Способ определения токсичности водной среды


 


Владельцы патента RU 2522542:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к водной токсикологии и может быть использовано для биоиндикации и биотестирования загрязненных вод и отдельных поллютантов и может быть использовано в качестве дополнительного метода к биотестам обязательного применения при определении качества вод, в которых (представительным) доминирующим видом является губка (Spongia). Способ включает помещение суспензии клеток губки в исследуемый раствор, выдерживание в течение суток с последующим подсчетом пузыревидных клеток под микроскопом, о токсичности судят по достоверному увеличению пузыревидных клеток в исследуемом растворе по сравнению с контролем. Технический эффект - значительное повышение чувствительности способа при минимальных сроках проведения эксперимента. 2 пр., 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к водной токсикологии и может быть использовано для биоиндикации и биотестирования загрязненных вод и отдельных поллютантов и может быть использовано в качестве дополнительного метода к биотестам обязательного применения при определении качества вод, в которых (представительным) доминирующим видом является Spongia.

При проведении токсикометрии поллютантов в настоящее время рекомендуется использовать не только обязательные биотесты, включенные в Федеральный реестр, но и тесты, разработанные в качестве дополнительных, на представительных для исследуемого водоема организмах. Особенно это касается охраны вод такого уникального озера, как Байкал. Пресноводные байкальские губки (Lubomirskiidae) - эндемичные организмы, преобладающие по биомассе среди бентосных животных литорали, мало изучены в плане экотоксикологии.

Известны способы определения токсичности с использованием бентосных организмов, неспособных передвигаться и уходить из зоны загрязнения, в частности губок.

Известен способ оценки токсичности водных сред / Авт. св. СССР №1730581, G01N 33/18, А01К 61, 1992/, основанный на обездвиживании личинок байкальской губки Baicalospongia bacillifera в токсичной среде.

Способ достаточно чувствителен, но его недостаток в ограничении периода проведения исследования, так как размножение личинками происходит лишь два раза в год.

Известен способ определения токсичности воды по отталкиванию облака красителя водой, выбрасываемой губкой из оскулюмов / Патент РФ №2003096 G01N 33/18, А01К 61/00 от 15.11.93 1993/. Предварительно животных экспонируют в испытуемых растворах в аквариумах, затем, с помощью микропипетки, на расстоянии 3-5 см от тела животного вносят раствор красителя в безвредный концентрации, например флюоресцеина. В случае неудовлетворительного физиологического состояния облако медленно опускается на губку, в контрольных аквариумах наблюдается резкое отталкивание облака флюоресцеина струей воды из оскулюмов.

Реакция малочувствительна, недостаточно воспроизводима и требует использования большого количества неповрежденных особей животных, но удобна при мониторинге их состояния непосредственно в нативных условиях, что осуществляется аквалангистами с помощью шприца.

Известен способ биотестирования токсичности водной среды / Патент РФ №2462707, G01N 33/18, А01К 61/00, 2012 г. / В качестве тест-объекта используют коловратку, вид которой экологически соответствует минеральному составу исследуемой водной среды. Для определения степени токсичности исследуемой водной среды осуществляют серию разведений исследуемой пробы водой, взятой из фонового чистого участка водного объекта. Степень токсичности исследуемой водной среды оценивают по степени разведения пробы чистой водой до снятия абортирования, причем при разведении пробы до 1:1 исследуемую воду относят к нетоксичной; до 1:25 - к слаботоксичной; до 1:50 - к умеренно токсичной; до 1:100 - к остротоксичной; до 1:500 и более - к весьма токсичной.

Известен биологический способ определения степени общей токсичности и основных токсикантов водной среды /Патент РФ №2110067, G01N 33/18, А01К 61/00, 1998 г./ В качестве тест-организмов однократно используют особей лабораторной культуры тест-организмов, выращенной путем близкородственного скрещивания гидробионтов при постоянном режиме содержания на искусственных чистых эталонной воде и кормах. Определяют и сравнивают между собой возникающие в наборе растворов модельных токсикантов искусственной чистой эталонной воде и тестируемой водной среде спектры поведенческих реакций тест-организмов, их локомоторную активность.

