Меню Рубрики

Анализ сточных вод на токсичность

ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД СУШИ В УСЛОВИЯХ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ МЕТОДОМ ЭКСПРЕССНОГО БИОТЕСТИРОВАНИЯ

1 РАЗРАБОТАНЫ Государственным учреждением Гидрохимический институт (ГУ ГХИ)

2 РАЗРАБОТЧИКИ Е.Н.Бакаева, д-р биол. наук, Н А.Игнатова, канд. биол. наук

3 СОГЛАСОВАНЫ с ГУ «НПО «Тайфун» 04.10.2010 И УМЗА Росгидромета 11.10.2010

4 УТВЕРЖДЕНЫ Заместителем Руководителя Росгидромета 12.10.2010

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ ЦМТР ГУ «НПО «Тайфун» за номером Р 52.24.741-2010 от 19.10.2010

Метод биотестирования широко используется в последнее время для оценки токсичности и поверхностных вод, и донных отложений. Информация, получаемая в ходе биотестирования, дает информацию о воздействии на гидробиоту всего комплекса находящихся в водном объекте веществ. В случаях экстремально высоких загрязнений и в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС) необходимо получение оперативной информации для принятия управленческих решений. В связи с чем необходимо использовать экспрессные методики биотестирования.

Настоящие рекомендации отвечают требованиям оперативности получения биологической информации: 1) реакция хемотаксиса позволяет практически за 1 ч получить ответную реакцию тест-объектов на воздействие исследуемой пробы воды; 2) выбранный тест-объект (Paramecium caudatum) является одним из центральных видов микрозоопланктеров практически во всех водных объектах, что позволяет использовать его во всех регионах страны; 3) методика биотестирования по выживаемости зоопланктеров позволяет использовать природные популяции исследуемого региона, отобранные в фоновых (незагрязненных участках) водных объектов. В связи с тем, что гидробионты реагируют на специфику гидрохимического состава водных объектов различных регионов предпочтительнее использовать в случаях ЧС природные популяции гидробионтов, отобранные из фоновых (условно чистых участков). Для этого в рекомендациях приведен список возможных тест-объектов с указанием их экологических особенностей в отношении температурного фактора, рН-среды, минерализации.

Настоящие рекомендации устанавливают методику экспрессного биотестирования и порядок проведения оценки токсичности поверхностных вод суши (ПВС) в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС) и проведения оперативных работ в мониторинге ПВС в условиях ЧС.

Рекомендации предназначены для организаций наблюдательной сети Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромета), осуществляющих организацию и проведение наблюдений за загрязнением ПВС в составе Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды (ГСН) России.

Настоящие рекомендации могут быть использованы в качестве методического пособия специалистами и практическими работниками природоохранных организаций, осуществляющих наблюдения за загрязнением окружающей среды, а также для оценки токсического загрязнения поверхностных вод суши.

В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 19179-73 Гидрология суши. Термины и определения

ГОСТ 17.1.1.01-77 Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения

ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков

ГОСТ 27065-86 Качество вод. Термины и определения

Р 52.24.566-94* Рекомендации. Методы токсикологической оценки загрязнения пресноводных экосистем
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: РД 52.24.566-94, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

РД 52.24.609-99 Организация и проведение наблюдений за содержанием загрязняющих веществ в донных отложениях

РД 52.24.635-2002 Проведение наблюдений за токсическим загрязнением донных отложений в пресноводных экосистемах на основе биотестирования

РД 52.24.309-2004* Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на сети Росгидромета
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: Р 52.24.309-2004, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

РД 52.24.662-2004* Рекомендации. Оценка токсического загрязнения природных вод и донных отложений пресноводных экосистем методами биотестирования с использованием коловраток
________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: Р 52.24.662-2004, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

РД 52.24.670-2005 Унифицированный метод определения острой токсичности проб поверхностных вод суши, содержащих взвешенные вещества

Р 52.24.690-2006 Рекомендации. Оценка токсического загрязнения вод водотоков и водоемов различной солености и зон смешения речных и морских вод методами биотестирования

Р 52.24.695-2007 Рекомендации. Оценка токсического загрязнения природных вод и донных отложений водных экосистем по коэффициенту регенерации популяции

Примечание — Ссылки на остальные нормативные документы приведены в разделе 6, пунктах 7.2 и 8.2.

В настоящих рекомендациях использованы следующие термины и определения:

3.1 биотестирование (биологическое тестирование): Оценка качества объектов окружающей среды (воды и др.) по ответным реакциям живых организмов, являющихся тест-объектами

[ГОСТ 27065-86, статья 39]

3.2 биотест: Совокупность приемов получения информации о токсичности воды (донных отложений) для гидробионтов на основе регистрации реакций тест-объекта (Р 52.24.566).

3.3 водный объект: Сосредоточение природных вод на поверхности суши, либо в горных породах, имеющее характерные формы распространения и черты режима (Р 52.24.566).

3.4 загрязнение токсическое: Загрязнение воды водоемов и водотоков токсичными веществами.

3.5 зоопланктеры: Представители зоопланктона (совокупность населяющих толщу воды беспозвоночных животных, пассивно переносимых течениями) [1].

3.6 качество воды: Характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования

[ГОСТ 27065-86, статья 2]

3.7 контроль качества воды: Проверка соответствия показателей качества воды установленным нормам и требованиям

[ГОСТ 27065-86, статья 2]

3.8 критерий токсичности: Значение показателя токсичности, на основании которого судят о наличии токсического действия.

3.9 метрологическая характеристика метода: Характеристика чувствительности метода, определяемая для тест-объекта по LC при воздействии эталонного токсиканта (медь (II) сернокислая, калий двухромовокислый).

3.10 острое токсическое действие (острая токсичность); ОТД: Воздействие, вызывающее быструю ответную реакцию тест-объекта. Острое токсическое действие чаще всего определяют по тест-реакции «гибель» или «выживаемость» в условиях кратковременного биотестирования. При использовании коловраток и других организмов микрозоопланктона длительность воздействия составляет от 6 до 24 ч (РД 52.24.662).

3.11 показатель токсичности: Признак тест-объекта, используемый для оценки токсичности воды.

