биологический способ определения степени общей токсичности и основных токсикантов водной среды (варианты)

Формула изобретения

1. Биологический способ определения степени общей токсичности и основных токсикантов водной среды, основанный на сравнении физиологических параметров функционального состояния тест-организмов гидробионтов в тестируемой пробе водной среды и модельном растворе токсиканта, отличающийся тем, что предварительно выращивают на искусственных чистых эталонных воде и кормах при постоянном режиме содержания лабораторную культуру тест-организмов путем близкородственного скрещивания особей одного вида гидробионтов, естественная среда обитания которых по интервалу солености соответствует интервалу солености тестируемой водной среды, затем первично определяют в условных единицах в течение одного и того же интервала времени в сосудах, меньших по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, локомоторную активность и спектр поведенческих реакций как постоянный набор значений, каждое из которых соответствует степени проявления определенной поведенческой реакции тест-организма в условных единицах, для каждого тест-организма первой части выращенной лабораторной культуры тест-организмов в свежей искуственной чистой эталонной воде той же температуры, при которой содержат лабораторную культуру тест-организмов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд, после чего выдерживают тест-организмы первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде в сосудах меньшего объема, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, в течение времени адаптации к новым водной среде и сосуду при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов и вторично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде при температуре и в сосудах, идентичных соответственно температуре и сосудам, использованным для первичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной эталонной воде, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для первичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд, затем первично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов, соответствующих возможным токсикантам тестируемой водной среды, при температуре и в сосудах, идентичных соответственно температуре и сосудам, использованным для первичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций для тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде, причем все растворы модельных токсикантов готовят на свежей искусственной чистой эталонной воде, каждый тест-организм помещают только однократно в раствор модельного токсиканта, а определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из сосуда в другой сосуд, после чего выдерживают тест-организм второй части лабораторной культуры тест-организмов в сериях растворов модельных токсикантов в течение интервала времени и в сосудах, идентичных соответственно интервалу времени и сосудам, использованным для выдерживания тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде, при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем каждый тест-организм выдерживают именно в том растворе модельного токсиканта, в котором первично определяли его локомоторную активность и спектр поведенческих реакций, затем вторично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде при температуре и в сосудах, идентичных температуре и сосудам, использованным для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из сосуда в другой сосуд, а спектр поведенческих реакций погибших тест-организмов считают по всем значениям равным нулю, после чего полученные первичные и вторичные величины локомоторной активности тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов условно разделяют на несколько интервалов и для каждого интервала вычисляют для попадающих по величине своей локомоторной активности в этот интервал тест-организмов средние значения и стандартные отклонения от средних значений спектров поведенческих реакций, характеризующие функциональное состояние тест-организмов в сериях растворов модельных токсикантов и искусственной чистой эталонной воде, путем вычисления средних значений и стандартных отклонений от средних значений для каждой поведенческой реакции указанных спектров поведенческих реакций, затем первично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма третьей части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой пробе водной среды при температуре и в сосудах, идентичным соответственно температуре и сосудам, использованным для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций для каждого тест-организма первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и сериях растворов модельных токсикантов, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и сериях растворов модельных токсикантов, причем каждый тест-организм используют для тестирования только однократно и определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из сосуда в другой сосуд, после чего выдерживают тест-организмы третьей части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде в течение интервала времени и в сосудах, идентичных соответственно интервалу времени и сосудам, используемым для выдерживания тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и сериях растворов модельных токсикантов при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, затем вторично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций каждого тест-организма третьей части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искуственной чистой эталонной воде в течение интервала времени и в сосудах, идентичных интервалу времени и сосудам, использованным для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и сериях растворов модельных токсикантов, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и сериях растворов модельных токсикантов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из сосуда в другой сосуд, после чего сравнивают между собой соответственные первично и вторично определенные спектры поведенческих реакций каждого тест-организма третьей части культуры тест-организмов с вычисленными средними значениями спектров поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, имеющих одинаковые интервалы локомоторной активности, вычисляя разности между значениями каждой поведенческой реакции спектров поведенческих реакций каждого тест-организма третьей части лабораторной культуры тест-организмов и вычисленными средними значениями поведенческих реакций спектров поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, делят их на вычисленные стандартные отклонения средних значений соответствующих поведенческих реакций спектров поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов и выбирают из набора модельных токсикантов, включая искусственную чистую эталонную воду как токсикант в допустимых нетоксичных концентрациях, те токсиканты, для которых сумма абсолютных величин разностей между значениями каждой поведенческой реакции спектров поведенческих реакций каждого тест-организма третьей части лабораторной культуры тест-организмов и вычисленными средними значениями поведенческих реакций спектров поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, деленных на вычисленные стандартные отклонения средних значений соответствующих поведенческих реакций спектров поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, для каждого спектра поведенческих реакций каждого тест-организма третьей части лабораторной культуры тест-организмов не превышает удвоенного числа поведенческих реакций в каждом спектре поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, затем для каждого выбранного токсиканта находят его среднюю концентрацию путем усреднения всех выбранных в результате проведенного сравнения его концентраций по всем тест-организмам третьей части лабораторной культуры тест-организмов, при этом его концентрацию принимают равной нулю для каждого тест-организма, спектры поведенческих реакций которого не выявили при проведенном сравнении наличия данного токсиканта, и судят о наличии в тестируемой водной среде каждого основного токсиканта по найденным величинам средних концентраций соответствующего токсиканта, а степень общей токсичности тестируемой водной среды определяют путем сравнения определенных основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций.

2. Биологический способ определения степени общей токсичности и основных токсикантов водной среды, основанный на сравнении физиологических параметров функционального состояния гидробионтов в тестируемой пробе водной среды и модельном растворе токсиканта, отличающийся тем, что предварительно выращивают на искусственных чистых эталонных воде и кормах при постоянном режиме содержания лабораторную культуру тест-организмов путем близкородственного скрещивания особей одного вида гидробионтов, естественная среда обитания которых по интервалу солености соответствует интервалу солености тестируемой водной среды, и определяют средний интервал времени, необходимый выращенным тест-организмам лабораторной культуры для нахождения одинаковой дозы одного и того же вида корма на постоянном расстоянии, причем вид корма идентичен одному из кормов лабораторной культуры тест-организмов, после чего выдерживают первую часть тест-организмов лабораторной культуры в свежей искусственной чистой эталонной воде, а вторую часть - в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов, соответствующих возможным токсикантам тестируемой водной среды, в сосудах меньшего объема, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, в течение одного и того же интервала времени, достаточного для адаптации к новым средам и сосудам, при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем каждый тест-организм помещают только однократно в раствор модельного токсиканта, затем определяют в условных единицах в течение одного и того же времени локомоторную активность и спектр поведенческих реакций, представляющий собой постоянный набор значений, каждый из которых выражает степень проявления определенных поведенческих реакций тест-организма в условных единицах, для каждого тест-организма первой и второй частей культуры гидробионтов в свежей искусственной чистой эталонной воде, той же температуры, что и вода, используемая для содержания лабораторной культуры тест-организмов, в одинаковых сосудах, меньших по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру перенесения из одного сосуда в другой сосуд, далее тест-организмы второй части лабораторной культуры тест-организмов делят на группы, каждая из которых содержит одинаковое число тест-организмов, выдержанных предварительно в одном и том же растворе из набора серий растворов модельных токсикантов, тест-организмы первой части лабораторной культуры тест-организмов также делят на группы, каждая из которых содержит такое же число тест-организмов, как и каждая группа тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов, и определяют в условных единицах в течение одного и того же времени локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма каждой группы первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде той же температуры, что и вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов, после помещения каждой группы тест-организмов в одинаковые отдельные сосуды, меньшие по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, и исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд, затем помещают каждую группу тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов в другие сосуды, меньшие по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, со свежей искусственной чистой эталонной водой той же температуры, что и вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов, на одинаковом расстоянии от имеющейся в сосуде одинаковой дозы одного и того же корма, идентичных дозе и корму, использовавшимся для определения интервала времени нахождения корма тест-организмами лабораторной культуры в сосудах для их содержания, и после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд, определяют в каждой группе процент тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, равный определенному ранее среднему интервалу времени, необходимому тест-организмам лабораторной культуры для нахождения идентичной дозы корма на идентичном расстоянии в сосудах для содержания лабораторной культуры тест-организмов, далее определенные величины локомоторной активности всех тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов условно разделяют на несколько интервалов и для каждого интервала вычисляют для попадающих по величине своей локомоторной активности в этот интервал тест-организмов средние значения и стандартные отклонения от средних значений спектров поведенческих реакций, характеризующих функциональное состояние тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде после их выдерживания в течение одного и того же времени, необходимого тест-организмам для адаптации к новым средам и сосудам, в свежей искусственной чистой эталонной воде и в растворах из набора серий растворов модельных токсикантов, затем вычисляют средние для каждой совокупности всех групп тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, выдержанных в свежей искусственной чистой эталонной воде и в каждом из растворов набора серий растворов модельных токсикантов, значения процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, равный определенному ранее интервалу времени, необходимому тест-организмам лабораторной культуры тест-организмов для нахождения идентичной дозы корма на идентичном расстоянии в сосудах для содержания лабораторной культуры тест-организмов, после чего выдерживают третью часть тест-организмов лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде, содержащей элементы почвы, при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, в течение интервала времени и в сосудах, идентичных соответственно интервалу времени и сосудам, используемым для выдерживания тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и растворах из набора серий растворов модельных токсикантов, причем каждый тест-организм используют только однократно и число тест-организмов третьей части лабораторной культуры должно быть кратно числу тест-организмов одной группы первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, затем определяют в тех же условных единицах и в течение того же интервала времени, что и для тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры, локомоторную активность и спектр поведенческих реакций тест-организмов третьей части лабораторной культуры в свежей искусственной чистой эталонной воде при той же температуре и в таких же сосудах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд, после чего делят тест-организмы третьей части лабораторной культуры тест-организмов на группы, равные по числу тест-организмов группам первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, и помещают каждую группу тест-организмов третьей части лабораторной культуры в отдельный сосуд со свежей искусственной чистой эталонной водой той же температуры, что и температура воды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, на одинаковое расстояние от одинаковой дозы одного и того же корма, причем используемые сосуды, расстояние и корм идентичны соответственно сосудам, расстоянию и корму, использованным для определения процента тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени, и после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд, определяют в каждой группе тест-организмов третьей части лабораторной культуры тест-организмов процент тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за интервал времени, равный определенному ранее интервалу времени, необходимому тест-организмам лабораторной культуры тест-организмов для нахождения идентичной дозы корма на идентичном расстоянии в сосудах для содержания лабораторной культуры тест-организмов, после чего вычисляют средние значения процента тест-организмов для всех групп третьей части лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени, затем сравнивают спектры поведенческих реакций каждого тест-организма третьей части лабораторной культуры с вычисленными средними значениями спектров поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, имеющих одинаковые интервалы локомоторной активности, вычисляя разности между значениями каждой поведенческой реакции спектров поведенческих реакций каждого тест-организма третьей части лабораторной культуры тест-организмов и вычисленными средними значениями поведенческих реакций спектров поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов и деля их на вычисленные стандартные отклонения средних значений соответствующих поведенческих реакций спектров поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, и выбирают из всех модельных токсикантов, включая искусственную чистую эталонную воду как токсикант в допустимых нетоксичных концентрациях, те токсиканты, для которых сумма абсолютных величин разностей между значениями каждой поведенческой реакции спектров поведенческих реакций каждого тест-организма третьей части лабораторной культуры тест-организмов и вычисленными средними значениями поведенческих реакций спектров поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, деленных на вычисленные стандартные отклонения средних значений соответствующих поведенческих реакций спектров поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, для каждого спектра поведенческих реакций каждого тест-организма третьей части лабораторной культуры тест-организмов не превышает удвоенного числа поведенческих реакций в каждом спектре поведенческих реакций тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов, затем для каждого выбранного токсиканта находят его среднюю концентрацию путем усреднения всех выбранных в результате проведенного сравнения его концентраций по всем тест-организмам третьей части лабораторной культуры тест-организмов, при этом его концентрацию принимают равной нулю для каждого тест-организма, спектры поведенческих реакций которого не выявили при проведенном сравнении наличия данного токсиканта, и судят о наличии в тестируемой водной среде каждого основного токсиканта по найденным величинам средних концентраций соответствующего токсиканта, затем сравнивают средние значения процента тест-организмов для всех групп третьей части лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени, со средними для каждой совокупности всех групп тест-организмов первой и второй частей лабораторной культуры тест-организмов значениями процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, и выбирают из всех модельных токсикантов, включая искусственную чистую эталонную воду как токсикант в допустимых нетоксичных концентрациях, те токсиканты, которым соответствуют наиболее близкие средние проценты, далее определяют предварительную величину токсичности тестируемой водной среды сначала путем сравнения определенных в результате первого сравнения основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций, а затем путем сравнения определенных в результате второго сравнения основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций, после чего окончательно определяют степень общей токсичности тестируемой водной среды как наибольшую величину из двух предварительно определенных степеней общей токсичности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способам экологического контроля водных сред разного целевого назначения с помощью биотестирования. Оно предназначено для оценки качества вод, загрязненных промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми токсикантами и их смесями, включая водные вытяжки почв и донных отложений, а также для установления нетоксичной степени разбавления тестируемой водной среды и для экологического картирования и выявления неблагоприятных участков водоемов и мест, пригодных для водозаборов, мониторинга сточных, грунтовых и поверхностных вод, почв и донных отложений, а также для установления степени токсичности неизвестных токсикантов и их смесей.

