SU1515105A1

SU1515105A1 - Способ оценки токсичности жидкости

Info

Publication number: SU1515105A1
Application number: SU874147667A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Веселовский; Татьяна Владимировна Веселова; Андрей Борисович Рубин; Владимир Иванович Мацкивский; Александр Васильевич Чередников; Георгий Владимирович Хомяков; Вадим Сергеевич Маренков
Original assignee: МГУ им.М.В.Ломоносова; Харьковский зооветеринарный институт им.Н.М.Борисенко
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1989-10-15

Abstract

Изобретение относитс к контролю химического загр знени воды методом биотестировани . Цель изобретени - повышение точности оценки анализа и ускорение анализа. Оценка токсичности жидкости предусматривает культивирование фотосинтезирующего тест-объекта, освещение его и определение люминесцентных характеристик, по изменению которых суд т о токсичности. Дл этого измер ют активность люминесценции в темновом состо нии J_макс и интенсивность люминесценции в активном световом состо нии J₀, рассчитывают величину эффективности фотосинтеза по выражению *98N=(J_макс - J₀)/J_макс, а токсичность жидкости устанавливают при отклонении величины эффективности фотосинтеза *98N на 25-50% от исходного значени .

Description

Изобретение касаетс контрол хи- йического загр знени объектов окружающей среды, в частности анализа токсично сти; воды, и может быть использо- . вано дл исследоваьш химических свойств методом биологической индика- ции, при решении природоохранных меропри тий , в том числе дл обеспече . 1ШЯ оборотного водоснабжени на предпри ти х химической, пищевой, фарма-- цевтической и других отраслей промьш-, ленности, дл регулировани сброса поверхностных стоков, поступающих с городских территорий и селькозугодш в водоемы, и других сточных вод про- мьпаленных предпри тий, а также дл контрол качества питьевой воды. Кроме того, изобретегше найдет применение дл контрол состо ни водных

объектов поверхностных и подземных водоисточников, а также вы влени очагов загр знени в мировом океане или оценки токсичности вновь синтезиро- ванных химических веществ.

Целью изобретени вл етс повышение точности анализа оценки и ускорение анализа путем определени динамических характеристик эффективности фотосинтеза тест-объекта при одновременном измерении двух показателей структурно-энергетического состо ни тест-объекта.

Способ осуществл ют следующим образом .

Провод т культивирование фотосинтезирующего тест-объекта, например микроводорослей, смешиваете контролируемой жидкости с тест-объектом и изсл &п

о

ел

31515105

мерепие люминесцентных характеристик, по изменению гсоторых суд т о токсичности Ж1ЩКОСТИ.

Дл этого измер ют интенсивность люм 1несцеьгции в темновом (1„о,кс) активном ссетопом состо нии (ID)I рассчитывают величину эффективности фотосинтеза по выргженига.

.с - Тс

где I.

интенсивность фотосинтетической люминесценцин, измеренна через 1-2 с после начала освещени тест-объекта возбуждающим спетом;

„ - иитенсириость фотосинтетической люминесценции, из- мереигга через 60-90 с от начала освещени тест-объекта возбуждающим светом, а токсичность жидкости устаиав1П1вают при отклонении величины э(3)фектпвности фотосннте;1а на 25-50% от исходного значени .

Кроме того, дл сокращени време1Ш темновоГ адаптации нредварительно (перед освещением возбуждающим светом) тест-объект освеи1ают светом с длиной волны от 710 до 750 нм в течептгс 20- 30 с, а облучение возбуждающим СБВТОМ провод т через 3-5 с после предлпри- тельного облучени .Иа чертеже представлена структур.- на схема фотосинтетического л.омигтес- центиого устройства дл оценки токсичности жидкости.

