Презентация на тему "Основы биотестирования"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Лекция № 8. Основы биотестирования Дисциплина «БИОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ» Зуев И.В. ©

• 
  Слайд 2
  

  Биологический мониторинг Биотестирование Биоиндикация Летопись природы (фоновый мониторинг) Токсикология Система нормирования Структура биологического мониторинга Экотоксикология

• 
  Слайд 3
  

  Биотестирование - биологическая оценка качества среды по реакции тест-объектов,помещенных в испытуемую среду Биотестирование - процедура установления токсичности среды с помощью тест-объектов Лабораторная среда (условно нетоксичная) Суть метода Тест-объект Тестируемая среда (условно токсичная) Эксперимент (выдерживание тест-объекта в среде) Результаты в лабораторной среде Результаты в тестируемой среде Сравнение результатов методами статистики Итоговое заключение: ТОКСИЧНО - НЕТОКСИЧНО

• 
  Слайд 4
  
• 
  Слайд 5
  

  Основные достоинства биотестирования Интегральная оценка степени загрязненности среды Возможность экспресс тестирования Высокая чувствительность Дешевизна? Выбор контролируемой среды

• 
  Слайд 6
  

  В исследовательских целях согласно данным Агентства окружающей среды США (ЕРА) биотестирование осуществляется с использованием более 100 тест-объектов и около 5000 тест-реакций Тест-реакции (функции) Интергальные (выживаемость, рост, плодовитость, биомасса) Частные (физиологические, биохимические, гистологические параметры) Экологический реализм теста, возможность экстраполяции на другие объекты и уровни Оперативность, чувствительность Выбор тест-объекта: возможность культивирования тест-объекта в лабораторных условиях; возможность создания оптимальной среды для тест-объекта; массовость, морфо-генетическаягомогенностьтест-объектов; чувствительность тест-объекта; воспроизводимость результатов. тест-объект – аналог лабораторного аналитического прибора

• 
  Слайд 7
  

  Биохимический подход (измерение адаптационного стресса – концентрации свободных радикалов, измерение ферментативной активности) Генетический подход (оценка генетических нарушений на генном, хромосомном и геномном уровне) Морфологический подход Физиологический подход (энергетический обмен, дыхание и др.) Этологический подход (оценка двигательной реакции на стрессовый фактор) Биофизический подход (оценка фотосинтетической активности и биолюминесценции) Иммунологический подход (изучение реакций врожденного и приобретенного иммунитета). Частные тест-функции Выбор тест-функции – возможность аппаратного измерения параметра.

• 
  Слайд 8
  

  Продолжительность эксперимента Острые биотесты (acutetests), выполняемые на различных тест-объектах по показателям выживаемости, длятся от нескольких минут до 24-96 ч. Краткосрочные (short-termchronictests) хронические тесты длятся в течение 7 суток и заканчиваются, как правило, после получения первого поколения тест-объектов. Хронические тесты (chronictests)- тест-объекты с относительно длинным жизненным циклом. Терминология Токсичность (toxicity)- свойство химических веществ проявлять повреждающее или летальное действие на живые организмы. Токсическим эффектом в биотестировании является ЛЮБОЕ отклонение от эталона Летальные концентрации (LD или ЛК – 100/50), Эффективные концентрации (ЭК -100/50) Принцип кратного разбавлений среды

• 
  Слайд 9
  

  Калибровка чувствительности тест-объекта Диапазон pеагиpованиятест-объекта – нормированный интервал концентраций, в котором находится средняя летальная или средняя эффективная концентрация эталонного вещества. Эксперимент с эталонным токсикантом - K2Cr2O7 Логарифмы концентраций модельного токсиканта Изменение тест-функции ЛК 50%

• 
  Слайд 10
  

  Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. – М.: РЭФИА, НИА–Природа, 2002. – 118 с. Методика биотестирования по снижению уровня биолюминесценции бактерий Photobacterium phosphoreum (Cohn) Ford МетодикабиотестированияпоснижениюприростаколичестваинфузорийTetrahymenapyriformis(Ehrenberg) Schewiakoff Методика биотестирования по угнетению роста одноклеточных пресноводных водорослей Scenedesmusquadricauda (Turp) Breb Методика биотестирования по гибели ракообразных DaphniamagnaStraus Методика биотестирования по гибели ракообразных CeriodaphniaaffinisLilljeborg Методика биотестирования по выживаемости и плодовитости ракообразных Ceriodaphnia affinisLilljeborg Методика биотестирования по гибели рыб PoecilliareticulataPeters Методика биотестирования по угнетению роста одноклеточных морских водорослей PhaeodactylumtricornutumBohlin Методика биотестирования по гибели ракообразных Artemiasalina L. Методика биотестирования по гибели рыб PoecilliareticulataPeters

• 
  Слайд 11
  

  Методика биотестирования по гибели ракообразных DaphniamagnaStraus Тест-объект: Daphniamagna Тест-функция:выживаемость Продолжительность:96 часов Критерий токсичности: гибель более 50% дафний в опыте по отношению к контролю Погрешность при Р=0,95, составляют  66%. Контроль Опыт 96 часов по 10 экз. 1-2-х суточных дафний если А > 50 – токсично!