Современный уровень техники характеризуется следующими аналогами предлагаемого способа. Разработано большое количество способов биотестирования водных сред, использующих в качестве тест-организмов разнообразных гидробионотов, относящихся к таким группам животных, как простейшие (инфузории, жгутиконосцы), кишечнополостные (гидра), черви (планарии, пиявки), ракообразные (дафнии, гаммарусы), моллюски (пластинчатожаберные, брюхоногие), рыбы. По литературным данным, наиболее распространены способы биотестирования вод, где в качестве тест-организмов используют дафний. По-видимому, это обусловлено тем, что по сравнению со способами биотестирования, использующими пиявок и рыб, способы, использующие дафний, обладают большей чувствительностью к основным классам токсикантов.

Известен биологический способ определения токсичности воды, согласно которому, в серию сосудов для испытания помещают увеличивающиеся объемы испытуемого раствора и добавляют воду для разбавления таким образом, чтобы получить в каждом сосуде испытуемый раствор заданной концентрации [1]. Помещают в каждый сосуд заданное число Daphnia magna. Подготавливают контрольный сосуд для каждой серии испытаний, в котором объем воды для разбавления равен объему испытуемых растворов, таким же числом Daphnia magna, как в испытуемых растворах. Испытания проводят при заданной температуре окружающей среды, свободной от паров и пыли, токсичных в отношении Daphnia magna. Для испытаний используют животных по меньшей мере третьего поколения, полученного при ациклическом партеногенезе в специфических условиях размножения, заданного размера и возраста. Испытания проводят в два этапа. В конце заданного периода испытания определяют число подвижных Daphnia magna в каждом сосуде. Считают неподвижными тех животных, которые не могут плавать в течение 15 с после слабого перемешивания жидкости даже в том случае, если они еще могут двигать своими антеннами. Определяют предел допустимых концентраций, дающий иммобилизацию от 0 до 100%, и регистрируют любые аномалии в поведении Daphnia magna.

Достоинство известного способа заключается в том, что он является экспресс-способом, т.е. оценка токсичности воды производится в течение 24 или 48 ч. К достоинствам способа можно отнести и тот факт, что для тестирования берут специально выведенные третье и далее поколения животных в отличие от способов, когда животных берут прямо из природной среды. Надежность и точность тестирования водной пробы на специально выведенных "экологически чистых" животных выше, чем на животных, взятых их разных природных водоемов и уже адаптированных к имеющимся в них различным токсикантам. Сами особи Daphnia magna обладают повышенной чувствительностью к ряду основных классов токсикантов, что также является достоинством способа.

Недостатком способа является тот факт, что особи Daphnia magna не обладают достаточной резистентность к действию токсикантов, что обуславливает то, что по-существу оценивают токсичность вод косвенно, разбавляя исследуемую воду заранее известной водой, не содержащей токсикантов, устанавливая различные концентрации исследуемой воды в различных сосудах, и судят о токсичности воды по поведению Daphnia magna в разбавленной воде. Это снижает точность способа, а также усложняет весь способ биотестирования в целом. Кроме того, хотя для биотестирования Daphnia magna и выводят специально, но каждый раз используют для разведения Daphnia magna, взятых из разных водоемов, что снижает воспроизводимость результатов тестирования, т.е. также снижает точность способа. Кроме того, с помощью этого способа определяют токсичность водных проб только в отношении вида Daphnia magna и только по степени подвижности животных в этих пробах, не привязывая результаты оценки к действующим на тестируемую воду нормативам. Данный способ не является унифицированным в том смысле, что не дает возможности использования его для оценки токсичности вод в соответствии с действующими нормативами по токсикологическим показателям для вод разного целевого назначения.

Наиболее близким по своей сущности является способ определения токсичности водных сред [2]. По данному способу, в частности, оценивают локомоторную активность тест-организмов гидробионтов Lymnaea lagotis, Lymnaea auricularia, Coretus corneus и Viviparus viviparus в тестируемой водной среде, определяют физиологические параметры, характеризующие функциональное состояние тест-организмов, сравнивают эти параметры с аналогичными параметрами их функционального состояния, полученными при тестировании водных растворов с заданными концентрациями модельного токсиканта, по результатам сравнения судят о величине токсичности тестируемой водной среды.

К недостаткам указанного способа относится то, что, во-первых, тест-организмы каждый раз берут из разных природных водоемов, что снижает точность и воспроизводимость результатов тестирования воды, т.к. животные оказываются адаптированными к разным условиям существования и загрязнителям, в том числе и к используемому модельному токсиканту. Последнее приводит к тому, что их устойчивость и чувствительность к токсикантам сильно варьируют. Это создает существенные трудности при трактовке результатов биотестирования, снижая таким образом точность самого способа, что не позволяет считать его унифицированным. Во-вторых, в качестве тест-организмов используют заведомо разные в силу своих генетических и филогенетических особенностей по чувствительности и резистентности к токсикантам виды гидробионтов, что также снижает точность способа и затрудняет трактовку полученных результатов.

Другим недостатком известного способа является и то, что проводят не прямую оценку токсичности тестируемой водной среды, а в различных ее разбавлениях, тем более, что нет характеристик воды, используемой для разбавления, т.е. она сама по себе может обладать разной степенью токсичности. Таким образом, при таком способе не учитывается тот факт, что при разбавлении тестируемой водной среды может произойти не подвергающееся учету взаимодействие тестируемой водной среды и разбавителя. Это может изменить токсичность реально тестируемой водной среды по сравнению с водной средой, взятой для тестирования, что также может привести к снижению точности способа. К снижению точности способа и неправомерности использования его в качестве уницифированного приводит и то, что определение общей токсичности тестируемой водной среды производят только по результатам сравнения с действием на тест-организмы только одного модельного токсиканта (медный купорос), причем используют для сравнения в качестве физиологических параметров функционального состояния тест-организмов только их локомоторную активность и смертность.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в том, чтобы способ биотестирования обладал повышенной чувствительностью и точностью, позволяющими использовать способ в качестве унифицированного и универсального биотеста общей токсичности и основных токсикантов водных сред. Под понятием "унифицированный биотест" здесь имеется в виду, что он должен обладать совокупностью таких свойств, чтобы его использование было бы достаточным для того, чтобы определить основные токсиканты и общую токсичность тестируемой водной среды с учетом синергизма и антогонизма всех обуславливающих эту токсичность веществ. Под понятием "универсальный биотест" здесь имеется в виду возможность достаточно широкого применения способа для токсикологической оценки различных вод культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения, загрязненных разнообразными (бытовыми, промышленными, сельскохозяйственными и иными, возможно неизвестными) токсикантами в широком диапазоне концентраций, а также водных вытяжек почв и донных отложений.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения является то, что, во-первых, определение основных токсикантов и общей токсичности водных сред разного целевого назначения по данному способу является достаточно точным, способ отличается высокой воспроизводимостью результатов, а во-вторых, способ обладает повышенной чувствительностью и широким измерительным диапазоном, позволяющими определять различные основные токсиканты, присутствующие в тестируемой водной среде, в широком диапазоне превышения ПДКт (предельно допустимых концентраций токсикантов). Кроме того, проводимое сравнение полученных данных с действующими на тестируемые среды нормативами по токсикологическим показателям позволяет осуществлять "перенос" полученных данных с используемых в способе тест-организмов на те организмы, включая человека, для которых разработаны используемые для сравнения нормативы. Иными словами, предлагаемый способ позволяет определять основные токсиканты и общую токсичность водных сред независимо от используемых при предлагаемом способе тест-организмов, для высших животных и человека при условии наличия для этих животных и человека нормативов по определяемым токсикантам или ПДКт для тестируемых водных сред.

