Способ индикации загрязнения объектов окружающей среды химическими веществами

 

Изобретение относится к способу индикации загрязнения объектов окружающей среды химическими веществами, может использоваться в области промышленной и санитарной гигиены и является усовершенствованием известного способа по авт.св. № 1010128. Цель изобретения - повьшение точности ин-. дикации загрязнений, которая достигается предварительным смешиванием тест-культуры микроорганизмов с 5%-ным водным раствором поливинилового спирта в массовом соотношении взвеси микроорганизмов и раствора поливинилового спирта 1:(0,004-0,01) соответственно . Повышение точности индикации обеспечивается увеличением вязкости жидкости, в которой взвешены микроорганизмы , что дает возможность, наслаивать анализируемую пробу на тесткультуру без их механического перемешивания и стабилизировать градиент концентрации индицируемой пробы. 3 табл.,1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

NUW

РЕСПУБЛИН (51)4 С 12 Q 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (61) 1010128, (21) 3794999/28-13 (22) 01. 10. 84 (46) 15. 01. 87, Бюл. Ф 2 (7 1) Ленинградский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72),А.В.Пожаров, Н.И.Папутская и Ю.Н.Титаренко (53) 614.7.002.637 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1010128, кл. С 12 0 1/00, 1981. (54) СПОСОБ ИНДИКАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ (57) Изобретение относится к способу индикации загрязнения объектов окружающей среды химическими веществами, может использоваться в области промышленной и санитарной гигиены и яв..SU„, 1283251 A 2 ляется усовершенствованием иэвестного способа по авт.св. Р 1010128, Цель изобретения — повышение точности ин-. дикации загрязнений, которая достигается предварительным смешиванием тест-культуры микроорганизмов с 5Х-ным водным раствором поливинилового спирта в массовом соотношении взвеси микроорганизмов и раствора поливинилового спирта 1:(0,004-0,01) соответственно. Повышение точности индикации обеспечивается увеличением вязкости жидкости, в которой взвешены микроорганизмы, что дает возможность.наслаивать анализируемую прсбу на тесткультуру без их механического пере- 9 мешивания и стабилизировать градиент уу концентрации индицируемой пробы. и

3 табл.,1 ил, С:

1283251

Изобретение относится к охране окружающей среды, а именно к области промышленной и санитарной гигиены, и является дополнительным к основному авт, св. N 1010128. 5

Известен способ индикации загрязнения объектов окружающей среды химическими веществами путем воздействия пробой на тест-культуру микроорганизмов с последующем контролем изменений в культуре, заключающийся во введении пробы в один конец протяженной кюветы, содержащей взвесь микроорганизмов, проявляющих эффект хемотаксиса к индицируемым веществам, измерении перераспределения концентрации микроорганизмов вдоль кюветы и по разности концентрации микроорганизмов вдоль кюветы в контролируемых участках — определении степени загрязнения, Перераспределение микроорганиз:мов по кювете измеряют фотометричес,ким методом.

Цель изобретения — повышение точности индикации. загрязнений.

Сущность изобретения заключается в том, что взвесь тест-культуры микроорганизмов предварительно смешивают с 5%-ным водным раствором поливинилового спирта в соотношении масс взвеси микроорганизмов и раствора поливинилового спирта 1:(0,004-0,01) соответственно. При этом повышается вязкость жидкости, в которой взвешены микроорганизмы, что дает возможность наслаивать анализируемую пробу на тест-культуру без их механического перемешивания и стабилизировать градиент концентрации индицируемой пробы.

На чертеже представлена структурная схема установки для реализации способа.

Установка содержит источник излучения 1, гибкие световоды 2, две кюветы 3 и 4, в нижних зонах которых содержится тест-культура 5, взвешенная в жидкости, индифферентной для микроорганизмов, в смеси с 5%-ным водным раствором поливинилового спирта. Кювета 3 (опытная) в верхней зоне содержит индицируемую пробу 6, кювета 4 (контрольная) — контрольную пробу 7 ° Контролируемые зоны 8 находятся в кюветах, Схема содержит фотоприемники 9 и измерительное устройство 10.

Взвесь тест-культуры 5 микроорганизмов (МО) (фиг.1) известной концентрации с выраженным хемотаксисом к индицируемому веществу смешивают с водным 5%-ным раствором поливинилового спирта (ПВС) при массовых соотношениях тест-культуры 5 и раствора поливинилового спирта 1:(0,004-0,010)

Тест-культуру 5 вносят в контрольную и опытную кюветы 4 и 3. Поверх тесткультуры 5 в кювету 3 наслаивают пробу б.(исследуемую на загрязнитель), в кюветы 4 — контрольную пробу 7 °

Присутствие ПВС в тест-культуре 5 МО позволяет пробу наслаивать на тесткультуру NO без перемешивания, т.е. в кюветах имеют два жидких обособленных слоя, причем нижний — это тест-культура МО, верхний — проба.

