PL237519B1

PL237519B1 - Monitoring capsule for assessing water quality or pollution

Info

Publication number: PL237519B1
Application number: PL428980A
Authority: PL
Inventors: Mariusz Tszydel; Dagmara Błońska
Original assignee: Univ Lodzki
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2019-02-20
Publication date: 2021-04-19
Also published as: PL428980A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest kapsuła monitoringowa służąca do oceny jakości lub zanieczyszczenia wody, która ma zastosowanie do badań z zakresu hydrobiologii i biomonitoringu. Kapsuła monitoringowa służąca do oceny jakości lub zanieczyszczenia wody składa się z pojemnika (1) z tworzywa sztucznego, korzystnie w kształcie butelki, zaopatrzonego w otwór zamykany zakrętką (2). Na dwu przeciwległych ściankach pojemnika (1) jest zamontowany układ selektywnie przepuszczający, który stanowi tkanina (3) o gęstym splocie przytwierdzona do pojemnika (1) za pośrednictwem ramki mocującej (4) i śrub (5) z nakrętkami. Pomiędzy ramką mocującą (4) i tkaniną (3), a także pomiędzy tkaniną (3) i pojemnikiem (1) umieszczone są gumowe uszczelki.The subject of the invention is a monitoring capsule for assessing water quality or pollution, which is applicable to research in the field of hydrobiology and biomonitoring. The monitoring capsule used to assess water quality or pollution consists of a plastic container (1), preferably in the shape of a bottle, equipped with a hole closed with a cap (2). A selectively permeable system is mounted on two opposite walls of the container (1), which consists of a tightly woven fabric (3) attached to the container (1) via a mounting frame (4) and screws (5) with nuts. Rubber seals are placed between the mounting frame (4) and the fabric (3), as well as between the fabric (3) and the container (1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest kapsuła monitoringowa służąca do oceny jakości lub zanieczyszczenia wody, która ma zastosowanie do badań z zakresu hydrobiologii i biomonitoringu.The subject of the invention is a monitoring capsule for assessing the quality or pollution of water, which is used in hydrobiology and biomonitoring research.

Ramowa Dyrektywa Wodna (2000/60/WE) narzuciła wprowadzenie biomonitoringu dla wód powierzchniowych służące do oceny jakości wody lub poziomu jej zanieczyszczenia z wykorzystaniem różnych grup organizmów zamieszkujących środowisko wodne. Od tamtej pory powstało wiele indeksów biotycznych opierających się głównie na ilościowej i jakościowej ocenie taksonomicznej zgrupowań organizmów wodnych. Wylicza się je stosując skomplikowane wzory matematyczne opracowane specjalnie na potrzeby oceny jakość wody. Ocena wymaga też wszechstronnej znajomości taksonomiczej badanych organizmów, nierzadko do poziomu gatunku. Najnowszy trend w hydrobiologii zajmującej się badaniami z zakresu bioindykacji, skłania się ku monitoringowi bazującemu na pojedynczych gatunkach, będących wskaźnikowymi dla konkretnego typu wód (tzw. one-species indicator). Grupa „dedykowanych” jednogatunkowych wskaźników zanieczyszczenia środowiskowego, może być istotnym wsparciem lub alternatywą dla obecnie stosowanych metod oceny jakości wód. Aby wybrany organizm mógł spełniać rolę bioindykatora, należy wprowadzić go do środowiska wodnego w specyficzny sposób. Organizm powinien być odizolowany od innych czynników, jednak nie utracić „kontaktu środowiskowego” z wodą i zawartymi w niej zanieczyszczeniami. Izolacja organizmu pozwala po zakończeniu badań pobrać go do dalszych badań oceniając deformacje ciała i inne drobniejsze zmiany morfologiczne, poziom metali ciężkich czy stężenie substancji wytwarzanych przez organizm w celu detoksykacji. W ten sposób badano dotychczas zachowanie organizmów wodnych stosując tzw. mesokosmy (z ang. semienclosed ecosystems). Są to duże układy stacjonarne, umieszczane w środowisku naturalnym służące do wyizolowania organizmów zwykle na dłuższy okres czasu.The Water Framework Directive (2000/60 / EC) imposed the introduction of biomonitoring for surface waters to assess water quality or the level of its pollution using various groups of organisms inhabiting the aquatic environment. Since then, many biotic indexes have been developed based mainly on the quantitative and qualitative taxonomic assessment of aquatic organism communities. They are calculated using complex mathematical formulas developed specifically for the assessment of water quality. The assessment also requires comprehensive taxonomic knowledge of the tested organisms, often down to the species level. The latest trend in hydrobiology, dealing with bioindication research, is towards single-species monitoring as indicators for a specific type of water (the so-called one-species indicator). The group of "dedicated" single-species indicators of environmental pollution may be a significant support or alternative to the currently used methods of water quality assessment. In order for the selected organism to act as a bioindicator, it must be introduced into the aquatic environment in a specific way. The organism should be isolated from other factors, but not lose "environmental contact" with water and its contaminants. After completing the research, the isolation of the organism allows it to be taken for further research, assessing body deformities and other minor morphological changes, the level of heavy metals or the concentration of substances produced by the body for detoxification. So far, the behavior of aquatic organisms has been studied using the so-called mesokosmy (semienclosed ecosystems). These are large stationary systems placed in the natural environment to isolate organisms usually for a longer period of time.