Поставленная задача достигается в первом варианте способа тем, что, как известном способе, проводят сравнение физиологических параметров функционального состояния тест-организмов гидробионтов в тестируемой пробе водной среды и растворах модельного токсиканта и по результатам сравнения определяют степень токсичности воды, но в отличие от известного способа предварительно выращивают на искусственных чистых эталонных воде и кормах при постоянном режиме содержания лабораторную культуру тест-организмов путем близкородственного скрещивания особей одного и того же вида гидробионтов, естественная среда обитания которого по интервалу солености соответствует интервалу солености тестируемой водной среды. В случае тестирования морской воды вместо предварительного выращивания лабораторной культуры тест-организмов допускается получение лабораторной культуры тест-организмов путем предварительного длительного содержания морских гидробионтов одного и того же вида, взятых из одного экологически чистого района моря, на искусственных чистой эталонной воде и кормах при постоянном режиме содержания в лабораторных условиях. Затем первично определяют в условных единицах в течение одного и того же интервала времени в сосудах, меньших по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, локомоторную активность и спектр поведенческих реакций тест-организмов как постоянный набор значений, каждое из которых соответствует степени проявления определенной поведенческой реакции тест-организма в условных единицах, для каждого тест-организма первой части выращенной лабораторной культуры тест-организмов в наборе отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов, соответствующих возможным токсикантам тестируемой водной среды, и в свежей искусственной чистой эталонной воде как в нетоксичной контрольной воде той же температуры, при которой содержат лабораторную культуру тест-организмов, причем все растворы модельных токсикантов готовят на свежей искусственной чистой эталонной воде, каждый тест-организм помещают только однократно в раствор модельного токсиканта, а определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд. После этого выдерживают тест-организмы первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и свежей искусственной чистой эталонной воде в сосудах меньшего объема, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов в течение одного и того же времени, достаточного для физиологической адаптации к новым водным средам и сосуду, при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем каждый тест-организм выдерживают именно в том растворе модельного токсиканта и свежей искусственной чистой эталонной воде, в котором первично определяли его локомоторную активность и спектр поведенческих реакций.

Затем вторично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде при температуре и в сосудах, идентичных соответственно температуре и сосудам, использованным для первичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для первичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организма, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд. После этого вычисляют для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов нормированные первично и вторично определенные спектры поведенческих реакций путем деления значения каждой поведенческой реакции как первично, так и вторично определенных для каждого тест-организма спектров поведенческих реакций на значение следующего выражения:

k₁ (k₂ + LA)

где k₁ и k₂ - экспериментально определяемые коэффициенты, величина которых зависит от вида гидробионтов, который используется для выращивания лабораторной культуры тест-организмов, от набора поведенческих реакций определяемых спектров поведенческих реакций тест-организмов и от условных единиц, в которых измеряются значения поведенческих реакций, а LA - ранее определенная локомоторная активность соответствующего тест-организма.

Затем вычисляют средние значения и стандартные ошибки средних значений отдельно для нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций, характеризующие функциональное состояние тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и свежей искусственной чистой эталонной воде, путем вычисления средних значений и их стандартных ошибок для каждой поведенческой реакции указанных нормированных спектров поведенческих реакций.

Затем первично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой пробе водной среды при температуре и в сосудах, идентичных соответственно температуре и сосудам, использованным для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для локомоторной активности и спектра поведенческих реакций первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов, причем каждый тест-организм используют для тестирования только однократно и определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд. После этого выдерживают тест-организм второй части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде в течение интервала времени и в сосудах, идентичных соответственно интервалу времени и сосудам, используемым для выдерживания тест-организмов первой части первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрациям серий растворов модельных токсикантов при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов.

Затем вторично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде в течение интервала времени и в сосудах, идентичных интервалу времени и сосудам, использованным для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд.

После этого вычисляют для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов нормированные первично и вторично определены спектры поведенческих реакций аналогично вычислению нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организма, и вычисляют средние значения и стандартные ошибки средних значений отдельно для нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций, характеризующие функциональное состояние тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде. После этого сравнивают между собой соответственные средние значения нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов с вычисленными средними значениями спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, и выбирают из набора модельных токсикантов и свежей искусственной чистой воды, как нетоксичной контрольной воды, те токсиканты, для которых средние значения всех поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов статистически достоверно не отличаются от средних значений соответствующих поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов. Затем для каждого выбранного токсиканта находят его среднюю концентрацию путем усреднения всех выбранных в результате проведенного сравнения его концентраций, и судят о наличии в тестируемой водной среде каждого основного токсиканта по найденным величинам средних концентраций соответствующего токсиканта, а степень общей токсичности тестируемой водной среды определяют путем сравнения определенных основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций.

Поставленная задача достигается во втором варианте способа тем, что, как при известном способе проводят сравнение физиологических параметров функционального состояния тест-организмов гидробионтов в тестируемой пробе водной среды и растворах модельного токсиканта и по результатам сравнения определяют степень токсичности воды, но в отличие от известного способа предварительно выращивают на искусственных чистых эталонных воде и кормах при постоянном режиме содержания лабораторную культуру тест-организмов путем близкородственного скрещивания особей одного вида гидробионтов, естественная среда обитания которых по интервалу солености соответствует интервалу солености тестируемой водной среды. Определяют средний интервал времени, необходимый выращенным тест-организмам лабораторной культуры для нахождения одинаковой дозы одного и того же вида корма на постоянном расстоянии, причем вид корма идентичен одному из кормов лабораторной культуры тест-организмов. В случае тестирования морской воды вместо предварительного выращивания лабораторной культуры тест-организмов допускается получение лабораторной культуры тест-организмов путем предварительного длительного содержания морских гидробионтов одного вида, взятых из одного экологически чистого района моря, на искусственных чистой эталонной воде и кормах при постоянном режиме содержания в лабораторных условиях.

Затем выдерживают первую часть тест-организмов лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов, соответствующих возможным токсикантам тестируемой водной среды и в свежей искусственной чистой эталонной воде, как нетоксичной контрольной воде, в сосудах меньшего объема, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, в течение одного и того же интервала времени, достаточного для физиологической адаптации к новым средам и сосудам, при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем каждый тест-организм помещают только однократно в раствор модельного токсиканта, затем определяют в условных единицах в течение одного и того же времени локомоторную активность и спектр поведенческих реакций тест-организмов, представляющий собой постоянный набор значений, каждое из которых выражает степень проявления определенной поведенческой реакции тест-организма в условных единицах, для каждого тест-организма первой части культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде той же температуры, что и вода, используемая для содержания лабораторной культуры тест-организмов, в одинаковых сосудах, меньших по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру перенесения из одного сосуда в другой сосуд.

Далее тест-организмы первой части лабораторной культуры тест-организмов делят на группы, каждая из которых содержит одинаковое число тест-организмов, выдержанных предварительно в одном и том же растворе из набора серий растворов модельных токсикантов и свежей искусственной эталонной воде. Затем помещают каждую группу тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в другие сосуды, меньшие по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, со свежей искусственной чистой эталонной водой, той же температуры, что и вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов, на одинаковом расстоянии от имеющейся в сосуде одинаковой дозы одного и того же корма, идентичных дозе и корму, использовавшимся для определения интервала времени нахождения корма тест-организмами лабораторной культуры в сосудах для их содержания, и после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд определяют в каждой группе процент тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, равный определенному ранее среднему интервалу времени, необходимому тест-организмам лабораторной культуры тест-организмов для нахождения идентичной дозы корма на идентичном расстоянии в сосудах для содержания лабораторной культуры тест-организмов. После этого вычисляют для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов нормированные спектры поведенческих реакций путем деления значения каждой поведенческой реакции, определенного ранее для каждого тест-организма спектра поведенческих реакций, на значение следующего выражения:

k₁ (k₂ + LA),

где k₁ и k₂ - экспериментально определяемые коэффициенты, величина которых зависит от вида гидробионтов, который используется для выращивания лабораторной культуры тест-организмов, от набора поведенческих реакций определяемых спектров поведенческих реакций тест-организмов и от условных единиц, в которых измеряются значения поведенческих реакций, а LA - ранее определенная локомоторная активность соответствующего тест-организма.

Затем вычисляют средние значения и стандартные ошибки средних значений для нормированных спектров поведенческих реакций, характеризующих функциональное состояние тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и свежей искусственной чистой эталонной воде, путем вычисления значений и их стандартных ошибок для каждой поведенческой реакции указанных нормированных спектров поведенческих реакций. После этого вычисляют средние для каждой совокупности всех групп тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, выдержанных в свежей искусственной чистой эталонной воде и в каждом из растворов набора серий растворов модельных токсикантов, значения процента и стандартные ошибки средних значений процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, равный определенному ранее интервалу времени, необходимому тест-организмам лабораторной культуры тест-организмов для нахождения идентичной дозы корма на идентичном расстоянии в сосудах для содержания лабораторной культуры тест-организмов.

Затем выдерживают вторую часть тест-организмов лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов в течение интервала времени и в сосудах, идентичных соответственно интервалу времени и сосудам, используемым для выдерживания тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и растворах из набора серий растворов модельных токсикантов, причем каждый тест-организм используют только однократно и число тест-организмов второй части лабораторной культуры должно быть кратно числу тест-организмов одной группы первой части лабораторной культуры тест-организмов. После этого определяют в тех же условных единицах и в течение того же интервала времени, что и для тест-организмов первой части лабораторной культуры, локомоторную активность и спектр поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры в свежей искусственной чистой эталонной воде при той же температуре и в таких же сосудах, которые использованы для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд.