Известен способ с применением активных красителей для определения физиологического состояния животных, основанный на свойстве проционовых красителей образовывать прочные ковалентные связи с веществами скелета губки /Патент РФ №2003097 G01N 33/18, А01К 61/00, 15.11.93/. По степени окрашивания скелета можно судить о трофической активности животного, причем можно использовать только часть тела губки. В опытную и контрольную водную среды помещают бентосных губок, выдерживают их, регистрируют физиологический параметр губок и судят о токсичности исследуемой среды по полученным опытным данным в сравнении с контролем, причем дополнительно в опытную и контрольную среду вносят проционовый краситель. Выдерживание губок в средах проводят в течение 8 ч, после чего приготавливают срезы отростков губок, а в качестве физиологического параметра регистрируют наличие или отсутствие окраски тела губок, к токсичной относят опытную среду в случае отсутствия окраски на срезе отростка губки, содержащей в опытной среде.

При использовании дорогостоящего красителя чувствительность метода недостаточно высока.

Ближайшим аналогом является способ биоиндикации токсичности сточных вод /А. св. №1578650 от G01N 33/18, А01К 61/00.1988 г. /. Губке присуща уникальная способность регенерировать из диссоциированных клеток животного, образуя конгломераты различной формы. Данное свойство лежит в основе способа биотестирования. Критерием токсичности служит отсутствие сборки клеток в конгломераты в испытуемых растворах.

Тест прост в осуществлении, экспрессен (время сборки 1 сутки), дает возможность использования небольшого фрагмента тела животного, но недостаточно чувствителен.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, позволяющего повысить его чувствительность при минимальных сроках проведения эксперимента.

Поставленная задача достигается тем, что в способе биотестирования вод с помощью теста, основанного на реакции суспензии клеток губки, включающий помещение суспензии в исследуемый раствор, выдерживание в течение определенного времени с последующим подсчетом пузыревидных клеток под микроскопом, о токсичности судят по достоверному увеличению клеток в исследуемом растворе по сравнению с контролем.

Способ осуществляется следующим образом.

В чашки Петри с 20 мл байкальской воды или раствора токсиканта добавляют по 1 мл суспензии клеток губки и помещают в холодильные камеры с температурой 8°С. Через сутки из образовавшихся конгломератов с помощью дозатора добавляют 5 мкл суспензии клеток, помещают на предметное стекло и подсчитывают под микроскопом, при увеличении 20×18 количество пузыревидных клеток (диаметром около 16 мк) в камере Горяева или в поле зрения. В контроле, как правило, 3-10 клеток в поле зрения.

Пример 1

Исследовали токсичность пара-безнохинона, поллютанта, образующегося при окислении дифенолов, содержащихся в сточных водах Байкальского целлюлозно-бумажного завода и при распаде лигнина - отхода производства БЦБК. На Фиг.1 показана зависимость количества пузыревидных клеток от концентрации пара-бензохинона и хлорида ртути (II).

На Фиг.1 видно, что исследуемый раствор в концентрации 10-1-10-4 моль/л обладает острой токсичностью и суспензия клеток губки не успевает отреагировать на его присутствие выбросом пузыревидных клеток и погибает, что подтверждается отсутствием конгломератов собравшихся клеток.

Если для перечисленных тест-аналогов токсичными являются концентрации пара-бензохинона 10-5-10-6 моль/л, то для теста по появлению пузыревидных клеток 10-10 моль/л.

Пример 2

Полученную суспензию клеток губки выдерживают в растворах HgCl2, через сутки в каждой пробе просчитывают количество пузыревидных клеток под микроскопом.

На Фиг.1 видно, что концентрации 10-1-10-6. моль/л губительны для суспензии и клетки не образуются.

При использовании ближайших аналогов - нетоксичными для губки можно считать концентрации HgCl2 до 10-7 моль/л, тогда как по тесту появления пузыревидных клеток таковой является концентрация 10-12 моль/л, что говорит о ее высокой чувствительности по сравнению с аналогами.