3.12 поверхностные воды суши; ПВС: Воды, находящиеся на поверхности суши в виде различных водных объектов (Р 52.24.566).

3.13 проба воды: Количество воды, предназначенное для исследования.

3.14 пункт наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши Государственной сети наблюдений Росгидромета: Место на водоеме или водотоке, где проводят комплекс работ для получения данных о качестве воды или донных отложений. (РД 52.24.635).

3.15 результат биотестирования: Конечный вывод о токсичности водной среды, установленный в ходе биотестирования.

3.16 тест-объект: Организм, который используют при биотестировании (инфузории, дафнии и т.д.) (Р 52.24.566).

3.17 тест-показатель: Показатель жизнедеятельности (поведенческие реакции, размножение, выживаемость и т.д.) тест-объекта, используемый для определения токсичности ПВС.

3.18 токсичность воды: Свойство воды вызывать патологические изменения или гибель организмов, обусловленные присутствием в ней токсичных веществ (Р 52.24.566).

3.19 токсикологический эксперимент: Эксперимент, в ходе которого оценивают влияние на тест-объект испытываемой воды или химического соединения. Состоит из двух серий: опыт (с воздействием воды или химического соединения) и контроль (без воздействия, но в тех же условиях) (Р 52.24.566).

3.20 условно чистый участок водного объекта: Обычно это фоновый створ.

3.21 фоновый створ: Створ, расположенный на расстоянии не менее 1 км выше источника загрязнения (Р 52.24.566).

3.22 хемотаксис: Двигательные реакции свободно передвигающихся растительных и простейших животных организмов, а также клеток (зооспор, сперматозоидов, лейкоцитов и др.) под влиянием химических раздражителей [2].

3.23 чрезвычайная ситуация; ЧС: Обстановка на определенной территории, сложившаяся в результате аварии, опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей [3].

3.24 чувствительность тест-объекта: Нижняя граница диапазона действия эталонного токсиканта, при которой обнаруживают параметры его токсичности на тест-объект.

3.25 эталонный токсикант: Токсическое вещество, используемое для проверки чувствительности биотеста или тест-объекта (Р 52.24.566).

3.26 LC : Концентрация токсиканта, приводящая к гибели 50% взятой для эксперимента выборки.

4.1 Настоящие рекомендации устанавливают требования и условия по проведению экспрессного биотестирования ПВС в условиях ЧС, обусловленного высоким уровнем загрязнения или присутствием опасных токсических веществ, поступающих в водные объекты в ходе аварий, залповых сбросов, с целью выяснения чрезвычайных экологических ситуаций.

4.2 Экспрессное биотестирование ПВС проводят с целью проверки соответствия качества отдельных исследуемых проб воды установленным нормам без идентификации загрязняющих веществ и их количественных характеристик [4].

4.3 Вода контрольного створа (природная вода) не должна оказывать токсического действия (хронического и, тем более, острого) на тест-объекты, используемые для биотестирования [4].

4.4 Биотестирование ПВС основано на определении показателей токсичности исследуемой пробы воды, отобранной в зоне влияния источника загрязнения, и их отличий от контрольной пробы, отобранной на условно чистом участке водного объекта и водопроводной водой исследуемого региона.

4.5 Экспрессное биотестирование токсичности ПВС в условиях ЧС дает возможность за короткий промежуток времени:

— оценить токсичность пробы воды;

— выявить точки (створы) и участки с чрезвычайной экологической ситуацией;

— оценить влияние источников загрязнения на состояние водной составляющей водного объекта;

— оценить экотоксикологический статус водного объекта или его участка;

— оценить эколого-токсикологическое состояние водного объекта в комплексе с методами биоиндикационных и физико-химических исследований.

4.6 Для оценки токсичности ПВС используют не менее трех биотестов с разными тест-объектами, либо трех тест-показателей одного тест-объекта. Набор биотестов и тест-показателей должен экологически соответствовать региону исследования согласно приложениям А, Б и (Р 52.24.690).

4.7 В составе системы мониторинга ПВС режимные наблюдения и наблюдения в условиях ЧС по токсикологическим показателям методом биотестирования проводят по программам работ оперативно-производственных подразделений территориальных управлений по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС) Росгидромета в соответствии с требованиями РД 52.24.309 — для поверхностных вод суши, РД 52.24.609 и РД 52.24.635 — для вод и донных отложений.

4.8 Результаты по оценке токсичности вод методом биотестирования в условиях ЧС, в зависимости от их масштаба, представляют в органы управления Единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС (РСЧС) соответствующего уровня (региональный, территориальный и местный, объектовый).

5.1 В ходе биотестирования ПВС в условиях ЧС устанавливают:

— наличие либо отсутствие токсического действия отдельных проб воды;

— острое токсическое действие отдельных проб воды;

— кратность разбавления вод, снимающую ОТД, в случае его обнаружения;

— район экологического неблагополучия исследуемой акватории.

5.2 Экспрессное биотестирование ПВС проводят с использованием различных тест-объектов: инфузорий, коловраток, ракообразных, микроводорослей, макрофитов, а также природных популяций гидробионтов, отобранных из условно чистых (фоновых) участков исследуемого водного объекта.

5.3 Использование природных популяций гидробионтов имеет преимущества:

— гидробионты из исследуемого водного объекта исключают реакцию на физико-химические особенности воды, которая может иметь место у лабораторных культур гидробионтов;

— возможность прогнозирования состояния конкретных популяций гидробионтов в исследуемом регионе в связи с произошедшим загрязнением.

Использование природных популяций гидробионтов имеет недостатки:

— адаптация к слабому постоянному воздействию загрязнения на фоновом участке, если оно имеет идентичную природу с воздействием на загрязненном участке;

— заранее нельзя предвидеть, какие именно организмы можно будет выделить на фоновом участке исследуемого водного объекта.

5.4 Оптимальным является проведение одновременного биотестирования на природных популяциях гидробионтов и лабораторных культурах тест-объектов с известными характеристиками и известной чувствительностью к загрязняющим веществам (проверка пригодности культуры к биотестированию по эталонному токсиканту).

