуоресценции суспензии Scenedesmus apiculatus.

Под влиянием низких концентраций CuSO4 (0.0001-1.0 мг/л) спектры флуоресценции Snowella rosea заметно не изменялись. Максимально высокая индукция свечения (до 25% от контроля, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 340 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 440 нм) зарегистрирована в растворе CuSO 4 с концентрацией 1.0 мг/л. Экспозиция водоросли в культуральной среде с CuSO4 в концентрации 10 и 100 мг/л вызывает тушение свечения на 25 и 30%. Следовательно, чувствительность культуры Snowella rosea к CuSO4 была приблизительно в 2 раза ниже, чем Scenedesmus apiculatus.

Из таблицы 3 видно, что фенол в концентрации 5 мг/л ингибировал флуоресценцию Scenedesmus apiculatus (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 366 нм) на 10-55%, а в растворе с содержанием фенола 50 мг/л тушение флуоресценции достигало почти 100%. В то же время, Snowella rosea проявляла низкую чувствительность к фенолу: интенсивность флуоресценции в 1.5 раза ингибировала лишь концентрация фенола 1000 мг/л.

Пример 2. Для сравнительной оценки чувствительности использовали характеристику ЕС50 (effective concentration) - концентрацию вещества, вызывающую 50%-ное снижение биолюминесценции суспензии микроводорослей.

Использование показателя ЕС50 (эффективная концентрация токсиканта, снижающая люминесценцию на 50%) позволило сравнить чувствительность выделенных водорослей Scenedesmus apiculatus и Snowella rosea с чувствительностью биолюминесцентных бактерий Е. coli РТ-5, Ph. phosphoreum (Cohn) Ford и штаммов аборигенных бактерий Vibrio fischeri ВКПМ В-9579 и Vibrio fischeri ВКПМ В-9580, выделенных из воды Азовского и Черного морей (таблица 4).

Таблица 4
Чувствительность выделенных водорослей и известных штаммов светящихся бактерий к действию различных токсикантов (ингибирование свечения), ЕС50, мг/л
Культуры водорослей и штаммы бактерий, используемые как тест-объекты EC50, мг/л
CuSO4 K2Cr2O7 Фенол
Scenedesmus apiculatus 10-4010-50 5-30
Snowella rosea 20-5020-50-
Vibrio fischeri В 95791 1-1.510-50 125-150
Vibrio fischeri В 9580 2210-50 125-150
Е.соИСбОО (pPLS-5)35-7.5 150>300
P. phosphoreum (Cohn) Ford4способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 250170
ПДКрх (мг/л) 0.005 - в пересчете на Си2+ 0.05 - по веществу0.001
1патент РФ № 2346035, 2007; 2патент РФ № 2342434, 2007; 3патент РФ № 79581,2001; 4Малыгина, Кацев, 2003.

Сравнение чувствительности аборигенных микроводорослей к исследованным токсическим веществам (табл.4) показало в 2 раза более высокую чувствительность микроводоросли Scenedesmus apiculatus по сранению с чувствительностью Snowella rosea. Поэтому для тестирования в качестве тест-объекта была выбрана микроводоросль Scenedesmus apiculatus.

Сравнение чувствительности аборигенной микроводоросли Scenedesmus apiculatus по средним значениям EC50 к исследованным токсическим веществам показало, что Scenedesmus apiculatus более чувствителен, чем штамм Ph. phosphoreum (Cohn) Ford. В частности, в среднем он примерно на порядок более чувствителен к K2 Cr2O7. Так, величина EC50 у микроводоросли Scenedesmus apiculatus по бихромату калия находится в диапазоне концентраций от 10 до 50 мг/л, а для Ph. phosphoreum составляет 250 мг/л.

По фенолу величина EC 50 для микроводоросли Scenedesmus apiculatus составила 5-30 мг/л, что также на порядок ниже, чем EC50 для Ph. phosphoreum.

Сравнение чувствительности микроводоросли Scenedesmus apiculatus к токсическим веществам с чувствительностью lux-штамма E.coli РТ-5 показало аналогичные результаты, за исключением CuSO4. Микроводоросль Scenedesmus apiculatus более чувствительна к K2Cr2O7, (~ в 5 раз), а также к фенолу (примерно на порядок), но уступает по чувствительности к CuSO4 (~ в 4 раза).

Полученные данные свидетельствуют о перспективности использования микроводоросли Scenedesmus apiculatus для определения токсичности водных сред.

Пример 3. Проводили проверку чувствительности используемой в качестве тест-объекта водоросли вида Scenedesmus apiculatus, выделенной из воды Черного и Азовского морей. Из экологически чистых районов Азовского и Черного морей были отобраны пробы воды. В них помещали микроводоросли Scenedesmus apiculatus, отобранные из разных морей.