Kapsuła monitoringowa służąca do oceny jakości lub zanieczyszczenia wody według wynalazku składa się z pojemnika z tworzywa sztucznego, korzystnie w kształcie butelki, zaopatrzonego w otwór zamykany zakrętką. Na dwu przeciwległych ściankach pojemnika jest zamontowany układ selektywnie przepuszczający, który stanowi tkanina o gęstym splocie przytwierdzona do pojemnika za pośrednictwem ramki mocującej i śrub z nakrętkami. Pomiędzy ramką mocującą i tkaniną, a także pomiędzy tkaniną i pojemnikiem umieszczone są gumowe uszczelki.The monitoring capsule for assessing the quality or contamination of water according to the invention consists of a plastic container, preferably bottle-shaped, provided with an opening closed with a screw cap. Mounted on the two opposite walls of the container is a selective passage system, which is a dense weave fabric attached to the container via a mounting frame and bolts and nuts. Rubber seals are placed between the mounting frame and the fabric, and also between the fabric and the container.

Tkanina wykonana jest z włókien syntetycznych o splocie płóciennym prostym typu panama (splot PLAIN), o gęstości splotu do 30 μm i gramaturze 400 g/m².The fabric is made of synthetic fibers with a simple panama plain weave (PLAIN weave), with a weave density of up to 30 μm and a grammage of 400 g / m ² .

Wewnątrz pojemnika umieszczone są organizmy żywe w charakterze bioindykatora, korzystnie bezkręgowce wodne gatunków wykorzystywanych w biomonitoringu wód, zarówno te, które zostały wyhodowane w laboratorium jako tzw. „czyste szczepy” lub pochodzącymi ze środowiska naturalnego, referencyjnego dla wód objętych monitoringiem.Inside the container there are living organisms as a bioindicator, preferably aquatic invertebrates of species used in water biomonitoring, both those that have been grown in the laboratory as the so-called "Pure strains" or from the natural environment reference for the waters under monitoring.

Kapsuła monitoringowa służąca do oceny jakości lub zanieczyszczenia wody według wynalazku spełnia wymogi mesokosmy, ale jest przenośna i umożliwia przeprowadzanie badań krótkookresowych. Dzięki kompaktowym rozmiarom, prostocie budowy i łatwości instalacji w środowisku, pozwala na zbadanie wielu stanowisk w tym samym czasie. Konstrukcja kapsuły pozwala również na jej wielokrotne wykorzystanie.The monitoring capsule for assessing the quality or pollution of water according to the invention meets the requirements of the mesocosma, but is portable and allows for short-term testing. Thanks to its compact size, simplicity of construction and ease of installation in the environment, it allows you to examine many sites at the same time. The design of the capsule also allows for its multiple use.