После этого делят тест-организмы второй части лабораторной культуры тест-организмов на группы, равные по числу тест-организмам группы первой части лабораторной культуры тест-организмов, и помещают каждую группу тест-организмов второй части лабораторной культуры в отдельный сосуд со свежей искусственной чистой эталонной водой той же температуры, что и температура воды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, на одинаковое расстояние от одинаковой дозы одного и того же корма, причем используемые сосуды, расстояние и корм идентичны соответственно сосудам, расстоянию и корму, использованным для определения в каждой группе тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени, и после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд определяют в каждой группе процент тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, равный интервалу времени, используемому для определения в каждой группе тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени. После этого вычисляют для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов нормированные спектры поведенческих реакций аналогично вычислению нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, и вычисляют средние значения и стандартные ошибки средних значений для вычисленных нормированных спектров поведенческих реакций, характеризующие функциональное состояние тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде.

После этого сравнивают между собой значения нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части культуры тест-организмов с вычисленными средними значениями спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов и выбирают из набора модельных токсикантов и свежей искусственной чистой воды, как нетоксичной контрольной воды, те токсиканты и их концентрации, для которых средние значения всех поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов статистически достоверно не отличаются от средних значений соответствующих поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов. Затем для каждого выбранного токсиканта находят его среднюю концентрацию путем усреднения всех выбранных в результате проведенного сравнения его концентраций и судят о наличии в тестируемой водной среде основного токсиканта по найденным величинам средних концентраций соответствующего токсиканта. После этого вычисляют средние для каждой совокупности всех групп тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов значения процента и стандартные ошибки средних значений процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени. Затем сравнивают средние значения процента тест-организмов для всех групп второй части лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени, со средними для каждой совокупности всех групп тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов значениями процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, и выбирают из всех модельных токсикантов, включая свежую искусственную чистую эталонную воду как нетоксичную контрольную воду, те токсиканты и их концентрации, для которых средние значения процента тест-организмов в первой части лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, статистически достоверно не отличаются от соответствующих средних значений процента тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов.

Затем для каждого выбранного токсиканта находят его среднюю концентрацию путем усреднения всех выбранных в результате проведенного сравнения его концентраций и судят о наличии в тестируемой водной среде каждого основного токсиканта по найденным величинам средних концентраций соответствующего токсиканта. Далее определяют предварительную величину токсичности тестируемой водной среды сначала путем сравнения определенных в результате первого сравнения основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций, а затем путем сравнения определенных в результате второго сравнения основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням предельно допустимых концентраций, после чего окончательно определяют степень общей токсичности тестируемой водной среды как наибольшую величину из двух предварительно определенных степеней общей токсичности.

Изобретательский уровень предлагаемого способа доказывается тем, что совокупность существенных признаков приводит к тому, что с помощью предлагаемого способа можно с достаточной точностью определить основные токсиканты в широком диапазоне степеней превышения их предельно допустимых по нормативам концентраций (ПДКт) и степень общей токсичности тестируемой водной среды. Действительно, то, что для тестирования по данному способу в качестве тест-организмов однократно используют особей из предварительно выращенной путем близкородственного скрещивания особей одного вида гидробионтов на искусственных чистых эталонной воде и кормах при постоянном режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, естественная среда обитания которых по интервалу солености соответствует интервалу солености тестируемой водной среды, существенно повышает точность определения токсикантов. Кроме того, определение основных токсикантов и общей токсичности тестируемой водной среды производят по результатам сравнения действия на тест-организмы тестируемой водной среды и целого набора из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов, соответствующих возможным токсикантам тестируемой водной среды, и искусственной чистой эталонной воды, причем используют для сравнения в качестве физиологических параметров функционального состояния тест-организмов целый спектр их поведенческих реакций, представляющих собой постоянный набор значений, каждое из которых соответствует степени проявления определенной поведенческой реакции тест-организма в условных единицах, причем при сравнении спектров поведенческих реакций тест-организмов учитывают определяемую в ходе проведения способа локомоторную активность тест-организмов, что приводит к существенному увеличению чувствительности и точности способа за счет того, что определение основных токсикантов и общей токсичности тестируемой водной среды производится на основе таких физиологических параметров, которые наиболее полно отражают наиболее существенные изменения функционального состояния тест-организмов, возникающие у них под действием содержащихся в тестируемой водной среде токсикантов. Увеличение точности и чувствительности способа происходит в значительной степени и от того, что определение физиологических параметров функционального состояния тест-организмов в тестируемой водной среде производят дважды в обоих вариантах способа.

Способ позволяет применять его широко для биотестирования водных сред, загрязненных разнообразными токсикантами в широком диапазоне концентраций, а также водных вытяжек почв и донных отложений, во-первых, потому, что используемые тест-организмы, взятые из предварительно выращенной путем близкородственного скрещивания особей одного вида гидробионтов на искусственных чистых эталонной воде и кормах при постоянном режиме содержания лабораторной культуры гидробионтов, естественная среда обитания которых по интервалу солености соответствует интервалу солености тестируемой водной среды, обладают высокой чувствительностью в сочетании с достаточной резистентностью к воздействию на них широкого спектра токсикантов, а, во-вторых, определение основных токсикантов и степени общей токсичности тестируемой водной среды производят по результатам сравнения действия на тест-организмы тестируемой водной среды и целого набора из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов, соответствующих возможным токсикантам тестируемой водной среды, и искусственной чистой эталонной воды, а не растворов одного модельного токсиканта. Кроме того, этому способствует возможность при предлагаемом способе "переноса" полученных результатов с используемых тест-организмов на те организмы, включая человека, для которых разработаны используемые для сравнения в способах нормативы на тестируемую водную среду, т.е. возможность при предлагаемом способе определения основных токсикантов и общей токсичности водных сред независимо от используемых тест-организмов для высших животных и человека при условии наличия для этих животных и человека нормативов по определяемым токсикантам или ПДКт для тестируемых водных сред. Все это в совокупности приводит к универсальности способа.

Изобретение может быть использовано для биотестирования различных водных сред, включая водные вытяжки почв и донных отложений, т.е. для экологического контроля за состоянием поверхностных, грунтовых и сточных вод, почв и донных отложений, а также для установления нетоксичной степени разбавления тестируемой водной среды. Согласно первому варианту способа предварительно выращивают на искусственных чистых эталонных воде и кормах при постоянном режиме содержания лабораторную культуру тест-организмов путем близкородственного скрещивания особей одного вида гидробионтов, естественная среда обитания которых по интервалу солености соответствует интервалу солености тестируемой водной среды. В случае тестирования морской воды вместо предварительного выращивания лабораторной культуры тест-организмов допускается получение лабораторной культуры тест-организмов путем предварительного длительного содержания морских гидробионтов одного вида, взятых из одного экологически чистого района моря на искусственных чистой эталонной воде и кормах при постоянном режиме содержания в лабораторных условиях. Затем первично определяют в условных единицах в течение одного и того же интервала времени в сосудах, меньших по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, локомоторную активность и спектр поведенческих тест-организмов как постоянный набор значений, каждое из которых соответствует степени проявления определенной поведенческой реакции тест-организма в условных единицах, для каждого тест-организма первой части выращенной лабораторной культуры в наборе отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов, соответствующих возможным токсикантам тестируемой водной среды, и в свежей искусственной чистой эталонной воде, как в нетоксичной контрольной воде той же температуры, при которой содержат лабораторную культуру тест-организмов, причем все растворы модельных токсикантов готовят на свежей искусственной чистой эталонной воде, каждый тест-организм помещают только однократно в раствор модельного токсиканта, а определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд.

После этого выдерживают тест-организмы первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и свежей искусственной чистой эталонной воде в сосудах меньшего объема, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов в течение одного и того же времени, достаточного для физиологической адаптации к новым водным средам и сосуду, при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем каждый тест-организм выдерживают именно в том растворе модельного токсиканта и свежей искусственной чистой эталонной воде, в котором первично определяли его локомоторную активность и спектр поведенческой реакции.

Затем вторично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воле при температуре и в сосудах, идентичных соответственно температуре и сосудам, использованным для первичного определения локомоторной активности и спектра поведенческой реакции для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для первичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд. После этого вычисляют для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов нормированные первично и вторично определенные спектры поведенческих реакций путем деления значения каждой поведенческой реакции как первично, так и вторично определенных для каждого тест-организма спектров поведенческих реакций на значение следующего выражения:

k₁ (k₂ + LA),

где k₁ и k₂ - экспериментально определяемые коэффициенты, величина которых зависит от вида гидробионтов, который используется для выращивания лабораторной культуры тест-организмов, от набора поведенческих реакций определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов и от условных единиц, в которых измеряются значения поведенческих реакций, а LA - ранее определенная локомоторная активность соответствующего тест-организма.

Затем вычисляют средние значения и стандартные ошибки средних значений отдельно для нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций, характеризующие функциональное состояние тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и свежей искусственной чистой эталонной воде, путем вычисления средних значений и их стандартных ошибок для каждой поведенческой реакции указанных нормированных спектров поведенческих реакций. Затем первично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой пробе водной среды при температуре ив сосудах, идентичных соответственно температуре и сосудам, использованным для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов, причем каждый тест-организм используют для тестирования только однократно и определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд.

После этого выдерживают тест-организмы второй части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде в течение интервала времени и в сосудах, идентичных соответственно интервалу времени и сосудам, используемым для выдерживания тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрациям серий растворов модельных токсикантов при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов. Затем вторично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде в течение интервала времени и в сосудах, идентичных интервалу времени и сосудам, использованным для определения локомоторной активности и спектре поведенческих реакций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд.

После этого вычисляют для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов нормированные первично и вторично определенные спектры поведенческих реакций аналогично вычислению первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, и вычисляют средние значения и стандартные ошибки средних значений отдельно для нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций, характеризующие функциональное состояние тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде. После этого сравнивают между собой соответственные средние значения нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов с вычисленными средними значениями спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, и выбирают из набора модельных токсикантов и свежей искусственной чистой воды, как нетоксичной контрольной воды, те токсиканты, для которых средние значения всех поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов статистически достоверно не отличаются от средних значений соответствующих поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов.

Затем для каждого выбранного токсиканта находят его среднюю концентрацию путем усреднения всех выбранных в результате проведенного сравнения его концентраций, и судят о наличии в тестируемой водной среде каждого основного токсиканта по найденным величинам средних концентраций соответствующего токсиканта, а степень общей токсичности тестируемой водной среды определяют путем сравнения определенных основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимой концентрации.