5.5 Наиболее важным показателем, на основе которого можно дать прогноз развития популяции, является размножение. Время получения результатов по показателю размножения на общепринятом тест-объекте Daphnia magna составляет 30 сут. В условиях ЧС информация должна быть оперативной, поэтому преимущество среди тест-объектов нужно отдать короткоцикличным тест-объектам: инфузориям, коловраткам, микроводорослям.

5.6 Экспрессное биотестирование ПВС проводят:

а) с использованием экспрессных тест-показателей:

— скорость потребления пищи организмами-фильтраторами инфузориями, коловратками в соответствии с РД 52.24.662 (раздел 10) и РД 52.24.670;

— скорость фотосинтеза растительных тест-объектов, A-Z-Ph-тест на микроводорослях в соответствии с Р 52.24.566;

— поведенческие реакции — хемотаксис в соответствии с приложением В.

б) с использованием тест-показателей:

— выживаемость или гибель на тест-объектах, экологически соответствующих исследуемому водному объекту; выживаемость на тест-объектах из представителей крупного рачкового планктона можно наблюдать визуально без микроскопирования в соответствии с РД 52.24.662, Р 52.24.690, Р 52.24.695;

— размножение, позволяющее при использовании короткоцикличных тест-объектов (микроводоросли, инфузории, коловратки) в короткие сроки определить не только их выживаемость, но и размножение, и показывающее возможность сохранения популяции в соответствии с РД 52.24.662, Р 52.24.690, Р 52.24.695;

— комплекс показателей (выживаемость и размножение) в сопряженности со временем (24, 48, 72 ч), позволяющее при использовании короткоцикличных гидробионтов (инфузории, коловратки) дать прогноз развития популяции в соответствии с Р 52.24.566, РД 52.24.662.

5.7 Длительность биотестирования (продолжительность экспозиции) зависит от жизненного цикла выбранного тест-объекта. Микроводоросли за сутки дают до 8 поколений, инфузории — до 4-6, коловратки — до 3.

5.8 В ходе биотестирования используют два контроля: дехлорированную водопроводную воду региона и воду из условно чистого (фонового) участка исследуемого водного объекта.

5.9 Каждый биотест проводят не менее чем в трех повторностях.

5.10 Оценку токсичности ПВС проводят по набору биотестов (не менее трех). Например, с тест-объектами парамеции, коловратки, дафнии. Либо по двум тест-объектам (парамеции, дафнии) и нескольким тест-показателям одного из тест-объектов (хемотаксис и гибель парамеций).

5.11 Обязательным в условиях ЧС при обнаружении ОТД вод является определение кратности разбавления исследуемой пробы воды, снимающей токсическое воздействие. Кратность разбавления — 2; 10; 25; 50; 100 и 500 раз. Разбавление проводят водой, отобранной из фонового створа, или отстоянной дехлорированной водопроводной водой исследуемого региона.

5.12 Требования к порядку проведения и оценке результатов биотестирования проводят согласно РД 52.24.669.

6.1 Пробы ПВС для биотестирования отбирают с учетом требований ГОСТ 17.1.5.05 и Р 52.24.566.

6.2 Объем пробы не менее 0,05 дм (при использовании в биотестировании тест-объектов из числа микрозоопланктона) и не менее 1,5 дм (при использовании микроводорослей и рачкового планктона).

6.3 Сосуды должны быть из материала, не содержащего токсичных примесей (полиэтиленовые емкости для пищевых продуктов, стеклянные баллоны и бутыли).

6.4 Сосуды необходимо маркировать.

6.5 Перед заполнением сосудов воду фильтруют через мельничный газ N 70-76 (для удаления природного планктона) и несколько раз ополаскивают сосуд. Заполняют водой полностью.

6.6 Анализ проб воды по определению токсичности проводят не позднее 6 ч после отбора проб.

6.7 В случае невозможности проведения исследований не позднее 6 ч после отбора пробы охлаждают до 4 °С или замораживают согласно РД 52.24.309 и хранят до 30 сут.

6.8 Консервирование проб химическими веществами не допускается.

6.9 Перед биотестированием измеряют концентрацию кислорода, значения рН (с целью дифференцирования токсического воздействия каких-либо загрязняющих веществ и измеренных значений рН и кислорода, если эти параметры не обеспечивают нормальной жизнедеятельности гидробионтов).

6.10 Пробу делят на две части для проведения биотеста на фильтрованной (пропущенной через бумажный фильтр для удаления взвешенных веществ) и нефильтрованной воде.

Биотест по реакции хемотаксиса основан на способности зоопланктеров, в частности парамеций, перемещаться в направлении или от источника химического воздействия. Хемотаксис положителен, если движение парамеций направлено к источнику химического раздражителя (по градиенту его концентрации воде), и отрицателен, если движение направлено от источника. Влияние исследуемой воды оценивают по количеству переместившихся особей.

ОТД исследуемой воды на парамеций устанавливают за время экспозиции 2 часа.

Показателем реакции хемотаксиса служит среднее количество парамеций, переместившихся в исследуемую воду.

Критерием ОТД является положительный хемотаксис, когда средний процент исходного количества тест-объектов, переместившихся в исследуемую воду, составляет не более 25%.

7.2.1 Культура парамеций Paramecium caudatum. Описание основных характеристик вида, источники получения культуры и условий культивирования даны в приложениях Г и Д.

Читайте также:  Анализы котловой воды drew marine

7.2.2 Микроскоп бинокулярный стереоскопический марки МБС по ГОСТ 8074-82.

7.2.3 Дрожжи пекарские сухие.

7.2.4 Пипетки выдувные капиллярные (пастеровские, укороченные с двух сторон или глазные с оттянутым носиком) по ГОСТ 29230-91.

7.2.6 Фильтровальная бумага синяя лента.

7.2.7 Стаканы вместимостью 0,5-1,0 дм по ГОСТ 23932-90.

7.2.8 Вода дехлорированная водопроводная исследуемого региона.

Исходный материал для биотестирования получают за 1-3 сут до опыта. Для этого парамеций пересаживают в чистые чашки Петри с дехлорированной водопроводной водой, в которую предварительно вносят корм (один-два кусочка сухих пекарских дрожжей размером 1 мм на одну чашку Петри).

