Скачать презентацию Лекция 11 БИОТЕСТИРОВАНИЕ ВОДНЫХ СРЕД Биотестирование водной Скачать презентацию Лекция 11 БИОТЕСТИРОВАНИЕ ВОДНЫХ СРЕД Биотестирование водной

Л11_2013 Биотестирование воды.ppt

  • Количество слайдов: 21

Лекция 11 БИОТЕСТИРОВАНИЕ ВОДНЫХ СРЕД Лекция 11 БИОТЕСТИРОВАНИЕ ВОДНЫХ СРЕД

Биотестирование водной среды в российской науке Строганов Николай Сергеевич (1902 -1982) Филенко Олег Федорович Биотестирование водной среды в российской науке Строганов Николай Сергеевич (1902 -1982) Филенко Олег Федорович Флеров Борис Александрович

Биотестирование вод с помощью разных организмов Редуценты (самоочищение водной среды) • Бактерии • Простешие Биотестирование вод с помощью разных организмов Редуценты (самоочищение водной среды) • Бактерии • Простешие • Грибы • пр. Продуценты • Водоросли • Высшие водные растения Консументы • Зоопланктон • Зообентос • Рыбы • Насекомые • пр.

Некоторые тест-объекты и тест-функции Тест-объект Критерий бактерии • интенсивность размножения клеток • биолюминесценция • Некоторые тест-объекты и тест-функции Тест-объект Критерий бактерии • интенсивность размножения клеток • биолюминесценция • активность окислительных ферментов бактерий активного ила, потребление кислорода простейшие • интенсивность размножения • двигательная активность • фагоцитоз • генотоксичность • морфологические изменения водоросли • интенсивность размножения клеток • иммобилизация клеток и зооспор • способность клеток к дифференцированному окрашиванию • замедленная флуоресценция • биоэлектрическая реакция • плазмолиз • фотосинтетическая активность клеток

грибы и актиномицеты • ростовая реакция беспозвоночные гидра - регенерация подошвы поведенческие реакции (пиявка, грибы и актиномицеты • ростовая реакция беспозвоночные гидра - регенерация подошвы поведенческие реакции (пиявка, перловица, приморский гребешок, гаммариды) моллюски - закрывание створок насекомые – цитогенетические изменения (гигантские хромосомы личинок хирономид) рыбы • поведенческие реакции • двигательная активность (избегание токсичности) • интенсивность сердцебиения и дыхания, движение жабр • пигментация кожных покровов растения • ростовые процессы • всхожесть семян • генетические эффекты

Дафнии Преимущества простота культивирования и содержания наглядность функциональных изменений и легкость их учета многоклеточная Дафнии Преимущества простота культивирования и содержания наглядность функциональных изменений и легкость их учета многоклеточная организация высокая чувствительность к токсическим воздействиям изученность вида Критерии (тест-функции) • Выживаемость • Плодовитость • Фототаксическая реакция и скорость передвижения (включая иммобилизацию) • Фильтрационная активность ( «аппетит» ) • Интенсивность дыхания • Частота сердцебиений

Метод биотестирования Тест-объект Критерии токсичности Область применения Определение токсичности воды и водных вытяжек из Метод биотестирования Тест-объект Критерии токсичности Область применения Определение токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний ФР. 1. 39. 2007. 03222 ПНД Ф Т 14. 1: 2: 4. 12 -06 (ПНД Ф Т 16. 1: 2: 3: 3. 906)9. Дафнии Смертность 50% за 96 ч (острая токсичность). Достоверное снижение плодовитости за 24 сут в сравнении с контролем (хроническая токсичность) Поверхностные, природные пресные, сточные и очищенные сточные, питьевые воды, водные вытяжки из почв, осадков сточных вод, отходов Определение токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний ФР. 1. 39. 20007. 03221 Цериодафнии Смертность 50% за 48 ч (острая токсичность). Достоверное снижение плодовитости за 7 сут в сравнении с контролем (хроническая токсичность) То же Определение токсичности золошлаковых отходов методом биотестирования на основе выживаемости парамеций и цериодафний ФР. 1. 39. 2007. 04104. ПНД Ф Т 16. 3. 12 -07 Цериодафнии Определение токсичности высокоминерализованных поверхностных и сточных вод, почв и отходов по выживаемости солоноватоводных рачков ФР 1. 39. 2006. 0250. ПНД Ф Т 14. 1: 2. 14 -06 (ПНД Ф Т 16. 1: 3. 11 -06) Рачки Daphnia magna Ceriodaphnia affinis, Инфузории Paramecium caudatum Artemia salina Высокоминерализованные (засоленные) поверхностные и сточные воды, почвы и отходы