Граница между двумя слоями жидкостей, обусловленная разной их вязкостью, сохраняется стабильной в течение всего измерения и, как показала экспериментальная проверка, в течение нескольких часов. В то же время эта граница не препятствует миграции клеток тест-культуры в предпочтительном для них направлении: клетки МО перемещаются в верхнюю зону кюветы, если ,проба не содержит токсиканта, в присутствии токсиканта концентрация клеток МО в верхней контролируемой зоне будет тем меньше, чем токсиканта больше.

Прераспределение клеток МО в кюветах под действием токсиканта (хемотаксическую реакцию) измеряют фотометрически на установке (фиг.1). Световые потоки от источника 1 через световоды 2 подводятся к контролируемым зонам 8 в верхних зонах кювет

3 и 4. Излучение от кювет через другую ару световодов 2 подается на фотоприемники 9, Сигналы фотоприемников измеряют устройством 10 ° Результатом измерений является разность показаний ЬТ, контрольной (I„) и опытной (Т„, ) кювет, Разность 4Т тем больше, чем больше токсиканта в пробе.

Введение во взвесь тест-культуры раствора ПВС в указанных соотношениях не вызывает гибели клеток, не у-меньшает »х подвижности, не влияет на рост и размножение в течение нескольких суток, В то же время введение раствора ПВС позволяет стабилизировать градиент концентрации токси1283251

Таблица 1

Относительная

I, к у.е.

4 моль/л у.е. погреш-. ность,X

6 10 427

502 75+6 16

502 375+28 15

6 10 127

Таблица 2

САМБО„, I„, И, у.е. у.е.

Относи- 35 тельная погрешность,X

6. 10 канта в кювете с тест-культурой МО, что дает возможность снизить разброс данных, уменьшив таким образом относительную погрешность индикации с 46Х по известному способу до 16Х по предлагаемому.

В табл. 1 и 2 приведены сравнительные данные точности индикации сульфата меди по предлагаемому и известному способу соответственно.

В табл.3 приведены данные зависимости точности от концентрации ПВС по предлагаемому способу (в условных единицах — у.е.).

-f5

6 . 10 341 542 201+ 46 46

105 937 832+178 43

Как видно из табл.1 и 2, для предлагаемого способа и известного концентрация клеток в зоне пробы, содержащей токсикант, уменьшается с увеличением концентрации токсиканта. 50

Таким образом, предлагаемый и известный способы имеют одинаковый характер зависимости aI от концентрации токсиканта, Из табл.1 и 2 видно, что относи- 55 тельная погрешность по предлагаемому способу составляет 15-16Х при оптимальном соотношении масс взвеси тесткультуры и ПВС, равном 1:0 07 по известному способу относительная погрешность составляет 43-46Х. Уменьшение концентрации ПВС во взвеси тесткультуры приводит к увеличению относительной погрешности до 27-31Х (соотношение 1:0,004). Дальнейшее уменьшение концентрации ПВС сопровождается и дальнейшим увеличением относительной погрешности до уровня ее по известному способу.

Пример 1. Проводят индикацию токсиканта — сульфата меди. Испытуе-.: мые концентрации сульфата меди готовят в среде Лозина-Лозинского следующего состава, г/л:

NaCl О, 1

КС1 0,01

Мдзо, 0,01

CaCl, 0,01

NaHC0 0,02

В качестве те c T культуры используютт Paramecium caudatum, Тест-культуру Paramecium caudatum выращивают по методике 2, отмывают от дрожжей средой Лозина-Лозинского на центрифуге (3000 об/мин, 5 мин). Используют тест-культуру с концентрацией

3000 клеток в 1 мл среды Лозина-Лозинского.

Готовят 5Х-ный раствор ПВС, Делают навеску порошка ПВС, 5 г, Вносят ее в 95 (95 мл) среды Лозина-Лозинского (Рсреды г/мл = 1,00015, поэтому можно весовые единицы заменить объемными).

Оставляют ПВС для набухания в жидкости на сутки, а затем, так как ПВС растворяется только в горячей воде, нагревают его на водяной бане

I при температуре кипения в течение двух часов. Получают прозрачный раствор ПВС, который используют в течение недели.