Технический эффект - значительное повышение чувствительности при минимальных сроках проведения эксперимента.

Способ определения токсичности водной среды с помощью теста, основанного на реакции суспензии клеток губки, включающий помещение суспензии в исследуемый раствор, выдерживание в течение суток с последующим подсчетом пузыревидных клеток под микроскопом, отличающийся тем, что о токсичности судят по достоверному увеличению клеток в исследуемом растворе по сравнению с контролем.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аналитической химии, конкретно к химическим индикаторам на твердофазных носителях, и может быть использовано для экспрессного определения металлов в водных средах и бензинах с помощью реагентных индикаторных трубок на основе хромогенных дисперсных кремнеземов.

(57) Изобретение относится к области экологии и предназначено для оценки токсичности воды и донных отложений Азовского и Черного морей. Способ включает помещение флуоресцирующих тест-объектов в контрольные и анализируемые пробы, облучение возбуждающим светом, определение флуоресцентных характеристик, по изменению которых судят о токсичности контролируемой среды.

Изобретение относится к области экологии. Способ оценки экологического благополучия прибрежных морских донных экосистем заключается в изучении морфофункциональных характеристик массовых двустворчатых моллюсков, при этом в качестве показателя благополучия используют морфофункциональные характеристики хамелей: измеряют содержание АТФ в гемоцитах, концентрацию гемоцитов в гемолимфе, уровень гистопатологий, определяемый как процентное содержание особей с гистопатологией, и об уровне загрязнения судят по изменению этих показателей в сравнении с аналогичными показателями у хамелей, обитающих в оптимальных условиях обитания, при этом, чем меньше концентрация АТФ и гемоцитов и больше уровень гистопатологий, тем менее благополучная ситуация наблюдается в морской донной экосистеме.

Группа изобретений относится к определению токсичности и может найти широкое применение в аналитической практике при определении токсичности разнообразных жидких сред без привлечения дорогостоящих и трудоемких методов анализа.

Изобретение относится к области экологии и гидробиологии и предназначено для оценки трофического статуса экосистем минерализованных озер. При оценке трофического статуса озерной экосистемы с минерализацией воды более 3 г/дм3 по уровню развития водных сообществ учитывают негативное действие уровня минерализации путем расчета величины потерянной биомассы с помощью полученной эмпирической зависимости и ее аппроксимации в виде степенной функции вида: где В' - расчетная биомасса, X - минерализация воды, а к1 и к2 - эмпирические коэффициенты. где Bp - потенциально потерянная биомасса при возрастании минерализации, В'' - расчетная биомасса при минерализации 3 г/дм3.

Изобретение относится к приборостроению и теории измерений и вычислений и предназначено для непрерывного измерения биохимического потребления кислорода (БПКт), биохимической потребности в кислороде (БПК) и скорости биохимического потребления кислорода в водной среде (k1). Предлагается принципиально новый способ и устройство, позволяющее в непрерывном режиме одновременно измерять БПКт, БПК и k1 как в проточной воде (река, коллектор сточных вод и др.), так и в водоеме. Способ непрерывного измерения упомянутых показателей характеризуется тем, что организуют непрерывный поток забираемой на анализ воды из водного объекта в трубопровод, причем скорость течения воды в трубопроводе подбирают так, чтобы за требуемый период времени Т (где Т-длительность биохимического потребления) вода проходила расстояние между двумя соседними створами трубопровода, в которых установлены датчики для непрерывного измерения концентрации растворенного кислорода в проточной воде. Устройство для осуществления данного способа состоит из водозаборного модуля и трубопровода с непрозрачными стенками, на котором в створах установлены датчики непрерывного измерения концентрации растворенного кислорода, позволяющие вести мониторинг одновременно трех упомянутых показателей качества воды.

Группа изобретений относится к системам и средствам контроля безопасности использования объектов промышленного и бытового назначения. Система контроля водоотводов содержит множество объектов, сообщенных отводящим трубопроводом с водоочистителями, каждый из которых расположен на территории объекта и сообщен с магистральным трубопроводом.