Биотестирование проводят при комнатной температуре без смены воды в нестерильных условиях, в защищенном от прямого солнечного света месте.

Общий объем воды для биотестирования одной пробы воды 50 см .

Для проведения токсикологического эксперимента в чашку Петри вносят каплю (0,1 см ) культуральной среды с парамециями. Под микроскопом марки МБС подсчитывают исходное количество парамеций. Далее в эту же чашку Петри рядом с первой каплей вносят каплю исследуемой воды. С помощью пипетки делают перемычку из капли контрольной воды в исследуемую воду. Наблюдают за скоростью перехода парамеций из исходной капли в опыт.

Используют два контроля: дехлорированную водопроводную воду исследуемого региона и воду из фонового условно чистого участка исследуемого водного объекта.

Каждую пробу воды исследуют в трех повторностях с двумя контролями, т.е. необходимо 6 чашек Петри на одну исследуемую пробу. Постановку каждого варианта проводят через 5 мин, необходимых для учета исходного количества парамеций в контрольной капле под бинокулярной лупой.

Регистрация реакции хемотаксиса основана на учете численности переместившихся парамеций в каждом варианте. Для оценки реакции хемотаксиса учитывают количество особей, переместившихся из контрольной капли воды в исследуемую пробу воды.

Учет парамеций ведут под бинокулярной лупой (увеличение 4×12,4) через 15, 30, 60, 120 мин.

В таблицу Е.1 (приложение Е) заносят дату проведения биотестирования, номер пробы, номер повторности, количество парамеций, переместившихся в исследуемую воду (в каждой повторности).

Результаты биотестирования оценивают по положительному хемотаксису, т.е. количеству парамеций, переместившихся из контрольной воды в исследуемую.

В каждом варианте токсикологического эксперимента рассчитывают процент парамеций, переместившихся в исследуемую воду. Затем подсчитывают средний процент переместившихся особей на основании результатов трех параллельных определений в контроле и в опыте.

Если количество переместившихся из контрольных вариантов в исследуемую воду парамеций составляет не более 25%, то воду оценивают как оказывающую ОТД.

Полученные результаты биотестирования заносят в таблицу Е.1 (приложение Е).

Диапазон перемещения парамеций из контрольной в исследуемую воду в случае положительного хемотаксиса составляет от 0% до 100% с внутрилабораторной прецизионностью 25%.

Методика основана на оценке влияния исследуемой воды, отобранной из водных объектов, на зоопланктеров. Тест-объектами могут служить лабораторные культуры парамеций, коловраток, дафний, цериодафний, а также природные популяции этих зоопланктеров, отобранные из фоновых (условно чистых) участков водного объекта. Природные популяции используют в экспедиционных условиях при ЧС. Принципы биотестирования на природных популяциях в основном те же, что и на лабораторных культурах.

В случае ЧС оценивают ОТД пробы воды по изменению показателя выживаемости тест-объектов при экспозиции в исследуемой воде. Показателем выживаемости служит среднее количество тест-объектов, выживших в исследуемой воде за время опыта.

Критерием ОТД является снижение выживаемости тест-объектов не менее чем на 50% в исследуемой воде по сравнению с контролем. Выживаемость в контроле при этом должна быть не менее 90%. Наблюдения за выживаемостью проводят через 15; 30; 60 мин, далее через каждый час. Продолжительность биотестирования 24 ч.

8.2.1 Культура тест-объекта из представителей зоопланктеров (см. приложения А и Б).

8.2.2 Микроскоп бинокулярный стереоскопический марки МБС по ГОСТ 8074-82.

8.2.3 Пипетки выдувные капиллярные (пастеровские, укороченные с двух сторон или глазные с оттянутым носиком) по ГОСТ 29230-91.

8.2.5 Стаканы вместимостью 0,5-1,0 дм по ГОСТ 23932-90.

8.2.6 Вода дехлорированная водопроводная исследуемого региона.

При использовании в качестве тест-объектов парамеций, коловраток берут по капле массовых культур этих зоопланктеров и помещают в чашку Петри. Фильтровальной бумагой отбирают излишки воды, добавляют 1 см исследуемой воды. Под микроскопом подсчитывают исходное количество парамеций. Через 15; 30; 60 и 120 мин подсчитывают количество выживших парамеций.

При использовании в качестве тест-объектов крупного рачкового планктона (дафнии, цериодафнии, симоцефалюсы), их отсаживают по 10 экземпляров в стаканы вместимостью 0,5-1,0 дм и добавляют 0,5 дм исследуемой воды.

При использовании в качестве тест-объектов бокоплавов их отсаживают по 10 экземпляров в чашки Петри.

В качестве контроля используют воду фонового (условно чистого) участка, на котором отловлены используемые в качестве тест-объектов виды, и дехлорированную водопроводную воду исследуемого региона. В контроле выживаемость должна быть не менее 90%.

Все варианты опыта и контроля ставят не менее, чем в трех повторностях. Общее количество организмов в опыте должно быть не менее 30.

В качестве тест-показателя токсичности используют выживаемость тест-объектов. Количество живых зоопланктеров регистрируют через 15; 30; 60; 120 мин и через 24 ч.

ОТД исследуемой воды на зоопланктеров устанавливают при кратковременном биотестировании (24 ч). Критерием токсичности служит процент от контроля выживших тест-объектов (при расчете по средним значениям всех повторностей). В случае выживаемости не более 50% тест-объектов от контроля исследуемую воду оценивают как оказывающую ОТД.

Выживаемость в контроле должна быть не менее 90% от исходного количества зоопланктеров. В случае значения выживаемости тест-объектов в контроле ниже 90% токсикологический эксперимент проводят на другой популяции тест-объектов.

Результаты заносят в таблицу Е.2 (приложение Е).

В случае обнаружения ОТД необходимо выявить кратность разбавления исследуемой воды, которая снимает токсическое действие.

Кратность разбавления — 2; 10; 25; 50; 100; 500 раз. Разбавление проводят водой, отобранной из фонового створа, или отстоянной дехлорированной водопроводной водой исследуемого региона.

Биотестирование проводят согласно разделам 7 и 8.

В случае ЧС и при оперативных работах токсическое состояние оценивают на конкретный момент времени исследования. В этом случае при установлении ОТД воды находят кратность разбавления исследуемой воды, при которой токсичность не проявляется.