Organizm w charakterze bioindykatora umieszczony jest w pojemniku, a kontakt ze środowiskiem wodnym zapewnia układ selektywnie przepuszczający, którego głównym elementem jest tkanina umieszczona w miejscach prostokątnych otworów wyciętych w przeciwległych ściankach bocznych pojemnika. Dzięki temu do wnętrza dostaje się jedynie woda wraz z zawartymi w niej związkami chemicznymi, stając się jednocześnie barierą dla drobnocząsteczkowej materii organicznej oraz frakcji mineralnych. Organizm jest odizolowany od pokarmu i podłoża, a także wpływu interakcji wewnątrz oraz międzygatunkowych.The organism as a bioindicator is placed in the container, and the contact with the water environment is ensured by a selective permeability system, the main element of which is a fabric placed in places of rectangular holes cut in the opposite side walls of the container. Thanks to this, only water and its chemical compounds enter the interior, and at the same time becomes a barrier for fine organic matter and mineral fractions. The body is isolated from food and substrate, as well as the influence of intra- and interspecies interactions.

Kontakt z zanieczyszczoną wodą może powodować kumulowanie się toksyn w tkankach, jak ma to miejsce w warunkach naturalnych. Badania zawartości metali ciężkich, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, a także pestycydów kumulowanych w organizmach często pozwalają na uzyskanie dużo bardziej miarodajnych informacji o zanieczyszczeniu wody niż analizy fizyko-chemiczne pobieranych prób wody. Wymierną korzyścią z zastosowania wynalazku jest odizolowanie badanego organizmu od części czynników środowiskowych. Kapsuła według wynalazku gwarantuje, że badany organizm miał kontakt z wodą tylko w miejscu, które zostało objęte monitoringiem środowiskowym. Kapsuła, przebywającemu w niej organizmowi pozwala również uniknąć drapieżnictwa i konkurencji. WyeContact with contaminated water may cause an accumulation of toxins in the tissues, as is the case in natural conditions. Tests for the content of heavy metals, polycyclic aromatic hydrocarbons, as well as pesticides accumulated in organisms often provide much more reliable information on water pollution than the physical and chemical analyzes of the collected water samples. A measurable benefit of using the invention is the isolation of the tested organism from some environmental factors. The capsule according to the invention guarantees that the tested organism has contact with water only in the place that has been subject to environmental monitoring. The capsule, which resides in it, allows the organism to avoid predation and competition. Wye

PL 237 519 B1 liminowanie wpływu innych organizmów jest szczególnie ważne w badaniach nad stresem fizjologicznym (poziomem hormonów lub związków odpowiedzialnych za detoksykację), który w badaniach nad zanieczyszczeniem wody powinien wynikać jedynie z obecności określonych toksyn, a nie z interakcji między organizmami. Kapsułę można zastosować zarówno w wodach stojących, jak i płynących. Zastosowane materiały pozwalają umieścić kapsułę również w wodach morskich.Limiting the effects of other organisms is particularly important in studies of physiological stress (levels of hormones or compounds responsible for detoxification), which in water pollution studies should be due only to the presence of specific toxins and not to interactions between organisms. The capsule can be used in both stagnant and flowing waters. The materials used allow the capsule to be placed also in sea waters.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok kapsuły z boku wraz z widokiem na układ selektywnie przepuszczający, fig. 2 - widok z góry, a fig. 3 - szczegół przymocowania układu selektywnie przepuszczającego do ścianki pojemnika.The subject matter of the invention has been shown in an embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a side view of the capsule with a view of the selective passage system, Fig. 2 - top view, and Fig. 3 - detail of the fixation of the selective passage system to the container wall.