• 
  Слайд 12
  

  ФР.1.31.2005.01881 Методика определения токсичности проб вод (природных, хозяйственно-питьевых, промышленных сточных) экспресс-методом с применением прибора «БИОТЕСТЕР». Тест-объект:Paramecium сaudatum Тест-функция:реакция хемотаксиса Продолжительность:30 минут Суспензия инфузорий Проба Расслаивающая жидкость

• 
  Слайд 13
  

  Методика биотестирования по снижению уровня биолюминесценции бактерий Photobacteriumphosphoreum (Cohn) Ford

• 
  Слайд 14
  

  Методические указания 1.1.037-95 «Биотестирование продукции из полимерных и других материалов» …Сущность методики состоит в исследовании острой токсичности вытяжки из испытываемых изделий с применением клеточного тест-объекта. В качестве тест-объекта используется сперма крупного рогатого скота, замороженная в парах жидкого азота. Гранулы замороженной бычьей спермы получают на станциях искусственного осеменения и хранят в сосудах Дьюара, наполненных жидким азотом. В основе метода лежит исследование изменений зависимости двигательной активности сперматозоидов от времени под воздействием химических соединений, содержащихся в вытяжке из исследуемых образцов. «Оценка качества этиловых спиртов, водок и алкогольной продукции. Экспресс-метод с использованием бактериальной биолюминесценции». (Методические рекомендации №01.017-07). «Методика определения токсичности химических веществ, полимеров, материалов и изделий с помощью бактериального теста «Эколюм». (Методические рекомендации №01.018-07).

• 
  Слайд 15
  

  Особенности биотестирования почв Почва – методически сложный объект для биотестированияв силу чрезвычайно гетерогенности и наличия большого количеством питательных элементов. Результат экспериментального тестирования почв во многом определяется процедурой подготовки проб к биологическому исследованию, условиями биотестирования и выбором тест-организма(Терехова, 2011. Почвоведение) Биотестирование почвы (тест-объекты – высшие растения) Биотестирование водных вытяжек (тест-объекты – гидробионты) ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.10-04. Методика определения токсичности проб поверхностных пресных, грунтовых, питьевых,сточных вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению оптической плотности культуры водоросли хлорелла (ChlorellavulgarisBeijer). (Красноярский государственный университет). ПНД Ф Т 14.1:2:4.12-06. Методикаопределения токсичности водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов, питьевой, сточной и природной воды по смертности тест-объектаDаphniamagnaStraus. (Красноярский государственный университет). Проблема оценка малорастворимых токсичных соединений

• 
  Слайд 16
  

  ISO 22030:2005 Soil quality -- Biological methods -- Chronic toxicity in higher plants Abstract ISO 22030:2005 describes a method for determining the inhibition of the growth and reproductive capability of higher plants by soils under controlled conditions. Two species are recommended: a rapid-cycling variant of turnip rape (BrassicarapaCrGC syn. Rbr) and oat (Avena sativa). The duration of test should be sufficient to include chronic endpoints that demonstrate the reproductive capability of the test plants. By using natural test soils, e.g. from contaminated sites or remediated soils, and by comparing the development of the test plants in these soils with reference or standard control soils, the test is applicable to assess soil quality, especially the function of the soil as a habitat for plants. This method can be modified to allow use of the chronic plant assay for the testing of chemicals incorporated into soil. By preparing a dilution series of a test substance in standard control soils, the same endpoints can be measured to assess the chronic toxicity of chemicals. This method is not applicable to volatile substances, i.e. substances for which Henry's constant or the air/water partition coefficient is greater than 1, or for which the vapour pressure exceeds 0,0133 Pa at 25 °C.

• 
  Слайд 17
  

  Биотестирование воздуха ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ С ПОМОЩЬЮ БИОТЕСТА "ЭКОЛЮМ" МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ N 01.020-07 Электроаспиратор Пропускание пробы воздуха через фильтры Смыв фильтрата в дистиллированную воду Применение стандартных методов биотестирования по реакции гидробионтов

• 
  Слайд 18
  

  Регламентация биотестирования в нормативных актах РФ Биоиндикация Биотестирование Мониторинг Контроль