Как показали исследования, культуры Scenedesmus apiculatus из разных морей, помещенные в «родные» и «неродные» среды, отличались интенсивностью флуоресценции (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 366 нм) в пределах 12-17% в зависимости от условий экспозиции (таблица 5).

Таблица 5
Отклонение от контроля интенсивности флуоресценции Scenedesmus apiculatus (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 366 нм) в воде Черного и Азовского морей (время экспозиции - 10 минут), %
Вариант воды Scenedesmus apiculatus (из воды Азовского моря) Scenedesmus apiculatus (из воды Черного моря)
1Проба воды Черного моря -17,154,45
2Проба воды Азовского моря 3,30-12,45

Таким образом, аборигенные водоросли, помещенные в «неродную» среду, показывали в 2-3 раза большие отклонение уровня флуоресценции от такового у микроводорослей, помещенных в «родную» среду. Такое отклонение может искажать результаты измерения токсичности проб в «неродной» среде, что указывает на необходимость использования аборигенных микроводорослей (как наиболее адаптированных к условиям данного водоема) в практике биотестирования воды и водных экстрактов донных отложений.

Пример 4. Были проведены эксперименты по определению токсичности компонентов среды (вода, донные отложения) Черного моря с использованием аборигенной микроводоросли Scenedesmus apiculatus в качестве тест-объекта. Были исследованы 3 пробы воды и 3 пробы донных отложений, отобранных в районе с высоким антропогенным загрязнением (акватория черноморского порта). Для подготовки экстрактов донных отложений в качестве растворителя использовали чистую морскую воду Черного моря, предварительно профильтрованную через бактериальный фильтр, в весовом соотношении 10:1 с высушенным при комнатной температуре грунтом. Пробы донных отложений встряхивали на орбитальном шейкере при 65 об/мин при комнатной температуре в течение одного часа и затем отстаивали до оседания взвеси. Отстоявшиеся экстракты фильтровали через сифон (капроновая сеть № 76) и использовали в дальнейших исследованиях токсичности.

Токсичность воды и водных экстрактов донных отложений определяли по изменению интенсивности флуоресценции Scenedesmus apiculatus (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 нм, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 366 нм) относительно контроля (чистая морская вода Черного моря). Время экспозиции - 10 мин. При этом отклонение интенсивности свечения в тестируемой пробе относительно контроля (как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения) менее 20% свидетельствует об отсутствии токсичности, от 20 до 30% - о слабой токсичности, от 30 до 50% - умеренной токсичности, свыше 50% - об острой токсичности.

Результаты исследований приведены в таблице 6.

Таблица 6
Результаты биотестирования проб воды и донных отложений из загрязненной акватории Черного моря на культуре аборигенной водоросли Scenedesmus apiculatus (отклонения от контроля интенсивности флуоресценции, %; в знаменателе - индекс токсичности, баллы)
Тестируемые пробыспособ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 возб. 220 НМ, способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 366 нм
Время экспозиции, мин
10 30
Вода 1 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070
Вода 2 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070
Вода 3 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070
Донные отложения 1 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070
Донные отложения 2 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070
Донные отложения 3 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070

По результатам тестирования, снижение интенсивности флуоресценции относительно контроля в пробах воды № 1, 2 и 3 в зависимости от времени экспозиции, составило, соответственно, -4.27 - -8.85%; -21.77 - -10.67% и -8.52 - -13.42%, что в соответствии с представленной выше шкалой, характеризует пробы воды № 1 и 3 как не токсичные, пробу № 2, в зависимости от условий тестирования - как не токсичную - слабо токсичную.

Интенсивность флуоресценции в экстрактах донных отложений № 1,2 и 3 в зависимости от времени экспозиции снизилась относительно контроля соответственно на -34.49 - -34.86%, -40.95 - -41.92% и -52.09 - - 48.84%. По результатам флуориметрии донные отложения № 1 и 2 оцениваются, таким образом, как умеренно токсичные, проба № 3 - как остро токсичная. Полученные результаты тестирования свидетельствуют об умеренной токсичности проб донных отложений № 1 и 2 и острой токсичности - пробы № 3. В пробе донных отложений № 3, по аналитическим данным, отмечались максимально высокие для исследованной акватории порта содержания нефтепродуктов (32.6 г/кг сухого грунта), АПАВ (91 мг/кг), фенола (4.1 мг/кг) и полициклических ароматических углеводородов (1010 мкг/кг).

Испытание метода биотестирования воды и донных отложений, отобранных в районе с высоким антропогенным загрязнением (морской порт) с использованием Scenedesmus apiculatus в качестве тест-объекта, позволило по изменению интенсивности флуоресценции (способ оценки токсичности компонентов среды азовского и черного   морей, патент № 2519070 эмисс. 366 нм) установить токсичность проб воды и донных отложений. При этом значения токсичности для проб воды были ниже, чем для экстрактов донных отложений и в ряде случаев коррелировали с содержанием в пробах поверхностно-активных веществ, нефтепродуктов и фенола.