Фотосиитетическое лкм-шнесцеитное устройство содэржит сосуд С тест-объектом 1 , име 01Ц :1й канал 2 прокачки суспензии водорослей, на котором расположены камер.: 3 предварителыюй под снетки со снетофильтром 4 предварительной подсветки и измерительна камера 5 со светофильтром б возб -ждаю- щего света. Между этими двум камерами расположен источник 7 . Кроме того, на канапе 2 прокачки сус- пенз1П1 водорослей имеетс насос 3 воз врата. Измерительна камера 5 сиабже- на двум фотоприемниками 9 и 10, выходы которых поданы на входы блока 11 усилител и обработки сигналов.

В сосуд с тест-объектом 1 подаетс суспензи водорослей из культиватора 12 с осветителем 13 через какгал 14 подачи тест-объекта.

О

5

о 5

IQ i

10

;о

5

Б сосуд с тест-объектом 1 подаетс таклсе контролируема жидкость через иатрубок 15 нодачи контролируемой жидкости насосом 16 подачи контролируемой жидкости.

Выход блока 11 усилител и обра- ботки сигналов соединен с последовательно соединенными блоком 17 анализа , измерителем 18 времени и индикатором 19 токсичности.

Кангш 2 прокачки суспензии водорослей выполнен затемненным, а изме- ритель 1а камеры 5 и камера 3 предварительной подсветки - в виде плоской спирали из светопроницаемого материала .

Первый фотоприемник 9 установлен на входе, а второй фотоприемник 10 - на выходе спирали измерительной камеры 5. Приче -: оба фотоприемника 9 и 10 имеют оптический контакт с измерительной камероГг 5 в плоскости, перпендикул рной потоку возбуждающего света, 11)ормируемого от источника 7 света линзой 20. На камеру 3 предварительной подсветки подаетс через светоф1гльтр 4 поток света от источника / сьета, форьшруемый линзой 21. Кроме того, сосуд с тест-объектом 1 спабжеп патрубком 22 подачи промывоч- ной :1оды, на котором установлен насос 23 П(здачи прог-ывочь ой врдьи

I р и м ер. В культиваторе 12 предварительно выращивают тест-объект , например М1кроводоросли хлорелла , :ia среде Тами , при 25 С и освещенности 10 клк от осветител 13 в услови х иосто н 1ого аэрировани воз- ду:сог.| с помощью аквариумного ком- прессора. По достижении культурой тест-объекта заданных параметров на- чииаатс проведешш оценки токсичности жидкости. Дл этого через канал 14 подач;г тест-объекта ввод т в сосуд с тест-объектом I дозированное количество суспе1 31ги тест-объекта, например ti объеме 10 мл. Туда же по патрубку 15 ласосом 16 подачи контролируемо жидкости подают такое же количество контролируемой жидкости 100 мл. Г) сосуде с тест-объектом I при осве- щсни 10 клк от осветител 13, темпе- натуре в услови х посто нного аэрировани воздухом с помощью аква- piryrnroro компрессора происходит-,контакт и взаимодействие тест-объекта и контролируемой жидкости в течение всего опыта.

515

Дл измерени фотосинтетической люминесценции тест-объекта включают насос 8 возврата, выполненный, например , в виде перистальтического насоса , который прокачивает суспензию тест-объекта по каналу 2 прокачки супензии водорослей с посто нной скоростью так, чтобы реализовать все временные соотношени прохождени камер 3 и 5, например, со скоростью 10 МП/мин. Свет от источника 7 света через светофильтр 4 (пропускающий све с длиной волны больше 700 нм) в каме- ру 3 предварительной подсветки за врем прохождени камеры 3 предварительной подсветки, например, 25 с переводит фотосинтетический аппарат клерки водоросли в темновое структурно-функциональное состо ние.

В этом состо нии,клетки микроводорослей , пройд по затемненной части канала 2 прокачки суспензии водорослей , например, через 5 с попадают в измерительную камеру 5, где освеща- ютс светом с длиной волны, например 400-600 нм, сформированным от источника 7 света линзой 20 через светофильтр 6 (такое освещение наиболее эффективно дл перевода фотосинтстичес- кого аппарата клеток водорослей в активное световое структурно-функциональное состо ние). Фотоприемником 9 измер ют интенсивность флуоресценции, например, через I с после начала ос- вещени водорослей в измерительной камере 5, а фотоприемником 10 - интенсивность флуоресценции, например, через 60 с после начала освещени .