Инфузория Критерии Биотестер Двигательная активность (хемотаксис ) Выживаемость Скорость размножения одноклеточные эукариотические организмы геном Инфузория Критерии Биотестер Двигательная активность (хемотаксис ) Выживаемость Скорость размножения одноклеточные эукариотические организмы геном инфузорий из рода Tetrahymena состоит из 27 тысяч генов (человек – 25 тысяч) Высокая адаптивная способность Фагоцитоз Генотоксичность

Методы биотестирования, применяемые для целей производственного экологического контроля качества вод, почв, промышленных отходов Метод Методы биотестирования, применяемые для целей производственного экологического контроля качества вод, почв, промышленных отходов Метод биотестирования Тест-объект Критерии токсичности Область применения Определение токсичности воды по хемотаксической реакции инфузорий ПНД Ф Т 14. 1: 2: 3: 4. 2 -98 Инфузории Хемотаксическая реакция (хемотаксис) Поверхностные, природные пресные, сточные и очищенные сточные, грунтовые, питьевые воды Определение токсичности почвы и донных осадков по хемотаксической реакции инфузорий ПНД Ф Т 16. 2: 2. 298 Инфузории Хемотаксическая реакция (хемотаксис) Почва и донные осадки Определение токсичности отходов, почв, осадков сточных, поверхностных и грунтовых вод с использованием равноресничных инфузорий ФР. 1. 39. 2006. 02506 ПНДФ Ф Т 14. 1: 2: 3: 13 -06 Инфузории Хемотаксическая реакция (хемотаксис) Поверхностные, природные, пресные, сточные и очищенные сточные, грунтовые, питьевые воды, водные вытяжки из почв и донных осадков Paramecium caudatum

Аллиум-тест Удобный и простой тест-объект Критерии: Токсичность определяют по длине корней Генотоксичность – нарушения Аллиум-тест Удобный и простой тест-объект Критерии: Токсичность определяют по длине корней Генотоксичность – нарушения хромосом

Применение Allium-теста для оценки качества окружающей среды Место работ Загрязнение Результаты Коми, свалка отходов Применение Allium-теста для оценки качества окружающей среды Место работ Загрязнение Результаты Коми, свалка отходов радиевого промысла ТЕРН & ТМ Все образцы воды являются генотоксичными. Основной токсикант - ТМ Пермская обл. , подземный ядерный взрыв Искусственные РН 90 Sr Обнинск, хранилище РАО Искусственные РН & ТМ Все образцы воды являются генотоксичными. Основной токсикант - ТМ Польша, Верхняя Силезия, шахтовые отвалы ТЕРН & ТМ Все образцы воды и почвы являются генотоксичными. Основные токсиканты – Ra-226, Ba, Sr, Cu Семипалатинский испытательный полигон Искусственные РН Анализ не закончен вносит существенный вклад в индукцию цитогенетических эффектов

Test-site I: Obninsk, Russia Test-site I: Obninsk, Russia

Test-site II: Poland Test-site II: Poland

Test-site II: Poland Test-site II: Poland

Test-site II: Poland Test-site II: Poland

Люминесцентные бактерии содержат фермент люциферазу, осуществляющий эффективную трансформацию энергии химических связей жизненно важных метаболитов Люминесцентные бактерии содержат фермент люциферазу, осуществляющий эффективную трансформацию энергии химических связей жизненно важных метаболитов в световой сигнал Отклик люминесцентных бактерий на токсические вещества коррелирует с таковым у других биологических организмов Флуоресцентные рыбки Величина 50%-го тушения свечения ЕС 50 коррелирует с величиной летальной концентрации для высших животных и человека Трансгенные неоны