В целом высокая чувствительность выделенных культур водорослей к испытанным токсикантам и апробация метода биотестирования на основе Scenedesmus apiculatus в акватории Черного моря свидетельствуют о перспективности использования выделенных культур микроводорослей в качестве тест-объектов для определения токсичности компонентов среды морских водоемов в условиях комплексного антропогенного загрязнения.

Разрабатываемый метод биотестирования может применяться как для экспресс-оценки содержания токсических веществ в жидкостях, например, при сбросах в окружающую среду сточных (сбросных) вод, так и для непрерывного контроля токсичности окружающей среды, в том числе при аварийных случаях и неблагоприятных экологических ситуациях.

Заявляемый способ определения токсичности выгодно отличается от подобных систем более высокой чувствительностью к токсикантам (возможна регистрация токсического эффекта токсиканта на уровне его ПДК для воды рыбохозяйственного водоема), экспресс-реакцией (результаты анализа регистрируются в течение часа), безинерционностью (свет, возбуждающий флуоресценцию, мало меняет физиологическое состояние тест-объекта), низкой стоимостью анализа.

Литература

1. И.Ю.Малыгина, А.М.Кацев. Светящиеся бактерии Черного и Азовского морей. Экология моря. 2003. Вып. 64.

2. ТУ 6-09-20-236-93

3. Патент на изобретение РФ № 2346035. МКИ C12N 1/20.

4. Патент на изобретение РФ № 2342434 МКИ C12N 1/20.

5. Гольд В.М., Гаевский Н.А., Шатров И.Ю., Попельницкий В.А., Рубцов С.А. Опыт использования флуоресценции для дифференциальной оценки содержания хлорофилла у планктонных вддорослей//Гидробиол. журн. 1986. Т. 22, № 3.

6. Авторское свидетельство СССР № 1405745, МПК А01K 61/00, G01N 33/18.

7. Water quality - Algal growth inhibition test with Skeletonema costatum and Phaeodactylum tricornutum. Draft International Standard ISO/DIS 10253.2. 1994. 12p.

8. Авторское свидетельство СССР № 1515105 МКИ G01N 33/18 (прототип).

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2519070

patent-2519070.pdf

Класс G01N33/18 воды 

способ выявления загрязнения рек полихлорированными бифенилами -  патент 2526798 (27.08.2014)
способ определения токсичности водной среды -  патент 2522542 (20.07.2014)
реагентная индикаторная трубка на основе хромогенных дисперсных кремнеземов -  патент 2521368 (27.06.2014)
способ оценки экологического состояния прибрежных экосистем -  патент 2518227 (10.06.2014)
устройство и способ для определения токсичности жидких сред -  патент 2514115 (27.04.2014)
способ оценки трофического статуса экосистем минерализованных озер по уровню развития водных сообществ -  патент 2513330 (20.04.2014)
способ и устройство для непрерывного измерения биохимического потребления кислорода, биохимической потребности в кислороде и скорости биохимического окисления -  патент 2510021 (20.03.2014)
система контроля водоотводов от объектов промышленного и бытового назначения, способ контроля водоотводов и робот-пробоотборник для реализации способа -  патент 2507156 (20.02.2014)
способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях и тест-система -  патент 2506586 (10.02.2014)
способ биотестирования по длине корней тестового растения загрязненной нефтью воды -  патент 2499256 (20.11.2013)

Класс G01N21/64 флуоресценция; фосфоресценция

применение бис(2,4,7,8,9-пентаметилдипирролилметен-3-ил)метана дигидробромида в качестве флуоресцентного сенсора на катион цинка(ii) -  патент 2527461 (27.08.2014)
устройство для регулируемого по времени определения флуоресценции -  патент 2525706 (20.08.2014)
люминесцентный сенсор на пары аммиака -  патент 2522902 (20.07.2014)
способ определения концентрации изотопного состава молекулярного йода в газах -  патент 2522795 (20.07.2014)
способ определения пространственно-временного распределения активности протеолитического фермента в гетерогенной системе, устройство для реализации указанного способа и способ диагностики нарушений системы гемостаза по изменению пространственно-временного распределения активности протеолитического фермента в гетерогенной системе -  патент 2518247 (10.06.2014)
устройство получения томографических флуоресцентных изображений -  патент 2515203 (10.05.2014)
способ определения парциальных концентраций физико-химических форм урана (vi) -  патент 2515193 (10.05.2014)
способ оценки зимостойкости плодовых растений -  патент 2514400 (27.04.2014)
способ мониторинга лечения заболевания, включающий флуоресцентную диагностику заболевания, и устройство для его осуществления -  патент 2511262 (10.04.2014)
устройство для анализа люминесцирующих биологических микрочипов -  патент 2510959 (10.04.2014)
Наверх