Согласно второму варианту способа предварительно выращивают на искусственных чистых эталонных воде и кормах при постоянном режиме содержания лабораторную культуру тест-организмов путем близкородственного скрещивания особей одного вида гидробионтов, естественная среда обитания которых по интервалу солености соответствует интервалу солености тестируемой водной среды. Определяют средний интервал времени, необходимый выращенным тест-организмам лабораторной культуры для нахождения одинаковой дозы одного и того же вида корма на постоянном расстоянии, причем вид корма идентичен одному из кормов лабораторной культуры тест-организмов. В случае тестирования морской воды вместо предварительного выращивания лабораторной культуры тест-организмов допускается получение лабораторной культуры тест-организмов путем предварительного длительного содержания морских гидробионтов одного вида, взятых из одного экологически чистого района моря на искусственных чистых эталонной воде и кормах при постоянном режиме содержания в лабораторных условиях.

Затем выдерживают первую часть тест-организмов лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов, соответствующих возможным токсикантам тестируемой водной среды, и в свежей искусственной чистой эталонной воде, как нетоксичной контрольной воде, в сосудах меньшего объема, чем сосуды для содержания лабораторных культур тест-организмов, в течение одного и того же интервала времени, достаточного для физиологической адаптации к новым средам и сосудам, при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем каждый тест-организм помещают только однократно в раствор модельного токсиканта, затем определяют в условных единицах в течение одного и того же времени локомоторную активность и спектр поведенческих реакций тест-организмов, представляющих собой постоянный набор значений, каждое из которых выражает степень проявления определенной поведенческой реакции тест-организма в условных единицах, для каждого тест-организма первой части культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде той же температуры, что и вода, используемая для содержания лабораторной культуры тест-организмов, в одинаковых сосудах, меньших по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру перенесения из одного сосуда в другой сосуд.

Далее тест-организмы первой части лабораторной культуры тест-организмов делят на группы, каждая из которых содержит одинаковое число тест-организмов, выдержанных предварительно в одном и том же растворе из набора серий растворов модельных токсикантов и свежей искусственной эталонной воде. Затем помещают каждую группу тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в другие сосуды, меньшие по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, со свежей искусственной чистой эталонной водой той же температуры, что и вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов, на одинаковом расстоянии от имеющейся в сосуде одинаковой дозы одного и того же корма, идентичных дозе и корму, использовавшимся для определения интервала времени нахождения корма тест-организмами лабораторной культуры в сосудах для их содержания, и после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд определяют в каждой группе процент тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, равный определенному ранее среднему интервалу времени, необходимому тест-организмам лабораторной культуры тест-организмов для нахождения идентичной дозы корма на идентичном расстоянии в сосудах для содержания лабораторной культуры тест-организмов. После этого вычисляют для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов нормированные спектры поведенческих реакций путем деления значения каждой поведенческой реакции, определенного ранее для каждого тест-организма спектра поведенческих реакций, на значения следующего выражения:

k₁(k₂+LA),

где k₁ и k₂ - экспериментально определяемые коэффициенты, величина которых зависит от вида гидробионтов, который используется для выращивания лабораторной культуры тест-организмов, от набора поведенческих реакций определяемых спектров поведенческих реакций тест-организмов и от условных единиц, в которых измеряются значения поведенческих реакций, а LA - ранее определенная локомоторная активность соответствующего тест-организма.

Затем вычисляют средние значения и стандартные ошибки средних значений для нормированных спектров поведенческих реакций, характеризующих функциональное состояние тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и в свежей искусственной чистой эталонной воде, путем вычисления средних значений и их стандартных ошибок для каждой поведенческой реакции указанных нормированных спектров поведенческих реакций. После этого вычисляют средние для каждой совокупности всех групп тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, выдержанных в свежей искусственной чистой эталонной воде и в каждом из растворов набора серий растворов модельных токсикантов, значения процента и стандартные ошибки средних значений процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковой интервал времени, равный определенному ранее интервалу времени, необходимому тест-организмам лабораторной культуры тест-организмов для нахождения идентичной дозы корма на идентичном расстоянии в сосудах для содержания лабораторной культуры тест-организмов.

Затем выдерживают вторую часть тест-организмов лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов в течение интервала времени и в сосудах, идентичных соответственно интервалу времени и сосудам, используемым для выдерживания тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и в растворах из набора серий растворов модельных токсикантов, причем каждый тест-организм используют только однократно и число тест-организмов второй части лабораторной культуры должно быть кратно числу тест-организмов одной группы первой части лабораторной культуры тест-организмов.

После этого определяют в тех же условных единицах и в течение того же интервала времени, что и для тест-организмов первой части лабораторной культуры, локомоторную активность и спектр поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры в свежей искусственной чистой эталонной воде при той же температуре и в таких же сосудах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд. После этого делят тест-организмы второй части лабораторной культуры тест-организмов на группы, равные по числу тест-организмов группам первой части лабораторной культуры тест-организмов, и помещают каждую группу тест-организмов второй части лабораторной культуры в определенный сосуд со свежей искусственной чистой эталонной водой той же температуры, что и температура воды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, на одинаковое расстояние от одинаковой дозы одного и того же корма, причем используемые сосуды, расстояние и корм идентичны соответственно сосудам, расстоянию и корму, использованным для определения в каждой группе тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени, и после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд определяют в каждой группе тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через интервал времени, равный интервалу времени, используемому для определения в каждой группе тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени.

После этого вычисляют для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов нормированные спектры поведенческих реакций аналогично вычислению нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, и вычисляют средние значения и стандартные ошибки средних значений для вычисленных нормированных спектров поведенческих реакций, характеризующие функциональное состояние тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде. После этого сравнивают между собой средние значения нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части культуры тест-организмов с вычисленными средними значениями спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, и выбирают из набора модельных токсикантов и свежей искусственной чистой воды, как нетоксичной контрольной воды, те токсиканты и их концентрации, для которых средние значения всех поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов статистически достоверно не отличаются от средних значений соответствующих поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций второй части лабораторной культуры тест-организмов.

Затем для каждого выбранного токсиканта находят его среднюю концентрацию путем усреднения всех выбранных в результате проведенного сравнения его концентраций, и судят о наличии в тестируемой водной среде каждого основного токсиканта по найденным величинам средних концентраций соответствующего токсиканта. После этого вычисляют средний для каждой совокупности всех групп тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов значения процента и стандартные ошибки средних значений процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени. Затем сравнивают средние значения процента тест-организмов для всех групп второй части лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени, со средним для каждой совокупности всех групп тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов значениями процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый промежуток времени, и выбирают из всех модельных токсикантов, включая свежую искусственную чистую эталонную воду, как нетоксичную контрольную воду, те токсиканты и их концентрации, для которых средние значения процента тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый промежуток времени, статистически достоверно не отличаются от соответствующих средних значений процента тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов. Затем для каждого выбранного токсиканта находят его среднюю концентрацию путем усреднения всех выбранных в результате проведенного сравнения его концентраций, и судят о наличии в тестируемой водной среде каждого основного токсиканта по найденным величинам средних концентраций соответствующего токсиканта.

Далее определяют предварительную величину токсичности тестируемой среды сначала путем сравнения определенных в результате первого сравнения основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций, а затем путем сравнения определенных в результате второго сравнения основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций, после чего окончательно определяют степень общей токсичности тестируемой водной среды как наибольшую величину из двух предварительно определенных степеней общей токсичности.

Конкретно основные токсиканты и степень общей токсичности тестируемой водной среды определяют по первому варианту способа следующим образом.

Пример N 1. В августе 1995 года была взята для биологического определения основных токсикантов и степени общей токсичности проба воды из озера, расположенного на территории проведения комплексной экологической экспертизы производственной деятельности химического комбината и мониторинга за состоянием поверхностных и грунтовых вод в Алтайском крае. Объем пробы составил 2 л. Было известно, что взятая вода относится к минерализованным пресным и слабо соленым водам (содержание основных солевых компонентов не превышает 4 - 5 ПДКт для воды культурно-бытового назначения). Кроме того, в ней как в воде поверхностного водоема, находящегося недалеко от небольшого населенного пункта, железнодорожной и шоссейной дорог, а также огородов и предприятия, основное производство которого заключается в добыче и очистке природного сульфата натрия, могут присутствовать в качестве основных токсикантов тяжелые металлы, аммонийный азот, нитраты, нитриты, литий и нефтепродукты. Биологическое определение основных токсикантов и степени общей токсичности пробы тестируемой воды проводили первым вариантом способа. В качестве тест-организмов были взяты особи из выращенной для целей биотестирования путем близкородственного скрещивания при постоянном режиме содержания в 20 - 100-литровых аквариумах (постоянный световой и температурный режим, постоянный режим аэрации и кормления) на искусственной чистой эталонной воде и кормах лабораторной культуры гидробионтов. Первоначально гидробионты были куплены в зоомагазине и являлись многолетней аквариумной культурой обитающего в р. Амазонка вида Ampullaria gigas. Лабораторной культурой тест-организмов считали особей второго и последующих поколений, выращенных указанным выше способом в лабораторных условиях аквариумной культуры. Тест-организмы указанных лабораторных культур тест-организмов приспособлены для обитания в пресных, слабо- и среднеминерализованных, а также слабо соленых водах, поэтому подходят в качестве тест-организмов для биологического определения токсичности взятой для тестирования пробы водной среды.

Помещают для первичного определения в условных единицах локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма по 12 тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в набор из отличающихся по концентрации серий растворов следующих модельных токсикантов: аммонийного азота, нитратов, нитритов, лития, сырой нефти, трехвалентного железа, кадмия, медного купороса, цинка, свинца и никеля и в свежую искусственную чистую эталонную воду, как в нетоксичную контрольную воду, с такой же температурой, которую имеет вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов. Причем используют каждый модельный токсикант в виде четырех отличающихся по концентрации растворов - 0, 5, 2, 7 и 50 ПДКт для вод культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения (согласно [3]) на свежей искусственной чистой эталонной воде, а тест-организмы помещаются однократно по три в однолитровые сосуды. После исчезновения у них защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд первично определяют для каждого тест-организма в условных единицах локомоторную активность - LA (число пройденных делений, нанесенных на дно и стенки сосудов) и спектр поведенческих реакций, как постоянный набор значений, каждое из которых соответствует степени проявления определенной поведенческой реакции тест-организма в условных единицах. Регистрируют для каждого тест-организма 10 реакций A, B, C, D, E, F, G, H, K, L, среди которых: число падений - A, число нормальных дыхательных актов - F, гибель животного (1 - да, 0 - нет) - L.

