способ биотестирования токсичности воды на низших ракообразных животных

Формула изобретения

Способ биотестирования токсичности воды на низших ракообразных животных, включающий определение показателя смертности рачков в пробах тестируемой воды в отсутствии добавленного корма, находящихся в емкостях, установленных в климатостате с длительностью эксперимента 48 ч, отличающийся тем, что емкости с водой и тест-организмами при проведении биотестирования устанавливают в наклонном положении в кассету, которую вращают со скоростью 5-10 об./мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам биотестирования токсичности природных, сточных вод и водных растворов с использованием таких тест-организмов, как низшие ракообразные животные (дафнии, цериодафнии, моины и др.). Оно может быть использовано в экологическом мониторинге загрязнения окружающей среды путем оперативного контроля токсичности природных и сточных вод, а также водных растворов.

Известен способ биотестирования токсичности вод по показателю смертности рачков [Жмур Н.С. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. - М.: АКВАРОС, 2001. - 48 с., ФР.1.39.2001.00283], помещенных в тестируемый раствор на 96 часов. При этом перед биотестированием производится аэрация воды в присутствии высшей водной растительности. Во время биотеста рачков помещают в неподвижные стаканы, кормление осуществляется ежедневно культурой водоросли.

Недостатком этого способа является то, что во время экспонирования не производится дополнительная искусственная аэрация воды, вследствие чего поступление кислорода в воду, необходимого для дыхания рачков, затруднено. В результате может увеличиться показатель смертности тест-организмов как в опытных, так и в контрольных вариантах. Кроме того, добавление водоросли в качестве корма во время биотестирования может существенно снизить чувствительность биотеста к загрязняющим веществам. Это вызвано тем, что клетки водоросли могут поглощать часть токсиканта из раствора, переводя его в недоступную для рачков форму. Существенным недостатком является и то, что для большого количества стаканов с пробами достаточно сложно обеспечить одинаковые условия по температуре и освещенности, вследствие чего можно ожидать высокий процент ошибки эксперимента.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ биотестирования токсичности сточных вод, основанный на регистрации смертности ветвистоусых ракообразных, помещенных в испытуемый раствор на 24, 48 или 96 часов в стандартных условиях внешней среды [Methods for measuring the acute Toxicity of effluents and receiving waters to freshwater and marine organisms. U.S. Environmental Protection Agency, 2002. - EPA-821-R-02-012]. При этом стаканы с пробами устанавливаются неподвижно. Если эксперимент длиться в течение 96 часов, то необходимым условием считается смена тестируемого раствора через 48 часов и кормление рачков за 2 часа до обновления проб. Таким образом, при всех длительностях опыта в тестируемую воду с рачками клетки водоросли (корм) не вносятся.

Недостатком этого способа является то, что дополнительная аэрация тестируемых проб во время эксперимента не предусмотрена. Затрудненное поступление кислорода в воду влияет на уровень смертности тест-организмов при биотестировании.

Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и снижение трудоемкости процедуры биотестирования воды на низших ракообразных животных.

Указанный результат достигается тем, что в способе биотестирования токсичности воды на низших ракообразных животных, включающем определение показателя смертности рачков в пробах тестируемой воды в отсутствие добавленного корма, находящихся в емкостях, установленных в климатостате, с длительностью эксперимента 48 часов, новым является то, что емкости с водой и тест-организмами при проведении биотестирования устанавливают в наклонном положении в кассету, которую вращают со скоростью 5-10 оборотов в минуту.

В пробирки емкостью 100 см³ наливается по 50 см³ сточной воды. В каждую пробирку помещают по 10 рачков Daphnia magna в возрасте 6-24 часов. Пробирки устанавливаются в наклонном положении в кассету устройства для экспонирования рачков. Вращение кассеты обеспечивает активный газообмен между жидкой и газовой фазами, благодаря чему происходит поддержание равновесия между содержанием кислорода в тестируемой воде и внешней среде. Устройство для экспонирования рачков помещается в климатостат. Через 48 часов производят подсчет погибших особей.

Результаты измерения содержания кислорода во всех образцах (таблица) показывают, что концентрация кислорода в пробирках, помещенных в устройство для экспонирования рачков, выше минимально необходимого уровня. В неподвижно установленных пробирках содержание кислорода снижается до уровня, неблагоприятного для жизнедеятельности рачков.

Таблица
Содержание кислорода в воде, мг/л
норма, необходимая для жизнедеятельности дафний	в неподвижно установленных пробирках	в пробирках, установленных во вращающуюся кассету устройство для экспонирования рачков
5,0	3,6	7,2

Пример.

В пробирки емкостью 100 см³ в трех параллельных сериях наливается по 50 см³ раствора бихромата калия различных концентраций. В качестве контрольной воды используется отстоянная водопроводная вода. В каждую пробирку помещается по 10 особей Daphnia magna в возрасте 6-24 часа. Часть пробирок наклонно устанавливаются во вращающуюся кассету устройства для экспонирования рачков. Скорость вращения, составляющая 5-10 об/мин, обеспечивает сохранение жизнеспособности 100% дафний в контрольном варианте опыта. Другая часть пробирок с тестируемым раствором устанавливается в неподвижном вертикальном положении. Подсчет живых особей во всех вариантах опыта производится после 48 часов экспонирования. Результаты эксперимента (см. чертеж) показывают, что при концентрации 1,0 мг/л бихромата калия в варианте с вращением выживает 30% особей, следовательно, расчетная концентрация, при которой наблюдается 50% смертность тест-организмов, составит 0,8 мг/л. В неподвижно установленных пробирках (без вращения) смертность на уровне 50% наблюдается только при концентрации бихромата калия 1,5 мг/л. Следовательно, вращение емкостей с тестируемыми пробами воды увеличивает чувствительность содержащихся в них рачков к токсикантам.

Таким образом, использование заявляемого способа биотестирования на низших ракообразных позволяет повысить чувствительность определения токсичности воды за счет интенсификации обмена кислорода со средой, обеспечиваемой не травмирующим вращением кассеты с наклонно установленными в ней пробирками с пробами воды, и исключить достаточно трудоемкую процедуру слежения за содержанием кислорода в тестируемой воде.