Оценку токсичности воды и экотоксикологического статуса водного объекта или его участка с точки зрения благополучия водной экосистемы проводят согласно шкале таблицы 1.

Таблица 1 — Шкала оценки токсичности и экотоксикологического статуса водного объекта или его участка [5]

источник

Усиление антропогенного воздействия на реки, озера и водохранилища, в которые поступает большое количество различных химических соединений, изменяет среду обитания водных организмов, ухудшает качество воды, приводит к снижению продуктивности промысловых объектов. Сточные воды, сбрасываемые в водоёмы, даже после очистных сооружений, содержат токсичные химические вещества, которые могут нанести значительный ущерб водной экосистеме, и, в конечном итоге, здоровью населения.

Токсичность воды может быть обнаружена с помощью химических и биологических методов.

Биологические методы можно условно разделить на методы биоиндикации и биотестирования. В таблице 8.7 представлены основные характеристики этих методов, позволяющие сравнить их между собой. Каждая группа методов имеет свои достоинства и недостатки.

Таблица 8.7–Основные характеристики методов оценки токсичности вод

Признак Химические методы Биологические методы
Тип индикации Индикация воздействия Индикация отклика Индикация воздействия
Объект Вода Водные сообщества Вода
Цель анализа Измерение концентраций химических веществ Оценка состояния природных сообщества Интегральная оценка токсичности на тест организмах*
Показатели токсичности Превышение установленных регламентов Негативные изменения в сообществах Развитие патологических (вплоть до гибели изменений у тест организмов
Регламенты Предельно допустимые концентрации Не установлены Отсутствие острого и хронического токсического действия
Метрологические Погрешность, сходимость, воспроизводим ость и др. Не установлены Сходимость, воспроизводимость

*)Тест организмы чаще всего культивируют в лаборатории.

Химические методы измерения концентрации загрязняющих веществ в воде позволяют проверить соответствие их установленным нормативам качества воды для конкретных видов водопользования

(рыбохозяйственного, рекреационного, питьевого и т.д.).

Химические методы дают информацию об интенсивности воздействия на водную экосистему. Их недостатком является невозможность оценки реальных биологических эффектов как отдельных загрязняющих веществ, так и их комплексов, а также продуктов их трансформации и метаболизма. Кроме того, число химических соединений, загрязняющих водную среду, так велико, что трудно

поддается контролю, и перспектива в этом отношении весьма пессимистична.

В настоящее время, по оценкам некоторых специалистов, контролируется не более 0,5% поступающих в окружающую среду химических веществ.

Методы биоиндикации которые представляют собой традиционные гидробиологические способы, позволяют получить данные, характеризующие отклик водных биоценозов на антропогенное воздействие.

Этот метод широко применяется в геохимии, гидробиологии, почвоведение, ботанике, медицине и других областях и является основой мониторинга состояния окружающей среды.

Различают несколько направлений биоиндикации:

-аккумулирующая – основана на накопительных свойствах отдельных организмов и органов;

чувствительная – основана на пороге чувствительности организмов к тем или иным токсинам, в том числе и на изменении их поведенческих реакций;

-прямая – основана на ответных реакциях организмов на прямое действие стрессов;

непрямая – основана на ответных реакциях организмов на косвенное воздействие вредных факторов;

В зависимости от постановленных целей и задач биоиндикация проводится на молекулярном, клеточном, организменном, популяционном, биоценотическом либо экосистемном уровне.

Биоиндикация имеет определение преимущества перед физико-химическими методами исследований, поскольку позволяет в ряде случаев фиксировать те отклонения качества среды, которые не регистрируются даже самыми современными приборами.

В исследованиях и разработках високочувствительной измерительной техники для экологии, медицины, биотехнологий значительное место занимают биосенсоры – уникальные устройства, включающие биологические компоненты, в том числе и живые организмы. Биосенсоры имеют два главных элемента: биологический, который «распознает» анализируемое вещество, и инструментальный, который обеспечивает передачу сигнала.

Биосенсоры, основанные на использовании бактерий, чаще применяются в экологических исследованиях. Так, для определения хлорированных углеводородов и других токсичных компонентов в сточных водах используют биосенсор, измеряющий биолюминесценцию бактерий.

Методы биотестирования, в отличие от биоиндикации, представляют собой характеристику степени воздействия на водные биоценозы. С помощью этих методов можно получить данные о токсичности конкретной пробы воды, загрязненной химическими веществами – антропогенными или природного происхождения. Таким образом, методы биотестирования, будучи биологическими, близки к методам химического анализа вод. В то же время, в отличие от химических методов, они позволяют дать реальную оценку токсических свойств воды или другой среды, обусловленной присутствием комплекса загрязняющих химических веществ и их метаболитов.

Согласно принятому определению, биотестирование воды – эта оценка качества воды по ответным реакциям водных организмов, находящихся в этой среде и являющихся тест-объектами.

Метод биотестирования отличается от биоиндикации тем, что последняя осуществляется в полевых (природных) условиях, а первый – в искусственно созданных условиях эксперимента.

-определение токсичности отдельных веществ, вносимых в водную

среду, для последующего нормирования;

-выявление присутствия в водной среде неизвестного состава

биологически опасных веществ;

-установление источников токсического загрязнения водных

объектов и оценка их интенсивности;

-определение необходимой степени разведения сточных вод до

биологически и экологически безвредных уровней.

Так, в ходе биотестирования уровня токсичности среды используют мутагенный эффект от действия на тест-микроорганизм (обычно используют сальмонеллу и её штаммы) токсичных веществ.

В настоящее время уже известно свыше 40 биотестов качества поверхностных и сточных вод, из которых наиболее часто используется 15, в том числе (в скобках обозначен тестируемый объект среды):

— выживание и плодовитость дафнии (сточные и природные воды);

-двигательная активность, выживание и темп роста инфузорий (сточные и природные воды);

-реакция ухода рыб из токсичной зоны (сточные воды);

-смена статического состояния медицинской пиявки динамическим (сточные и природные воды) и другие.