Далее выдерживают тест-организмы первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и в свежей искусственной чистой эталонной воде в течение времени, достаточного для физиологической адаптации к новым водным средам и сосуду, которое в данном случае составляет 2 сут, в других однолитровых сосудах при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем каждый тест-организм выдерживают именно в том растворе модельного токсиканта и в свежей искусственной чистой эталонной воде, в которых первично определяли его локомоторную активность и спектр поведенческих реакций. Затем вторично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде при температуре и в сосудах, идентичных температуре и сосудам, использованным для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов. Причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из сосуда в другой сосуд.

После этого вычисляют для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов нормированные первично и вторично определенные спектры поведенческих реакций путем деления значения каждой поведенческой реакции всех спектров поведенческих реакций на значения следующего выражения:

k₁(k₂+LA),

где k₁ и k₂ - экспериментально определяемые коэффициенты, величина которых для данной лабораторной культуры тест-организмов, данного набора поведенческих реакций определяемых спектров поведенческих реакций тест-организмов и условных единиц, в которых изменяются значения поведенческих реакций, равны соответственно k₁=0,01 и k₂=50.

Далее вычисляют средние значения (X₁) и стандартные ошибки средних значений (Y₁) отдельно для нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и в свежей искусственной чистой эталонной воде, путем вычисления средних значений и их стандартных ошибок для каждой поведенческой реакции указанных нормированных спектров поведенческих реакций. В качестве примера в табл. 1 представлены результаты, полученные для свежей искусственной чистой эталонной воды, т.е. для нетоксичной контрольной воды.

Затем помещают 6 тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов по три в два однолитровых сосуда, идентичных сосудам для первичного и вторичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов, с пробой тестируемой воды той же температуры, что и вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов, и после исчезновения у них защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд первично определяют для каждого тест-организма локомоторную активность и спектр поведенческих реакций в тех же условных единицах, которые использовали для первичного и вторичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих операций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов.

После этого выдерживают тест-организмы второй части лабораторной культуры тест-организмов в той же пробе тестируемой воды в других однолитровых сосудах, идентичных сосудам для выдерживания в свежей искусственной чистой эталонной воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, при температуре содержания лабораторной культуры тест-организмов в течение 2 сут. Затем переносят тест-организмы второй части лабораторной культуры тест-организмов в однолитровые сосуды, идентичные сосудам для первичного и вторичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов, со свежей искусственной чистой эталонной водой той же температуры, что и температура воды, используемой для содержания лабораторной культуры тест-организмов, и после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд вторично определяют для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов локомоторную активность и спектр поведенческих реакций в тех же условных единицах, которые использовали для первичного и вторичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих операций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов.

После этого вычисляют нормированные первично и вторично определенные спектры поведенческих операций каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов аналогично тому, как это делали для тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов. Затем вычисляют средние значения (X₂) и стандартные ошибки средних значений (Y₂) отдельно для нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов. Полученные при этом результаты представлены в табл. 2.

Затем сравнивают между собой полученные средние значения нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры со средними значениями соответствующих нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций первой части лабораторной культуры тест-организмов, используя стандартную формулу статистического анализа [4]:

t_st= (X₁-X₂)/(Y²₁+Y²₂)^0,5, (1)

где в данном случае x₁ и y₁ - соответственно среднее значение и стандартная ошибка среднего значения каждой поведенческой реакции нормированного первичного или вторичного определенного спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, x₂ и y₂ - соответственно среднее значение и стандартная ошибка среднего значения соответствующей поведенческой реакции нормированного соответствующего спектра поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов.

Затем выбирают из набора модельных токсикантов и свежей искусственной чистой воды, как нетоксичной контрольной воды, те токсиканты, для которых средние значения всех поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов статистически достоверно не отличаются от средних значений соответствующих поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов, т.е. те, для которых абсолютная величина t_st не превышает 2,0 для каждой поведенческой реакции первично или вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов. Выбранные модельные токсиканты и их концентрации представлены в табл. 3.

Затем для каждого выбранного токсиканта находят его среднюю концентрацию путем вычисления среднего геометрического значения всех его выбранных концентраций и судят о наличии в тестируемой водной среде каждого основного токсиканта по найденным величинам средних концентраций соответствующего токсиканта. Полученные результаты представлены в табл. 4.

Степень общей токсичности тестируемой водной среды определяют путем сравнения определенных основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций. Поскольку тестируемая водная среда относится к типу поверхностных вод культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения, токсичность которых оценивается в ПДКт для вод культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения (согласно [3] ), в которых выражены определенные согласно данному варианту способа основные токсиканты тестируемой водной среды, то общую токсичность тестируемой водной среды определяют путем выбора наибольшей из вычисленных средних концентрации определенных основных токсикантов. Она равна 18,7 ПДКт, что по нормативам степеней превышения предельно допустимых концентраций [5] соответствует диапазону степеней превышения ПДКт от 10 до 100, общая токсичность которых определяется как "чрезвычайно высокая".

Пример 2. В августе 1995 года взята для биологического определения основных токсикантов и степени общей токсичности проба морской воды из Белого моря в районе Чупинской губы недалеко от рабочего поселка и местного промышленного предприятия. Целью тестирования было определение возможного присутствия в тестируемой пробе водной среды тяжелых металлов в недопустимых ПДКт по нормативам для морских водных объектов, используемых для обитания, размножения и миграции водных организмов [6], и определение ее степени общей токсичности. Биологическое определение основных токсикантов и степени общей токсичности пробы тестируемой водной среды проводили первым вариантом способа. В качестве тест-организмов были взяты особи из лабораторной культуры тест-организмов. Лабораторная культура тест-организмов была получена путем предварительного длительного содержания обитающих в Белом море гидробионтов вида Littorina littorea, взятых из одного экологически чистого района Белого моря, на искусственной чистой эталонной морской воде и кормах при постоянном режиме содержания в лабораторных условиях.

Помещают для первичного определения в условных единицах локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма по 12 тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в набор из отличающихся по концентрации серий растворов следующих модельных токсикантов: медного купороса, железа, кадмия, цинка, свинца и никеля и в свежую искусственную чистую эталонную морскую воду, как в нетоксичную контрольную воду, с такой же температурой, какую имеет вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов. Причем используют каждый модельный токсикант в виде четырех отличающихся по концентрации растворов - 0, 5, 2, 7 и 50 ПДКт для морских водных объектов, используемых для обитания, размножения и миграции водных организмов (согласно [6]) на свежей искусственной чистой эталонной морской воде, а тест-организмы помещаются однократно по три в однолитровые сосуды. После исчезновения у них защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд первично определяют для каждого тест-организма в условных единицах локомоторную активность - LA (число пройденных делений, нанесенных на дно и стенки сосудов) и спектр поведенческих реакций, как постоянный набор значений, каждое из которых соответствует степени проявления определенной поведенческой реакции тест-организма в условных единицах. Регистрируют для каждого тест-организма 6 реакций A, B, C, D, E, F, среди которых: число падений - A, гибель животного (I-да, 0-нет) - F.

Далее выдерживают тест-организмы первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и в свежей искусственной чистой эталонной морской воде в течение времени, достаточного для физиологической адаптации к новым водным средам и сосуду, которое в данном случае составляет 3 сут, в других однолитровых сосудах при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, причем каждый тест-организм выдерживают именно в том растворе модельного токсиканта и свежей искусственной чистой эталонной морской воде, в которых первично определяли его локомоторную активность и спектр поведенческих реакций. Затем вторично определяют локомоторную активность и спектр поведенческих реакций для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной морской воде при температуре и в сосудах, идентичных температуре и сосудам, использованным для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной морской воде, в течение интервала времени и в условных единицах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в свежей искусственной чистой эталонной морской воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов. Причем определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд.

После этого вычисляют для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов нормированные первично и вторично определенные спектры поведенческих реакций путем деления значения каждой поведенческой реакции всех спектров поведенческих реакций на значение следующего выражения:

k₁ (k₂ + LA),

где k₁ и k₂ - экспериментально определяемые коэффициенты, величина которых для данной лабораторной культуры тест-организмов, данного набора поведенческих реакций определяемых спектров поведенческих реакций тест-организмов и условных единиц, в которых измеряются значения поведенческих реакций, равны соответственно k₁ = 0,05 и k₂ = 20.

Далее вычисляют средние значения (x₁) и стандартные ошибки средних значений (y₁) отдельно для нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и в свежей искусственной чистой эталонной морской воде путем вычисления средних значений и их стандартных ошибок для каждой поведенческой реакции указанных нормированных спектров поведенческих реакций. В качестве примера в табл. 5 представлены результаты, полученные для свежей искусственной чистой эталонной морской воды, т.е. для нетоксичной контрольной воды.

Затем помещают 6 тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов по три в два однолитровых сосуда, идентичных сосудам для первичного и вторичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов, с пробой тестируемой воды той же температуры, что и вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов, и после исчезновения у них защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд первично определяют для каждого тест-организма локомоторную активность и спектр поведенческих реакций в тех же условных единицах, которые использовали для первичного и вторичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов.

После этого выдерживают тест-организмы второй части лабораторной культуры тест-организмов в той же пробе тестируемой воды в других однолитровых сосудах, идентичных сосудам для выдерживания в свежей искусственной чистой эталонной морской воде и наборе из отличающихся по концентрации серий растворов модельных токсикантов тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, при температуре содержания лабораторной культуры тест-организмов в течение 3 сут. Затем переносят тест-организмы второй части лабораторной культуры тест-организмов в однолитровые сосуды, идентичные сосудам для первичного и вторичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов, со свежей искусственной чистой эталонной морской водой той же температуры, что и температура воды, используемой для содержания лабораторной культуры тест-организмов, и после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд вторично определяют для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов локомоторную активность и спектр поведенческих реакций в тех же условных единицах, которые использовали для первичного и вторичного определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов.