Исследовали действие ТЭО, хлорофо- са, меди на культуру Chlorella vulga- ris (Beijer), штамм S-39/64688.

В таблице приведены результаты испытани некоторых концентраций этих веществ.

Наиболее токсична контролируема жидкость ТЭО (тетраэтилолово) в концентрации I мг/л, поскольку отклоне - ние эффективности фотосинтеза от ис- ходного значени меньше чем за 0,5 ч (25 мин) превьшзает уровень 0,35отн. ед. и достигает величины 1,00-0,6 0,4 за 0,5 ч. Токсичность данной

жидкости в балльном представлении информации соответствует IV баллам (или сильно токсична жидкость .

Уровень токсичности хлорофоса, в концентрации 5 мг/л соответствует

ю 15 20

25 ЗО ,

дО

(

1

5

05

меренной токсичности, или III баллам , поскольку отклонение от исходного уровн на выбраншлй критерий 0,35 достигаетс за 2 ч (1,0-0,65 0,35). Хлорофос в когщентрации 0,5 мг/л можно признать слабо токсич ной жидкостью, так как изменение эффективности фотосинтеза более чем на 0,35 единиц достигаетс в период от 12 до 15 ч совместного культивировани водорослей с контролируемой жидкостью. Раствор соли меди в концентрации Ю мг/л следует признать нетоксичным, поскольку за 24 ч культивировани в попул ции не наблюдаетс существенных (более 0,35 отн.ед. отклонений от исходной эффективности фотосинтеза. За это врем в попул ции проходит два митотических цикла.

Таким образом, анализиру эффективность фотосинтеза во времени, можно сделать вывод о степени токсичности контролируемой жидкости.

После завершени опыта содержимое сосуда с тест-объектом сбрасьшают. Включают насос 23 подачи промывочной воды и через патрубок 22 подачи промывочной воды подают в сосуд с тест- объектом 1 воду, например водопроводную , дл промывки всего гидравлического тракта устройства. После выключени насоса 23 подачи промьшочной воды устройство готово дл следующего измерени .

Предлагаемый способ найдет широкое применение при проведении токсикологических исследований в лаборатори х Госводинспекции и заводских лаборатори х , а. также дл осуществлени оперативного контрол и регулировани технологического процесса очистки сточных вод.

Claims

1. Способ оценки токсичности жидкости , предусматривающий культивирование фотосинтетического тест-объекта , освещение тест-объекта светом и определение люминесцентных характеристик , по изменению которых суд т о токсичности контролируемой жидкости, отличающийс тем, что, с целью повышени точности анализа оценки и ускорени анализа, непрерыв но в проточной системе из ep ют интенсивность люминесценции в двух i структурно-энерг тических состо ни х:

иптеиснвность люмниесцендин в темноDOM состо нии (I,«MKt) И ИНТвНСИВНОСТЬ

люминесценциип активном световом со

сто нии (1),рассчитывают величину

Э(1к1)ективностифотосинтеза ц по выражению

- млк

I

макс интенсивность люминесценции , измеренна через 1- 2 с после начала освещени тест-объекта возбуж- дшощим светом;

I, - ннтенсивность люминесценции , измеренна через 60

90 с от начала освещени возбуждающим светом, а токсичность жидкости устанавливают при отклонении величины эффективности фотосинтеза на 25-50% от исходного значе1ш .

2. Способ по п.1, отличающий с тем, что, с целью ускорени анализа путем сокращени времени темновой адаптации, предварительно перед освещением возбуждающим светом тест-объект освещают светом с длиной волны 710-750 нм в течение 20-30 с, а облучение возбуждающим светом про- . вод т через 3-5 с после предварительного облучени .

Динамика пепичины эффективности фотосинтеза хлореллы под действием

химических веществ