Следует отметить, что ни один из тест-объектов не может служить универсальным индикатором, из-за видовой избирательности в равной степени чувствительным ко всем экологическим факторам.

Методы и приемы биотестирования используются в настоящее время по различным назначениям (табл. 8.8).

Таблица 8.8 – Область применения методов биотестирования

Объект биотестирования Параметры токсичности, норматив Цель биотестирования Тест-организм
Химические вещества Концентрации: ЛК50, МНК, ПДК, ОБУВ, ЕК50 Рыбохозяйственное нормирование; контроль токсичности в международной торговле Гидробионты – представители трофических уровней водн. экосистем. Станд.набор тест-орган-мов
Производственные, технологические и сточн.воды(точечные источники загрязнения) Коэффициент (кратность) разбавления Оценка эффективности очистки, выявление опасных компонентов, регламентация сброса, экологическая паспортизация предприятий Наборы биотестов
Природные воды (неточечные источники загрязнения) ОТД, ХТД, ЛД50 Проверка соответствия качества воды установленным регламентам. Оценка токсикологического состояния водных объектов. Выявление зон экологического бедствия и чрезвычайных ситуаций Набор биотестов

Условные обозначения: ЛК50 – летальная концентрация для 50% тест организмов; ЕК50 –эффективная концентрация для 50% тест-организмов; МНК – максимальная недействующая концентрация; ПДК – предельно допустимая концентрация; ОБУВ – ориентировочно безопасный уровень воздействия; ОТД – острое токсическое действие; ХТД – хроническое токсическое действие; ЛД50 – время гибели 50% тест- организмов.

В настоящее время общество осознало опасность токсического загрязнения окружающей среды и пришло к необходимости введения в практику мониторинга совершенно новых нетрадиционных подходов, в частности биологического тестирования.

Биотестирование является основным приемом в разработке ПДК химических веществ и, в конечном итоге, в оценке их опасности для окружающей среды и здоровья населения. В ходе разработки ПДК

определяют параметры, характеризующие токсичность: максимальные недействующие концентрации, ЛК50 или ЭК50. Биотестирование на гидробионтах проводят в случае разработки рыбохозяйственных ПДК, когда оценивать опасность загрязнения водных экосистем.

Биотестирование используют для оценки токсичности промышленных сточных вод на разных этапах их очистки, чаще всего при внедрении новых технологий, а также для разработки ПДС предприятий включены в экологический паспорт предприятия.

Биотестирование природных вод стало широко применяться в научно-исследовательских работах, в том числе прикладной направленности, с начала 80-х годов. Это объясняется существенным увеличением уровня загрязненности водных объектов и надеждами специалистов на то, что биотестирование сможет хотя бы частично заменить химический анализ вод. Показатели биотестирования природных вод включены в перечень показателей для выявления зон чрезвычайно экологической ситуации и зон экологического бедствия.

Тем не менее, мониторинг токсического загрязнения на основе действующей в Украине системы ПДК химических веществ представляет определенные трудности. Прежде всего, они связаны с большим перечнем загрязняющих веществ, попадающих в экосистемы, и невозможностью их контроля, в том числе веществ, образующихся в самой экосистеме в результате ее метаболизма. Кроме того, даже измерение концентрации загрязняющих веществ не позволяет с высокой степенью достоверности судить об их реальном воздействии на биоту из-за неопределенности знаний об их совместных комбинированных эффектах, влиянии других агентов окружающей среды.

Под токсичностью и токсикологическими показателями иногда подразумевают концентрации токсичных загрязняющих веществ в воде. Именно так, в частности, трактуются эти термины в ГОСТе на питьевую воду. Более обоснованным представляется понимание токсичности воды как интегральной характеристики ее свойств, обусловленных присутствием в воде токсичных для биоты загрязняющих химических веществ, которую можно оценить с помощью биотестирования.

Работ по биотестированию водной среды опубликовано множество, но они были сделаны главным образом с целью оценки токсичности вновь синтезированных химических препаратов, препаратов, приобретаемых по импорту, а также при разработке регламентов на химические соединения. Гораздо меньше публикации по биотестированию сточных вод и еще меньше – по биотестированию природных вод.

Читайте также:  Анализы котловой воды на судах

Следует заметить, что за рубежом, особенно в индустриально развитых странах, биотестирование сточных и природных вод применяется достаточно широко и входит в программы, контролирующих качество вод организаций.

Большое разнообразие методик и процедур, использованных разными авторами, создает определенные трудности в анализе и систематизации материалов: исследуются разные химические вещества, разные наборы методик и тест организмов, разные условия токсикологических экспериментов, которые не всегда стандартизованы. Даже единицы измерения часто несопоставимы. В этой связи были проведены специальные работы по систематизации, отбору и апробации методов биотестирования природных вод в рамках ряда государственных научно-технических программ при участии ведущих специалистов по водной токсикологии.

Интегральный показатель токсичности, помимо общего неспецифического влияния на гидробионты, в некоторых случаях позволяет выделить некоторые специфические реакции на отдельные химические вещества или группы веществ. Так, например, ртуть является сильным ингибитором клеточного деления у водорослей, что позволяет по изменению соответствующих показателей судить о наличии ртути в водной среде. Были сделаны попытки создать своего рода шкалу для идентификации групп загрязняющих веществ по различным проявлениям токсического влияния, в частности по поведенческим реакциям у дафний. Шкала, однако, не имела популярности у специалистов.

В настоящее время хорошо известны методы биотестирования, ориентированные на определение токсичности водной среды, обусловленной присутствием определенных групп химических соединений, в частности фосфорорганических (ФОС). Ингибирующее воздействие ФОС на холинэстеразы известно давно. Сейчас установлено ингибирующее влияние на холинэстеразу и других химических соединений хлорорганических, тяжелых металлов; на этой основе разрабатываются экспрессные методы биотестирования с использованием иммобилизованных ферментов и электродной техники

Следует подчеркнуть, что идентификация природы загрязняющих веществ не является задачей биотестирования и остается прерогативой химического анализа.