После этого вычисляют нормированные первично и вторично определенные спектры поведенческих реакций каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов аналогично тому, как это делали для тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов. Затем вычисляют средние значения (x₂) и стандартные ошибки средних значений (y₂) отдельно для нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов. Полученные при этом результаты представлены в табл. 6.

Затем сравнивают между собой полученные средние значения нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры со средними значениями соответствующих нормированных первично и вторично определенных спектров поведенческих реакций первой части лабораторной культуры тест-организмов, используя стандартную формулу (1) примера 1.

Затем выбирают из набора модельных токсикантов и свежей искусственной чистой морской воды, как нетоксичной контрольной воды, те токсиканты, для которых средние значения всех поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов статистически достоверно не отличаются от средних значений соответствующих поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов, т. е. те, для которых абсолютная величина t_st не превышает 2,0 для каждой поведенческой реакции первично или вторично определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов. Выбранные модельные токсиканты и их концентрации представлены в табл. 7.

Затем для каждого выбранного токсиканта находят его среднюю концентрацию путем вычисления среднего геометрического значения всех его выбранных концентраций и судят о наличии в тестируемой водной среде каждого основного токсиканта по найденным величинам средних концентраций соответствующего токсиканта. Полученные результаты представлены в табл. 8.

Степень общей токсичности тестируемой водной среды определяют путем сравнения определенных основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций. Поскольку тестируемая водная среда относится к типу морских вод рыбохозяйственного назначения. токсичность которых оценивается в ПДКт для морских водных объектов, используемых для обитания, размножения и миграции водных организмов (согласно [6] ), в которых выражены определенные согласно данному варианту способа основные токсиканты тестируемой водной среды, то общую токсичность тестируемой водной среды определяют путем выбора наибольшей из вычисленных средних концентрации определенных основных токсикантов. Она равна 1,9 ПДКт, что по нормативам степеней превышения предельно допустимых концентраций [5] соответствует диапазону степеней превышения ПДКт от 1,0 до 3,0, общая токсичность которых определяется как "умеренно токсичная".

Пример 3. В августе 1995 года была взята для биологического определения основных токсикантов и степени общей токсичности проба отфильтрованной водной вытяжки почвы из района метеостанции, расположенной на территории проведения комплексной экологической экспертизы производственной деятельности химического комбината и мониторинга за состоянием поверхностных и грунтовых вод, а также почв в Алтайском крае. Объем пробы составил 2 л. Было известно, что водная вытяжка представляет собой слабо минерализованную пресную или слабо соленую водную среду, в которой могут содержаться тяжелые металлы, аммонийный азот, нитриты и нитраты в неизвестных концентрациях. Биологическое определение основных токсикантов и степени общей токсичности пробы тестируемой водной вытяжки почвы проводили вторым вариантом способа. В качестве тест-организмов были взяты особи из выращенной описанным в первом примере лабораторной культуры тест-организмов. Тест-организмы указанной лабораторной культуры тест-организмов приспособлены для обитания в пресных слабо и средне минерализованных, а также слабо соленых водах, поэтому подходят в качестве тест-организмов для биологического определения токсичности взятой для тестирования отфильтрованной водной вытяжки почвы.

Определяют средний интервал времени, необходимый выращенным тест-организмам лабораторной культуры тест-организмов для нахождения на расстоянии 15 см одного и того же вида корма, идентичного одному из кормов лабораторной культуры тест-организмов. Он составляет 20 мин.

После этого выдерживают в течение времени, достаточного для физиологической адаптации к новым водным средам и сосуду, которое в данном случае составляет 2 сут, по 12 тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов следующих модельных токсикантов: аммонийного азота, нитратов, нитритов, лития, сырой нефти, трехвалентного железа, кадмия, медного купороса, цинка, свинца и никеля и в свежей искусственной чистой эталонной воде, как в нетоксичной контрольной воде, с такой же температурой, какую имеет вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов. Причем используют каждый модельный токсикант в виде четырех отличающихся по концентрации растворов - 0,5, 2, 7 и 50 ПДКт для вод культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения (согласно [3] ) на свежей искусственной чистой эталонной воде, а тест-организмы помещаются однократно по три в однолитровые сосуды. Затем определяют в условных единицах в течение одного и того же времени локомоторную активность и спектр поведенческих реакций, аналогичный спектру поведенческих реакций, описанному в примере 1, в свежей искусственной чистой эталонной воде той же температуры, что и вода, используемая для содержания лабораторной культуры тест-организмов. При этом определение производят в одинаковых сосудах, меньших по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд.

Далее тест-организмы первой части лабораторной культуры тест-организмов делят на группы, каждая из которых содержит по 6 тест-организмов, выдержанных предварительно в одном и том же растворе из набора серий растворов модельных токсикантов и свежей искусственной эталонной воде. Затем помещают каждую группу тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в другие сосуды, меньшие по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, со свежей искусственной чистой эталонной водой той же температуры, что и вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов, на расстоянии 15 см от имеющейся в сосуде одинаковой дозы одного и того же корма, идентичных дозе и корму, использовавшимся для определения интервала времени нахождения корма тест-организмами лабораторной культуры в сосудах для их содержания. После исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд определяют в каждой группе процент тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через 20 мин.

После этого вычисляют для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов нормированные спектры поведенческих реакций путем деления определенного ранее для каждого тест-организма значения каждой поведенческой реакции всех спектров поведенческих реакций на значение следующего выражения:

k₁(k₂+LA),

где k₁ и k₂ - экспериментально определяемые коэффициенты, величина которых для данной лабораторной культуры тест-организмов, данного набора поведенческих реакций определяемых спектров поведенческих реакций тест-организмов и условных единиц, в которых измеряются значения поведенческих реакций, равны соответственно k₁=0,01 и k₂=50.

Далее вычисляют средние значения (x₁) и стандартные ошибки средних значений (y₁) для нормированных определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и свежей искусственной чистой эталонной воды, путем вычисления средних значений и их стандартных ошибок для каждой поведенческой реакции указанных нормированных спектров поведенческих реакций. В качестве примера в табл. 9 представлены результаты, полученные для свежей искусственной чистой эталонной воды, т.е. для нетоксичной контрольной воды.

После этого вычисляют средние для каждой совокупности всех групп тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, выдержанных в свежей искусственной чистой эталонной воде и в каждом из растворов набора серий растворов модельных токсикантов, значения процента (p₁) и стандартные ошибки средних значений процента (z₁) тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через 20 мин. В качестве примера в табл. 10 представлены результаты, полученные для свежей искусственной чистой эталонной воды, т.е. для нетоксичной контрольной воды, и для серии растворов модельного токсиканта медного купороса.

После этого выдерживают в течение 2 сут по 12 тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, помещая тест-организмы по три в однолитровые сосуды.

После этого определяют в тех же условных единицах и в течение того же интервала времени, что и для тест-организмов первой части лабораторной культуры, локомоторную активность и спектр поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры в свежей искусственной чистой эталонной воде при той же температуре и в таких же сосудах, которые использовали для определения лакомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов. При этом определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд.

Далее тест-организмы второй части лабораторной культуры тест-организмов делят на группы, каждая из которых содержит по 6 тест-организмов. Затем помещают каждую группу тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов в другие сосуды, со свежей искусственной чистой эталонной водой той же температуры, что и вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов, на расстоянии 15 см от имеющейся в сосуде одинаковой дозы одного и того же корма, причем сосуды, доза и корм идентичны сосудам, дозе и корму, использовавшимся для определения интервала времени нахождения корма тест-организмами первой части лабораторной культуры. После исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд, определяют в каждой группе процент тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через 20 мин.

После этого вычисляют для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов нормированные спектры поведенческих реакций аналогично тому, как это делали для тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов. Затем подсчитывают средние значения (x₂) и стандартные ошибки средних значений (y₂) нормированных определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов. Полученные при этом результаты представлены в табл. 11.

Затем сравнивают между собой полученные средние значения нормированных определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры со средними значениями соответствующих нормированных определенных спектров поведенческих реакций первой части лабораторной культуры тест-организмов, используя стандартную формулу (1) примера 1.

Затем выбирают из набора модельных токсикантов и свежей искусственной чистой эталонной воды, как нетоксичной контрольной воды, те токсиканты, для которых средние значения всех поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов статистически достоверно не отличаются от средних значений соответствующих поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов, т. е. те, для которых абсолютная величина t_st не превышает 2,0 для каждой поведенческой реакции спектров поведенческих реакций тест-организмов. Выбранные модельные токсиканты и их концентрации представлены в табл. 12.

После чего вычисляют средние для каждой совокупности всех групп тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов значения процента (P₂) и стандартные ошибки средних значений процента (z₂) тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через 20 мин. Они равны соответственно p₂= 83 и z₂=11. Затем сравнивают средние значения процента тест-организмов для всех групп второй части лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени (P₂), со средними для каждой совокупности всех групп тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов значениями процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени (P₁), используя стандартную формулу (1) примера 1. Выбирают из всех модельных токсикантов, включая свежую искусственную чистую эталонную воду, как нетоксичную контрольную воду, те токсиканты и их концентрации, для которых средние значения процента тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, статистически достоверно не отличаются от соответствующих средних значений процента тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов, т.е. те, для которых абсолютная величина t_st не превышает 2,0. В данном случае это контрольная вода и медный купорос в концентрации 0,5 ПДКт. За среднюю величину в данном случае принимается 0,5 ПДКт.

Затем определяют предварительную величину токсичности тестируемой водной среды сначала путем сравнения определенных в результате первого сравнения основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций. Поскольку по условиям проводимой экологической экспертизы тестируемая водная среда относится к типу поверхностных вод культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения, токсичность которых оценивается в ПДКт для вод культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения (согласно [3] , в которых выражены определенные согласно данному варианту способа основные токсиканты тестируемой водной среды, то предварительную величину токсичности тестируемой водной среды определяют сначала путем выбора наибольшей из средних концентраций основных токсикантов, определенных в результате первого сравнения. Она равна 0,5 ПДКт. Затем предварительную величину токсичности тестируемой водной среды определяют путем выбора наибольшей из средних концентрации основных токсикантов, определенных в результате второго сравнения. Она равна 0,5 ПДКт. После этого окончательно определяют степень общей токсичности тестируемой водной среды как наибольшую величину из двух предварительно определенных степеней общей токсичности. Она равна 0,5 ПДКт, что по нормативам степеней превышения предельно допустимых концентраций [5] соответствует диапазону степеней превышения ПДКт от 0,1 до 1,0, общая токсичность которых определяется как "допустимая".