Kapsuła monitoringowa składa się z pojemnika 1 z tworzywa sztucznego zaopatrzonego w otwór zamykany zakrętką 2. Na dwu przeciwległych ściankach pojemnika 1 jest zamontowany układ selektywnie przepuszczający, którego najważniejszym elementem jest zastosowana tkanina 3. Tkanina przytwierdzona do pojemnika za pośrednictwem ramki mocującej 4 i śrub 5 z nakrętkami 6. Pomiędzy ramką mocującą 4 i tkaniną 3, a także pomiędzy tkaniną 3 i pojemnikiem 1 umieszczono gumowe uszczelki 7.The monitoring capsule consists of a plastic container 1 with an opening closed with a screw cap 2. A selective permeability system is mounted on two opposite walls of the container 1, the most important element of which is the fabric used 3. The fabric is attached to the container by means of a fixing frame 4 and screws 5 with nuts 6. Between the fixing frame 4 and the fabric 3, and also between the fabric 3 and the container 1, rubber gaskets 7 are placed.

Tkanina 3 wykonana jest z włókien syntetycznych o splocie płóciennym prostym typu panama (splot PLAIN), o gęstości splotu do 30 μm i gramaturze 400 g/m².The fabric 3 is made of synthetic fibers with a plain panama weave (PLAIN weave), with a weave density of up to 30 μm and a grammage of 400 g / m ² .

Wewnątrz pojemnika 1 umieszczone są organizmy żywe w charakterze bioindykatora, korzystnie bezkręgowce wodne gatunków wykorzystywanych w biomonitoringu wód, zarówno te, które zostały wyhodowane w laboratorium jako tzw. „czyste szczepy” lub pochodzącymi ze środowiska naturalnego, referencyjnego dla wód objętych monitoringiem.Inside the container 1 there are living organisms as a bioindicator, preferably aquatic invertebrates of species used in biomonitoring of waters, both those that have been grown in the laboratory as the so-called "Pure strains" or from the natural environment reference for the waters under monitoring.

Rozwiązanie według wynalazku zapewnia to, że do wnętrza dostaje się jedynie woda wraz z tlenem oraz zawartymi w niej związkami chemicznymi, których część stanowić mogą zanieczyszczenia różnego typu. Pozwala to wyeliminować obawę, że na organizm umieszczony w kapsule, oprócz zanieczyszczeń obecnych w wodzie, będą wpływały inne czynniki środowiskowe, mogące wpływać na wyniki biomonitoringu. Izolacja organizmu pozwala po zakończeniu badań pobrać go do dalszych badań oceniając deformację ciała i inne drobniejsze zmiany morfologiczne, poziom metali ciężkich czy stężenie substancji wytwarzanych przez organizm w celu detoksykacji.The solution according to the invention ensures that only water enters the interior, along with oxygen and the chemical compounds it contains, some of which may be pollutants of various types. This allows you to eliminate the fear that the organism placed in the capsule, in addition to the pollutants present in the water, will be influenced by other environmental factors that may affect the results of biomonitoring. After completing the research, the isolation of the organism allows it to be taken for further research, assessing body deformation and other minor morphological changes, the level of heavy metals or the concentration of substances produced by the body for detoxification.

Claims

1. Monitoring capsule for assessing the quality or contamination of water, characterized in that it consists of a plastic container (1), preferably in the shape of a bottle, provided with an opening closed with a cap (2), and on two opposite walls of the container (1) ), a selective permeability system is mounted, consisting of a dense weave fabric (3) attached to the container (1) via the fixing frame (4) and bolts (5) with nuts (6), and between the fixing frame (4) and the fabric (3) and between the fabric (3) and the container (1) there are rubber seals (7).

2. Capsule according to claim 1 The fabric of claim 1, characterized in that the fabric (3) is made of panama plain plain weave (PLAIN weave) with a weave density of up to 30 μm and a grammage of 400 g / m ² .

3. Capsule according to claim 1 A method according to claim 1 or 2, characterized in that inside the container (1) there are living organisms as a bioindicator, preferably aquatic invertebrates of species used in water biomonitoring, both those that have been grown in the laboratory as the so-called "Pure strains" or from the natural environment reference for the waters under monitoring.