В отличие от биотестирования токсичности химических веществ (с целью разработки ПДК), биотестирование природных вод представляет собой оценку токсичности водной среды неизвестного состава и имеет в связи с этим ряд особенностей. Однако даже если специалисту известны источники загрязнения водного объекта и он может предполагать, какие химические вещества присутствуют в пробе природной воды, результат биотестирования не может быть точно предсказан по этим данным. Он будет зависеть от ряда факторов: комбинированного эффекта воздействия комплекса присутствующих загрязняющих веществ, трансформации и метаболизма, гидрохимического режима. Таким образом, только биотестирование может дать ответ о реальной токсичности пробы природной воды для гидробионтов и получить данные об опасности токсического загрязнения водной экосистемы.

Дата добавления: 2015-09-23 ; просмотров: 1478 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

источник

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ВОДЫ И ВОДНЫХ ВЫТЯЖЕК ИЗ ПОЧВ, ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД И ОТХОДОВ ПО ИЗМЕНЕНИЮ ИНТЕНСИВНОСТИ БАКТЕРИАЛЬНОЙ БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ТЕСТ-СИСТЕМОЙ «ЭКОЛЮМ»
ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.11-04 16.1:2.3:3.8-04

Методика допущена для целей государственного экологического контроля.

Методика рассмотрена и одобрена ФГУ «Федеральный научно-методический центр анализа и мониторинга окружающей среды МПР России» (ФГУ «ФЦАМ МПР России»).

Протокол N 8 заседания НТС ФГУ «ФЦАО» от 14 сентября 2004 г.

Настоящий документ устанавливает методику определения интегральной токсичности поверхностных пресных, грунтовых, питьевых, сточных и очищенных сточных вод, водных экстрактов из объектов окружающей среды (почва, отходы производства и потребления, осадки сточных вод и др.) в лабораторных и полевых условиях с использованием измерительного прибора «Биотокс-10» и тест-объекта «Эколюм».

В качестве тест-объекта используется препарат лиофилизированных люминесцентных бактерий «Эколюм». Методика основана на определении изменения интенсивности биолюминесценции бактерий при воздействии химических веществ, присутствующих в анализируемой пробе, по сравнению с контролем. Уменьшение интенсивности биолюминесценции пропорционально токсическому эффекту.

Острое токсическое действие исследуемой пробы на препарат «Эколюм» определяется по значению их биолюминесценции за 30-минутный период экспозиции.

Количественные оценки тест-реакции выражаются в виде безразмерной величины — индекса токсичности «Т» и функциональными токсикологическими параметрами ЕС20 и ЕС50.

Индекс токсичности «Т», равный отношению: Т = 100 (Iо — I) / Iо, где Iо и I — соответственно интенсивность биолюминесценции контроля и опыта при фиксированном времени экспозиции исследуемой пробы с бактериями.

Методика допускает три пороговых уровня индекса токсичности:

1) допустимая степень токсичности образца: индекс токсичности Т меньше 20;

2) образец токсичен: индекс Т равен или больше 20 и меньше 50;

3) образец сильно токсичен: индекс токсичности Т равен или более 50.

Токсикологические параметры пробы ЕС20 и ЕС50, определяемые также посредством измерения Iо и I, позволяют быстро и экономно выяснить вопрос, при каких объемах исходного слабо токсического образца достигается установленный предел токсичности (ЕС20 и/или ЕС50) или при каких разведениях сильно токсический образец станет безопасным (величины менее ЕС20).

ЕС50 — эффективный объем образца (в опытах с чистым химическим соединением — концентрация), вызывающий тушение свечения биосенсора на 50% по сравнению с контролем. В этом случае образец сильно токсичен (индекс токсичности равен 50). ЕС20 — эффективный объем образца, (в опытах с чистым химическим соединением — концентрация), который приводит к 20%-ному тушению свечения биосенсора по сравнению с контролем. В этом случае образец токсичен (индекс токсичности равен 20). Все значения величин менее ЕС20 свидетельствуют о том, что образец безвреден для человека.

Вычисление величин ЕС проводят с использованием гамма-функции (G), представляющей собой зависимость отношения потери интенсивности свечения пробы к оставшейся интенсивности свечения пробы, и описывается формулой: G = (Iо — I) / I, где Iо и I — соответственно интенсивность биолюминесценции в контроле и опыте. Люминометр «Биотокс-10» автоматически вычисляет величины ЕС20 и ЕС50.

Метрологические характеристики методики: характеристика погрешности (границы, в которых находится погрешность), +/- дельта, % — 19,6, характеристика случайной составляющей погрешности (среднее квадратичное отклонение случайной составляющей погрешности) сигма (дельта), % — 10,0 при доверительной вероятности 0,95.

Прибор-люминометр серии «Биотокс-10» с набором кювет для измерения биолюминесценции объемом 1,5 куб. см;

весы лабораторные общего назначения, ГОСТ 24104-2001;

весы лабораторные технические, ГОСТ 24104-2001;

насос вакуумный любого типа, например, водоструйный стеклянный, ГОСТ 25336-82;

термометр лабораторный ртутный, 0 — 55 °С, цена деления шкалы — 0,5 °С, ГОСТ 13646-68;

подставка (из пластика, дерева) с углублением для пенициллиновых пузырьков или измерительных кювет на 12 кювет;

сушильный электрический шкаф, позволяющий поддерживать температуру (105 +/- 5) °С;

холодильник бытовой, обеспечивающий замораживание (-18 +/- 1 °С) и хранение проб (2 — 4 °С);

кондуктометр любого типа, обеспечивающий измерение на уровне 1 — 10 мкСм/см;

часы сигнальные, ТУ 25-07-57;

аппараты для встряхивания, тип АВУ-1, АВУ-10Р, ТУ 64-1-1081;

бумажные фильтры обезболенные типа ФОБ (красная, белая, синяя ленты), ТУ 6-09-1678-86;

ножи почвенные, ГОСТ 23707-95;

лабораторный дисковый истиратель для измельчения проб почвы, тип ИДА-175, ЛДИ-65, ТУ 482251;

пипетки автоматические дозаторы любого типа объемом 0,02 — 1,0 куб. см +/- 1,0%;

цилиндры вместимостью 25, 50 куб. см второго класса точности, ГОСТ 1770-74;

стаканы стеклянные лабораторные вместимостью 10, 50 куб. см, ГОСТ 25336-82;