Пример 4. В июне 1995 года при проведении комплексного мониторинга за состоянием поверхностных водоемов г. Санкт-Петербурга была взята для биологического определения основных токсикантов и степени общей токсичности проба воды из водоема, расположенного в черте г. Санкт-Петербурга. Объем пробы составил 2 л. Было известно, что взятая вода относится к пресным слабо минерализованным водам и может содержать тяжелые металлы, нитриты, нитраты, литий, железо, аммонийный азот и нефтепродукты. Биологическое определение основных токсикантов и степени общей токсичности пробы тестируемой водной вытяжки почвы проводили вторым вариантом способа. В качестве тест-организмов были особи из выращенной описанным в примере 1 лабораторной культуры тест-организмов. Тест-организмы указанной лабораторной культуры тест-организмов приспособлены для обитания в пресных слабо и средне минерализованных водах и потому подходят для тестирования взятой воды.

Определяем средний интервал времени, необходимый выращенным тест-организмам лабораторной культуры тест-организмов для нахождения на расстоянии в 15 см одного и того же вида корма, идентично одному из кормов лабораторной культуры тест-организмов. Ое составляет 20 мин.

После этого выдерживают в течение времени, достаточного для физиологической адаптации к новым водным средам и сосуду, которое в данном случае составляет 2 суток, по 12 тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов следующих модельных токсикантов: аммонийного азота, нитратов, нитритов, лития, сырой нефти, трехвалентного железа, кадмия, медного купороса, цинка, свинца и никеля и в свежей искусственной чистой эталонной воде, как в нетоксичной контрольной воде, с такой же температурой, какую имеет вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов. Причем используют каждый модельный токсикант в виде четырех отличающихся по концентрации растворов - 0,5 2, 7 и 50 ПДКт для вод культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения (согласно [3]) на свежей искусственной чистой эталонной воде, а тест-организмы помещаются однократно по три в однолитровые сосуды. Затем определяют в условных единицах в течение одного и того же времени локомоторную активность и спектр поведенческих реакций, аналогичный спектру поведенческих реакций, описанному в примере 1, в свежей искусственной чистой эталонной воде той же температуры, что и вода, используемая для содержания лабораторной культуры тест-организмов. при этом определение производят в одинаковых сосудах, меньших по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд. Далее тест-организмы первой части лабораторной культуры тест-организмов делят на группы, каждая из которых содержит по 6 тест-организмов, выдержанных предварительно в одном и том же растворе из набора серий растворов модельных токсикантов и в свежей искусственной эталонной воде. Затем помещают каждую группу тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в другие сосуды, меньшие по объему, чем сосуды для содержания лабораторной культуры тест-организмов, со свежей искусственной чистой эталонной водой, той же температуры, что и вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов, на расстоянии 15 см от имеющейся в сосуде одинаковой дозы одного и того же корма, идентичных дозе и корму, использовавшимся для определения интервала времени нахождения корма тест-организмами лабораторной культуры в сосудах для их содержания. После исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд определяют в каждой группе процент тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через 20 мин.

После этого вычисляют для каждого тест-организма первой части лабораторной культуры тест-организмов нормированные спектры поведенческих реакций путем деления определенного ранее для каждого тест-организма значения каждой поведенческой реакции всех спектров поведенческих реакций на значение следующего выражения:

k₁(k₂+LA),

где

k₁ и k₂ - экспериментально определяемые коэффициенты, величина которых для данной лабораторной культуры тест-организмов, данного набора поведенческих реакций определяемых спектров поведенческих реакций тест-организмов, и условных единиц, в которых измеряются значения поведенческих реакций, равны соответственно k₁= 0,01 и k₂= 50. Далее вычисляют средние значения (x₁) и стандартные ошибки средних значений (y₁) для нормированных определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов в наборе из отличающихся по концентрации серий растворов каждого из модельных токсикантов и свежей искусственной чистой эталонной воды, путем вычисления средних значений и их стандартных ошибок для каждой поведенческой реакции указанных нормированных спектров поведенческих реакций. В качестве примера см. табл. 11 (пример 3.).

После этого вычисляют средние для каждой совокупности всех групп тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, выдержанных в свежей искусственной чистой эталонной воде и в каждом из растворов набора серий растворов модельных токсикантов, значения процента (P₁) и стандартные ошибки средних значений процентов (z₁) тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через 20 мин. В качестве примера см. табл. 10 (пример 3).

После этого выдерживают в течение 2 суток по 12 тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов в тестируемой водной среде при режиме содержания лабораторной культуры тест-организмов, помещая тест-организмы по три в однолитровые сосуды.

После этого определяют в тех же условных единицах и в течение того же интервала времени, что и для тест-организмов первой части лабораторной культуры, локомоторную активность и спектр поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры в свежей искусственной чистой эталонной воде при той же температуре и в таких же сосудах, которые использовали для определения локомоторной активности и спектра поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов. При этом определение производят после исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процесс переноса из одного сосуда в другой сосуд.

Далее тест-организмы второй части лабораторной культуры тест-организмов делят на группы, каждая из которых содержит по 6 тест-организмов. Затем помещают каждую группу тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов в другие сосуды со свежей искусственной чистой эталонной водой той же температуры, что и вода для содержания лабораторной культуры тест-организмов, на расстоянии 15 см от имеющейся в сосуде одинаковой дозы одного и того же корма, причем сосуды, доза и корм идентичны сосудам, дозе и корму, использовавшимся для определения интервала времени нахождения корма тест-организмами первой части лабораторной культуры. После исчезновения у тест-организмов защитно-оборонительной реакции на процедуру переноса из одного сосуда в другой сосуд определяют в каждой группе процент тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через 20 мин.

После этого вычисляют для каждого тест-организма второй части лабораторной культуры тест-организмов нормированные спектры поведенческих реакций аналогично тому, как это делали для тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов. Затем подсчитывают средние значения (x₂) и стандартные ошибки средних значений (y₂) нормированных определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов. полученные при этом результаты представлены в табл. 13.

Затем сравнивают между собой полученные средние значения нормированных определенных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры со средними значениями соответствующих нормированных определенных спектров поведенческих реакций первой части лабораторной культуры тест-организмов, используя стандартную формулу (1) примера 1.

Затем выбирают из набора модельных токсикантов и свежей искусственной чистой эталонной воды, как нетоксичной контрольной воды, те токсиканты, для которых средние значения всех поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов статистически достоверно не отличаются от средних значений соответствующих поведенческих реакций нормированных спектров поведенческих реакций тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов, т. е. те, для которых абсолютная величина t_st не превышает 2,0 для каждой поведенческой реакции спектров поведенческих реакций тест-организмов. Выбранные модельные токсиканты и их концентрации представлены в табл. 14.

Затем вычисляют средние для каждой совокупности всех групп тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов значения процента (P₂) и стандартные ошибки средних значений процента (Z₂) тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через 20 минут. Они равны соответственно P₂ = 42 и Z₂ = 14. Затем сравнивают средние значения процента тест-организмов для всех групп второй части лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма за одинаковый интервал времени (P₂), со средними для каждой совокупности всех групп тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов значениями процента тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени (P₂), используя стандартную формулу (1) примера 1. Выбирают из всех модельных токсикантов, включая свежую искусственную чистую эталонную воду, как нетоксичную контрольную воду, те токсиканты и их концентрации, для которых средние значения процента тест-организмов первой части лабораторной культуры тест-организмов, нашедших одинаковую дозу корма через одинаковый интервал времени, статистически достоверно не отличаются от соответствующих средних значений процента тест-организмов второй части лабораторной культуры тест-организмов, т.е. те, для которых абсолютная величина t_st не превышает 2,0. В данном случае это медный купорос в концентрациях 7,0 и 50,0 ПДКт. Затем находят среднюю концентрацию медного купороса путем вычисления среднего геометрического всех выбранных концентраций. Она равна 18,7 ПДКт.

Затем определяют предварительную величину токсичности тестируемой водной среды сначала путем сравнения определенных в результате первого сравнения основных токсикантов тестируемой водной среды с действующими на тестируемую водную среду нормативами по токсикологическим показателям и степеням превышения предельно допустимых концентраций. Поскольку тестируемая водная среда относится к типу поверхностных водных культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения, токсичность которых оценивается в ПДКт для вод культурно-бытового и хозяйственно-питьевого назначения (согласно [3]), в которых выражены определенные согласно данному варианту способа основные токсиканты тестируемой водной среды, то предварительную величину токсичности тестируемой водной среды определяют сначала путем выбора наибольшей из средних концентрации основных токсикантов, определенных в результате первого сравнения. Она равна 7,0 ПДКт. Затем предварительную величину токсичности тестируемой водной среды определяют путем выбора наибольшей из средних токсикантов, определенных в результате второго сравнения. Она равна 18,7 ПДКт. После этого окончательно определяют степень общей токсичности тестируемой водной среды как наибольшую величину из двух предварительно определенных степеней общей токсичности. Она равна 18,7, что по нормативам степеней превышения предельно допустимых концентраций [5] соответствует диапазону степеней превышения ПДКт от 10 до 100, общая токсичность которых определяется как "чрезвычайно высокая".

Литература

1. International Standard Organization (ISO). 6341:1989 (E). "Water quality - Determination of the inhibition of the mobility of Daphnia magna Straus (Cladoceta, Crustacea). International Standatd Otganization Publications, London, Great Britain.

2. Авторское свидетельство СССР N 1270699, кл. G 01 N 33/18, C 02 F 3/22 "Способ определения токсичности водных сред".

3. Беспамятнов Г.П. и Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. М.: Химия, 1985, с. 528.

4. Г.Ф. Лакин. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1973, с. 343.

5. Методические рекомендации по определению реальной нагрузки на человека химических веществ, поступающих с атмосферным воздухом, водой и пищевыми продуктами. - М.: МЗ СССР, 1986, с. 46.

6. Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектов окружающей среды. СПб., "АМЕКОС", 1994, с. 234.