• 
  Слайд 19
  

  ПРАВИЛА ОХРАНЫ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД (УТВ. ГОСКОМПРИРОДЫ СССР 21.02.1991) (ПРИЛОЖЕНИЕ К ПИСЬМУ ГОСКОМПРИРОДЫ СССР ОТ 26.04.1991 N 5/15-12) (по состоянию на 7 октября 2006 года) 3. Охрана водных объектов возвратных (сточных) вод и различных хозяйственной деятельности 3.1. Установленные условия сброса возвратных (сточных) вод и водоохранные требования к различным видам хозяйственной деятельности должны обеспечить нормативное качество воды в контрольных створах водного объекта или, при их превышении, сохранение состава и свойств воды, сложившихся под влиянием природных процессов. 3.2. Запрещается сбрасывать в водные объекты: - возвратные (сточные) воды, содержащие вещества или продукты трансформации веществ в воде, для которых не установлены ПДК или ОДУ, а также вещества, для которых отсутствуют методы аналитического контроля, за исключением тех веществ, что содержатся в воде водного объекта; - возвратные (сточные) воды, которые с учетом их состава и местных условий при соответствующем технико - экономическом обосновании могут быть направлены в системы оборотного водоснабжения, для повторного использования, для орошения в сельском хозяйстве при соблюдении агротехнических, санитарных и ветеринарных требований или для других целей народного хозяйства; - производственные, хозяйственно - бытовые сточные воды, дождевые и талые воды, отводимые с территорий промышленных площадок и населенных мест, не прошедшие очистку до установленных требований; - сточные воды, оказывающие токсическое действие на живые организмы (по результатам биотестирования);

• 
  Слайд 20
  

  МИНИСТЕРСТВО ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ РФ ПРИКАЗ от 27 декабря 1995 г. N 533 «О ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТА ПО ВНЕДРЕНИЮ МЕТОДОВ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ПРИ ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ВОЗВРАТНЫХ ВОД И ВЗИМАНИЮ ПЛАТЫ С УЧЕТОМ ИХ ТОКСИЧНОСТИ

• 
  Слайд 21
  

  Приказ МПР России от 15.06.2001 № 511«Об утверждении Критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» 20. Для подтверждения отнесения отходов к пятому классу опасности для ОПС, установленного расчетным методом, определяется воздействие только водной вытяжки отхода без ее разведения. Класс опасности устанавливается по кратности разведения водной вытяжки, при которой не выявлено воздействие на гидробионтов в соответствии со следующими диапазонами кратности разведения в соответствии с Таблицей4. 1. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды (далее – Критерии) предназначены для индивидуальных предпринимателей и юридических лиц, в процессе деятельности которых образуются опасные отходы для окружающей природной среды (далее - отходы), и которые обязаны подтвердить отнесение данных отходов к конкретному классу опасности для окружающей природной среды (далее – производители отходов). Экспериментальная оценка токсичности отходов проводится в следующих трех случаях: - во-первых, если расчетным методом установлен 5 класс опасности, то необходимо подтвердить отсутствие токсичности на биологических объектах; - во-вторых, если невозможно определить качественный и количественный состав отходов и определить класс опасности расчетным методом; - в-третьих, по желанию заинтересованной стороны или при необходимости уточнить полученный расчетным методом класс опасности отходов.

• 
  Слайд 22
  

  Экологическая безопасность ….Организация экологического обучения, повышения квалификации и профессиональной переподготовки кадров. Оценка воздействия на окружающую среду проектируемых и действующих предприятий, в том числе разработка разделов «оценка воздействия на окружающую среду» и «охрана окружающей среды» в составе предпроектной и проектной документации. Разработка проектов ПДС (проект нормативов предельно допустимых сбросов), ПДВ (проект нормативов предельно допустимых выбросов), ПНООЛР (проект нормативов образования отходов, лимитов на их размещение) и нормативно- методических документов. Подготовка документации по формам статистической отчетности 2ТП-водхоз, 2ТП-отходы, 2ТП-воздух. Расчет платежей за негативное воздействие на окружающую среду. Разработка мер, направленных на обеспечение охраны, оздоровления и улучшения качества окружающей среды. Выдача заключения по материалам о возможности обеспечения предприятиями безопасных условий на перемещение отходов. Подготовка материалов обоснования лицензионной деятельности по обращению с опасными отходами. Паспортизация опасных отходов. Определение класса опасности отходов, в том числе методом биотестирования на живых тест-объектах….

• 
  Слайд 23
  

  Мониторинг загрязнения поверхностных вод суши. Наблюдения за загрязнением поверхностных вод суши по гидрохимическим и гидрологическим показателям проводятся на 76 водных объектах, в 103 пунктах. Программа количественного химического анализа включает от 28 до 49 показателей. Мониторинг загрязнения поверхностных вод суши по гидробиологическим показателям организован на 6 водных объектах, 10 станциях. При оценке качества поверхностных вод суши методы биоиндикации и биотестированияв комплексе с гидрохимическим данными позволяют получить наиболее объективную информацию о загрязнённости вод и создать систему оперативного контроля качества воды. Центр мониторинга окружающей среды