5Х-ный раствор ПВС, плотность которого была определена экспериментально и составляла 1,03 г/мл, добавляли во взвесь тест-культуры МО по объему. Правомерность весового дозирования с помощью объемных мер, калиброванных по воде, обусловлена малой погрешностью (ЗХ) и широким рабочим диапазоном концентрации ПВС (4-10 r ПВС на 1 л взвеси MO).

Тест-культуру МО перемешивают с

5Х-ным раствором ПВС, Для того в

4,3 мл взвеси Paramecium caudatum вносят 0,7 мл 5Х-ного раствора ПВС (массовое соотношение 1:0,007). Пе1283251

Таблица 3

CuS0„, моль/л

Весовое со- I

on

aI, у.е, Относительная отношение у.е. у.е. взвеси тест культуры и

ПВС погрешность,Ж

1:0,004 496 457

39 6

75":6

1:0,007 502 427

6 10

101+8

1:0,010 479 378

f:0,004 496 .

1:0,007 502

1:0,010 479

361+48

375+28

135

6 10

127

86 393+31 ремешивают, По 2 мл вводят в контрольную и опытную кюветы. Размеры кюветы 40 10 ° 10 мм. Сверху на тест-куль.. туру наслаивают пробу, В контрольную кювету — среду Лозина-Лозинского, в 5 опытную — раствор CuSO< в той же среде с концентрацией 6 10 моль/л.

Обьем пробы — 2 мл. Для измерения концентрации клеток используют установку (фиг.1). Измерение производят по схеме на фиг. 1, либо дискретно для выяснения динамики хемотаксического процесса, либо через 30 мин по завершении перераспределения клеток.

В качестве источника излучения исполь

15 зуют лампу накаливания (P = 18 Вт). световой поток от лампы подается к кюветам 3 и 4 по гибким световодам 2.

Излучение от кювет подается по другой паре световодов на фотоприемное устройство 9 и измеряется измерительным устройством 10. Получают выходные сигналы: I„, I,„, ьХ, которые характеризуют концентрацию клеток в контролируемых зонах контрольной кюЭУ

Как видно из приведенных примеров и табл.3, точность индикации выше всего при соотношении взвеси микроорганизмов и поливинилового спирта, равном 1:0,007. Уменьшение точности индикации при соотношении 1:0,004 объясняется тем, что вязкость жидкости нижнего слоя приближается к вязкости наслаиваемой жидкости, и ввесветы, опытной и их разность соответственно. Результаты измерения даны в табл.1. Относительная погрешность измерения при данном соотношении тест-культуры и ПВС составила 157.

Параллельно производилась индикация сульфата меди по известному способу. Данные приведены в табл,2. Погрешность известного способа составила 437., Пример 2. При сохранении всех условий первого примера изменено массовое соотношение взвеси микроорганизмов и поливчнилового спирта на следующее: 1:0,004. Относительная погрешность в этом случае составила

277 (табл.3).

Пример 3. При сохранении всех условий первого примера изменено соотношение взвеси мчкроорганизмов и поливинилового спирта на следующие: 1:0 01. Относительная погрешность в этом случае составила 157 (табл ° 3). ти пробу без ее перемешивания с нижним слоем становится затруднительно, а перемешивание слоев жидкости приводит к нарушению стабилизации градиента концейтрации и уменьшение точности индикации по хемотаксической реакции. При увеличении соотношения до 1:0,01 клетки микроорганизмов тест-культуры не полностью1мигрируют

1283251

Техред. Л.Сердюкова

Редактор А.Гулько

Корректор С.Шекмар

Заказ 7372/22 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4 в верхний слой жидкости, что приводит к уменьшению излучения от контрольной кюветы до ? = 479 у.е. (табл.3). Дальнейшее увеличение концентрации ПВС сопровождается еще боль-5 шим уменьшением I

Предлагаемый способ индикации позволяет существенно повысить точность индикации химических веществ по сравнению с известным способом при сокра-10 нении преимуществ последнего, т,е, высокой чувствительности и скорости индикации.

Формула из обретения

Способ индикации загрязнения объектов окружающей среды химически" ми веществами по авт.св. Ф 1010128, отличающийся тем, что, с целью повышения точности индикации, взвесь тест-культуры микроорганизмов предварительно смешивают с 5Х-ным водным раствором поливинилового спирта в соотношении масс, взвеси микроорганизмов и раствора поливинилового спирта 1:(0,004-0,01) соответственно,