Люминесцентные бактерии - биосенсоры Биосенсор Microtox на основе лиофилизированных морских люминесцентных бактерий Photobacterium phosphoreum Люминесцентные бактерии - биосенсоры Биосенсор Microtox на основе лиофилизированных морских люминесцентных бактерий Photobacterium phosphoreum (Microbics Operations of Beckman Instruments, Inc. (США)) Биосенсор “Эколюм” (МГУ, Москва) - комплект реагентов с биолюминесцентной активностью флакон с биосенсором Эколюм

 «БИОТОКС» - прибор экологического контроля Предназначен для быстрого количественного контроля степени интегральной токсичности «БИОТОКС» - прибор экологического контроля Предназначен для быстрого количественного контроля степени интегральной токсичности проб воды и водных вытяжек из различных объектов окружающей среды в лабораторных условиях для медицинских, санитарногигиенических и экологических целей Работа основана на регистрации слабого свечения биосенсора, проявляющегося в процессе биолюминесцентной реакции на наличие токсичных химических веществ в водном растворе Индекс токсичности Ik и I - интенсивность биолюминесценции контрольной и исследуемой пробы кюветное отделение

 «БИОТОКС» - прибор экологического контроля • Прибор вычисляет максимальные и минимальные значения, средние «БИОТОКС» - прибор экологического контроля • Прибор вычисляет максимальные и минимальные значения, средние и среднестатистические ошибки измеряемых параметров проб • Имеется выход на компьютер • Сходимость и воспроизводимость результатов не хуже 5%. может применяться для: - экспресс-контроля отходов и сбросов промышленных предприятий; - контроля технологических процессов в режиме реального времени; - определения уровня токсичности новой продукции; - оценки профвредности рабочих мест на предприятиях; - исследования питьевой воды, водоемов, почвы и воздуха на содержание вредных веществ; - контроля токсичности материалов и лекарственных средств; - контроля безопасности продуктов питания

Метод биотестирования Тест-объект Критерии токсичности Область применения Определение токсичности вод, водных вытяжек из почв, Метод биотестирования Тест-объект Критерии токсичности Область применения Определение токсичности вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей ФР. 1. 39. 2007. 03223 Водоросли Изменение численности клеток водорослей за 96 ч экспозиции (острая токсичность). Изменение численности водорослей за 14 сут (хроническая токсичность). Изменение интенсивности свечения. Поверхностные, природные пресные, сточные и очищенные сточные, водные вытяжки из почв, осадков сточных вод, отходов Определение токсичности проб поверхностных пресных, грунтовых, питьевых, сточных вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению оптической плотности культуры водоросли хлорелла ПНД Ф Т 14. 1: 2: 3: 4. 10 -04 (ПНД Ф Т 16. 1: 2. 3: 3. 7 -04) Водоросли Chlorella Определение токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению интенсивности бактериальной биолюминесценции тест-системой "Эколюм" на приборе "Биотокс-10" ПНД Ф Т 14. 1: 2: 3: 4. 11 -04 (ПНД Ф Т 16. 1: 2. 3: 3. 8 -04) Лиофилизированн ые люминесцентные бактерии Scenedesmus quadricauda vulgaris Beijer Изменение оптической плотности Подавление свечения люминесцентных бактерий Поверхностные, природные пресные, сточные и очищенные сточные воды, морская вода, почва, отходы, донные осадки

Системы (батареи) биотестов Полезно использовать для биоиндикации и биотестирования не отдельные биотесты, а системы, Системы (батареи) биотестов Полезно использовать для биоиндикации и биотестирования не отдельные биотесты, а системы, включающие тест-организмы различных трофических уровней: Экспрессный тест (гашение люминесценции светящихся бактерий, иммобилизация жгутиковых животных) Выживаемость дафний (как обязательный метод контроля) Дополнительный биотест для данной среды Токсичность нефтепромысловых сточных вод определяют комплексом тестобъектов: Инфузории Водоросли Высшие культурные растения Другая система для сточных вод: гидробионты двух уровней хлорелла-перифетон Таких систем существует много