Группа изобретений относится к области биотехнологии и может быть использована для определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для оценки опасных уровней загрязнения водных объектов нефтью. Для этого выбирают тест-растение, проводят равномерную укладку семян тест-растения на фильтровальную бумагу в контрольной и испытуемой чашке Петри диаметром 10 см.

Измеряют гидробиологические показатели - индекс сапробности по Пантле и Букку в модификации Сладечек. Одновременно измеряют гидрохимические показатели - водородный показатель, химическое потребление кислорода, концентрация растворенного кислорода и электропроводность.

Изобретение относится к экологии, охране окружающей среды, к способам и средствам мониторинга окружающей среды и может быть использовано для контроля загрязнений водоемов полихлорированными бифенилами. Способ включает забор проб воды, донных отложений и фитомассы макрофитов, их обработку и оценку, причем в качестве фитомассы макрофитов используют вегетативные органы растений Carex riparia Curt. (осоки береговой) и Typha angustifolia L. (рогоза узколистного), забор проб проводят в начале и конце периода вегетации растений, коэффициенты биологического поглощения загрязнителя оценивают как отношение содержания ПХБ в сухой массе макрофитов к их суммарному содержанию в донных отложениях и в воде, и при коэффициенте, превышающем 2,5±0,43 для осоки береговой и 10,2±1,03 для рогозе узколистного, судят о загрязнении реки. Разработка простого и объективного способа выявления зон техногенного загрязнения полихлорированными бифенилами водоемов промышленно-урбанизированных районов позволяет учесть процессы миграции и вторичного распределения ПХБ в водной среде. Заявляемый способ предназначен для применения на открытых водоемах, при гидрологических исследованиях реки и ее притоков по водосборным бассейнам, в работе природоохранных организаций, очистных сооружений и может быть внедрен в экологический мониторинг загрязнения речной системы и качества речной воды. 3 пр., 2 табл., 2 ил.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Более подробно группа изобретений относится к способу определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях и тест-системе. Группа изобретений основана на том, что в колонке тест-системы размещают носитель в виде зафиксированного между двумя пористыми мембранами слоя иммуноаффинного геля с привитыми - ковалентно связанными - молекулами токсиканта, производят обработку носителя - слоя геля - блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, вносят тестируемые образцы, содержащие определенное количество предварительно введенных специфичных к токсиканту антител, производят обработку носителя конъюгатсодержащим раствором, в качестве которого используют раствор конъюгата антивидовых антител, химически связанных с люминесцентными квантовыми точками или с липосомами, содержащими люминесцентные квантовые точки, а уровень токсикантов определяют путем освещения обработанного носителя возбуждающим излучением по интенсивности люминесценции, возбужденной в квантовых точках. Группа изобретений позволяет эффективно и достоверно определить уровень токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Способ биологической оценки токсичности морской среды относится к биологическим способам оценки экологического риска и анализа загрязнения водной среды и может быть использован в марикультуре, водной токсикологии, рыбоводстве. В способе в качестве биологических тест-объектов используются личинки черноморских рыб атерины (Atherina hepsetus, Atherina mochon pontica), которые помещаются в тестируемую среду и в стерилизованную морскую воду. Контролем служит тестируемая среда и стерилизованная морская вода без токсиканта. Проводят микрокалориметрические измерения теплопродукции личинок и на основании расчета удельной теплопродукции, а также ее снижения у тест-объектов, подвергнувшихся действию токсикантов по отношению к показателям интактных личинок, делают вывод об уровне токсичности морской среды. Способ отличается высокой чувствительностью и позволяет произвести достоверную оценку состояния морской среды при низких уровнях концентрации токсикантов. Это дает возможность проводить раннюю диагностику уровня токсичности водной среды.

Способ определения влияния токсичности сточных вод на водные соленые среды относится к водной токсикологии и предназначен для оценки токсичности морской среды, содержащей сточные воды. Способ состоит из определения показателей роста культуры морской одноклеточной водоросли в тестируемой воде и включает культивирование культуры морской одноклеточной водоросли, процедуру биотестирования, состоящую из отбора проб воды, внесения в контроль и в тестируемую среду инокулята культивируемой водоросли, подсчета численности клеток водоросли. В качестве тест объектов используют культуры одноклеточных морских микроводорослей Platymonas viridis Rouch и Dunaliella salina Teod, на которых проводят долгосрочный (15-суточный) эксперимент. Микроводоросль Platymonas viridis Rouch используют для оценки влияния токсичности стоков на морскую среду.

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для повышения эффективности и достоверности определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проведения твердофазного иммуноферментного анализа. Способ определения уровня токсикантов в воде, продуктах питания или физиологических жидкостях путем проводимого в колонке тест-системы твердофазного иммуноферментного анализа заключается в том, что в колонке тест-системы размещают носитель, в качестве которого используют активированную твердую фазу физической сорбции - активированную пористую подложку с привитыми ковалентно связанными молекулами токсиканта, производят обработку носителя блокирующим раствором для закрытия на носителе оставшихся свободными мест неспецифического связывания, вносят тестируемые образцы, содержащие определенное количество предварительно введенных специфичных к токсиканту антител, при этом производят обработку носителя конъюгатсодержащим раствором, в качестве которого используют раствор конъюгата антивидовых антител, химически связанных с люминесцентными квантовыми точками или с липосомами, содержащими люминесцентные квантовые точки, а уровень токсикантов определяют путем освещении обработанного носителя возбуждающим излучением по интенсивности люминесценции, возбужденной в квантовых точках. Тест-система для данного способа включает колонку, в которой установлен носитель в виде активированной твердой фазы физической сорбции - активированной пористой подложки с привитыми ковалентно связанными молекулами токсиканта, при этом колонка снабжена устройством для измерения уровня люминесценции, включающим источник возбуждающего излучения и фотоприемник, причем перед фотоприемником дополнительно установлена фокусирующая оптическая система, а выход фотоприемника электрически подключен через усилитель сигнала и аналого-цифровой преобразователь к блоку управления - контроллеру, к выходу которого подключены блок индикации и через блок стабилизации источник возбуждающего излучения, при этом боковые стенки колонки выполнены из прозрачного для возбуждающего и люминесцентного излучения материала. Изобретение повышает эффективность и достоверность определения. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 пр., 1 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии применительно к анализу природных, поверхностных, подземных, сточных и технологических вод. Способ включает разделение с последующей идентификацией ацетона и метанола на капиллярной хроматографической колонке в потоке газа-носителя, представляющем собой азот; образование и регистрацию пламенно-ионизационным детектором исследуемых ионов, образующихся в пламени, при этом готовят основной раствор, хорошо сохраняющийся 2 месяца, при температуре от -2°C до -5°C, готовят промежуточный раствор с концентрацией 6,32 мг/дм3 разведением основного раствора очищенной водой, готовят градуировочные растворы для диапазона концентраций: ацетон 0,025-6,32 мг/дм3, метанол 0,025-6,32 мг/дм3 разведением водой промежуточного раствора, градуируют хроматограф, вводя в него предварительно отобранную паровую фазу градуировочных растворов, строят градуировочный график, после термостатирования исследуемого раствора отбирают паровую фазу парофазным шприцем и вводят в испаритель хроматографа, данные обрабатывают компьютерной программой ChemStation, которой комплектуется хроматографический комплекс МАЭСТРО 7820А. Достигается повышение точности и надежности, а также ускорение анализа. 2 ил., 6 табл., 1 пр.

Изобретение относится к устройству и способу детектирования качества жидкости, используемых в устройствах очистки воды. Устройство детектирования «визуализирует» качество воды в виде видимого излучения вместо преобразования интенсивности ультрафиолетового излучения в цифровую форму и содержит первое окно детектирования, покрытое первым материалом для преобразования принятого первого ультрафиолетового излучения, которое испускается источником ультрафиолетового излучения и проходит через жидкость, в первое видимое излучение. Устройство дополнительно смешивает первое видимое излучение со вторым видимым излучением для генерации третьего видимого излучения. Различный цвет третьего видимого излучения отражает разное качество воды. Изобретение позволяет упростить устройство и способ за счет отсутствия в воде датчиков ультрафиолетового излучения, детектирующих интенсивность ультрафиолетового излучения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к исследованию и анализу материалов и может быть использовано для определения структурного состояния талой воды в разное время после таяния. Представлен способ индикации структурного состояния воды, в котором определяют потенциал стеклоуглеродного электрода, погруженного в исходную воду, затем определяют потенциал электрода, погруженного в талую воду, за время релаксации талой воды до состояния исходной воды по полученным тестовым релаксационным зависимостям потенциала от времени, температуры и значению потенциала φ в данный момент времени τ судят о структурном состоянии воды и времени возврата t в исходное структурное состояние. Достигается повышение точности, достоверности, экспрессности и информативности индикации. 5 табл., 2 ил.

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу определения концентрации гидрохлорида полигексаметиленгуанидина (ПГМГ) в водах различных типов. Способ основан на взаимодействии катионов ПГМГ с реагентом, представляющим собой предварительно полученный коллоидный раствор отрицательно заряженных наночастиц серебра в цитратном буфере. В ходе определения образуются агрегаты наночастиц, рэлеевское рассеяние которых измеряют путем синхронного сканирования спектра флуоресценции с нулевой разностью длин волн эмиссии и регистрации, сигнал измеряют при 485 нм. В водопроводной воде линейность градуировочной зависимости наблюдается в диапазоне 0,07-2,2 мг/л, в сточной воде ливневой канализации - в диапазонах 0,007-0,7 и 0,7-2,2 мг/л, относительное стандартное отклонение составляет 0,02-0,03. Использование способа позволяет расширить диапазон определяемых концентраций ПГМГ в воде, в частности определять концентрации ПГМГ в сточной воде на уровне ПДК для воды водоемов рыбохозяйственного назначения (0,01 мг/мл) и ниже. При этом определению ПГМГ (4·10-7 М ПГМГ в чистой воде) не мешает наличие примесей в количестве не более: 0,05 М NaCl, 200 мг/л ионов кальция, 120 мг/л ионов магния, 0,5 мг/л ионов меди (II), 0,14 мг/л н-додецилсульфата натрия, 0,1 мг/л гуминовых кислот, 0,25 мг/л неионных поверхностно-активных веществ, 0,025 мг/л катионных поверхностно-активных веществ, 0,1 мг/л бычьего сывороточного альбумина, 2,5 мкг/л полиэтиленимина. 4 табл., 3 пр., 2 ил.

Изобретение относится к анализам количественного определения содержания изотопа дейтерия в жидкостях различной природы с использованием методов ядерного магнитного резонанса. Воздействие на исследуемую пробу производят электромагнитным излучением радиочастотного диапазона в постоянном магнитном поле спектрометра ядерного магнитного резонанса для чего исследуемое вещество помещают в ампулу, затем в эту ампулу вставляют эталонный образец, представляющий собой запаянную ампулу меньшего диаметра, содержащую водный раствор лантаноидного сдвигающего реагента и воды с известным содержанием дейтерия, после чего эту систему ампул опускают в спектрометр ядерного магнитного резонанса и регистрируют спектр на ядрах дейтерия, в котором наблюдают разнесенные по частоте резонанса пики исследуемого и эталонного образцов, затем измеряют интегральную интенсивность каждого пика, сопоставляют их значения и методом пропорции определяют концентрацию дейтерия в исследуемом образце. В качестве лантаноидного сдвигающего реагента используют трифторметансульфонат европия(III) ((Eu(CF3SO3)3), который способен индуцировать парамагнитный химический сдвиг сигнала ядерного магнитного резонанса. Достигается повышение точности и чувствительности, а также упрощение и ускорение анализа. 1 пр., 1 ил.
Наверх