пипетки вместимостью 0,5; 1,0; 5,0; 10,0 куб. см, ГОСТ 29227-96;

пробоотборник любого типа объемом не менее 5 куб. см;

флаконы и банки стеклянные с навинчивающейся крышкой или с притертой пробкой (сосуды для выщелачивания) для отбора и хранения проб и реактивов вместимостью 10, 50, 100 и 1000 куб. см;

воронки лабораторные, ГОСТ 25336-82;

стаканчики для взвешивания (бюксы) диаметром 30, 40 мм, ГОСТ 7148;

вода дистиллированная, ГОСТ 6709-72;

натрий хлористый, ГОСТ 4233-77;

натрия гидроокись, ГОСТ 4328-77;

кислота соляная, ГОСТ 3118-77;

кислота серная, ГОСТ 4204-77;

спирт этиловый, х.ч., ТУ 6-091710;

цинк серно-кислый 7-водный, ГОСТ 4174;

бумага индикаторная универсальная для измерения рН, ТУ 6-09-1181-76;

тест-система «Эколюм», ТУ 2639-236-00209792-01.

Все реактивы должны быть квалификации «х.ч.» или «ч.д.а.».

Примечание. Допускается применение иных средств измерений, вспомогательных устройств, реактивов и материалов, технические и метрологические характеристики которых не уступают указанным выше и обеспечивают нормируемую точность измерений.

4.1. При работе с химическими веществами, отходами и сточными водами необходимо соблюдать требования техники безопасности по ГОСТ 12.1.007-76.

4.2. Санитарно-гигиенические требования к воздуху производственных помещений, ГОСТ 12.1.005-88.

4.3. Рабочие столы и поверхности должны содержаться в чистоте. В конце дня проводится влажная уборка рабочих поверхностей.

4.4. Безопасность при работе с электроустановками обеспечивается по ГОСТ 12.1.019-79 и в соответствии с требованиями инструкций к оборудованию.

4.5. Помещение лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004-91 и иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009-83.

4.6. Используемые в качестве биотестов лиофилизированные бактерии не патогенны, однако после каждого анализа необходимо стерилизовать всю использованную посуду и остатки растворов в сушильном шкафу при 65 °С в течение 1 часа.

4.7. Хранить тест-систему «Эколюм» рекомендуется в холодильнике при температуре от -18 °С до -4 °С, следует беречь культуру лиофилизированных бактерий от нагревания и резкой смены температуры.

Определение токсичности по настоящей Методике выполняется оператором с квалификацией лаборант, имеющим опыт работы в области водной токсикологии. Проведение выщелачивания отходов может проводить химик-аналитик, техник, лаборант.

Биотестирование проводится в полевых условиях или в нормальных лабораторных условиях. Помещение не должно содержать токсичных паров и газов.

Температура окружающего воздуха в лаборатории от 18 до 25 °С. Относительная влажность воздуха не более 80% при Т = +/- 25 °С. Атмосферное давление 84 — 106 кПа (630 — 800 мм рт. ст.).

При использовании электроприборов частота переменного тока 50 +/- 1 Гц. Напряжение сети 220 +/- 22 В. При пользовании прибором «Биотокс-10» в полевых условиях питание осуществляется от аккумулятора напряжением 12 В.

Освещение помещения естественное или искусственное, не ограничивается особыми требованиями.

Предварительная подготовка к отбору проб и выполнению биотестирования должна обеспечивать подготовку посуды, пробоотборников, мест хранения отобранных проб, а также подготовку рабочего места для обработки доставленных в лабораторию проб и исследования их на токсичность. Все процедуры предварительной подготовки должны исключить попадание токсичных, органических и каких-либо других веществ в исследуемую воду.

Обычно используется посуда из стекла, а при наличии в воде нефтепродуктов, моющих средств и пестицидов используются банки из темного стекла. Посуда для отбора проб и биотестирования должна быть химически чистой. Она промывается смесью бихромата калия и серной кислоты (хромовой смесью). Стенки посуды осторожно смачиваются хромовой смесью, после чего на 2 — 3 час. посуда оставляется, затем она тщательно промывается водопроводной водой, нейтрализуется раствором пищевой соды и промывается 3 — 4 раза дистиллированной водой. Для мытья посуды не разрешается пользоваться синтетическими поверхностно-активными веществами и органическими растворителями. Посуду для отбора проб сушат на воздухе, а используемую для биотестирования, за исключением мерной, — в сушильном шкафу при 105 °С в течение 1 часа.

Химически чистая посуда для биотестирования должна храниться с закрытыми стеклянными притертыми пробками или завинчивающими крышками в защищенных от пыли ящиках лабораторного стола или на закрытых полках, стеллажах и т.п.

Стеклянные кюветы к люминометру промывают хромовой смесью. Затем они тщательно промываются водопроводной водой и в конце — несколько раз дистиллированной водой. Пластиковые кюветы рекомендуется использовать один раз.

7.2.1. Объем пробы воды для определения токсического действия составляет 10 куб. см. Отбираемый объем должен быть в два раза больше требуемого для хранения дубликата пробы до конца биотестирования.

Отбор проб, транспортировка и хранение грунтовых вод осуществляется в соответствии с СТ СЭВ 4710-84 «Воды подземные. Общие требования к отбору проб».

Отбор проб в поверхностных проточных и непроточных водоемах осуществляется в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» и ГОСТ 17.1.505-85 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков».

Для отбора проб с глубины не более 0,5 м используется бутыль с привязанной пробкой, которую помещают в футляр, или пробоотборник с грузом. Футляр снабжен петлей, к которой привязывают веревку с размеченными отрезками, указывающими глубину погружения. На требуемой глубине с помощью привязанной к пробке веревки выдергивают пробку из горла бутылки. После заполнения бутыли водой (на поверхности воды не появляются пузырьки воздуха) ее поднимают на поверхность.

Отбор проб питьевых вод осуществляется в соответствии с ГОСТ 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб».

Пробы питьевой воды в источнике водоснабжения и сточной воды с глубиной менее 0,5 м отбираются пробоотборником любого типа объемом 100 куб. см, тщательно перемешиваются в лаборатории и нужный объем используется для анализа.

Водопроводную воду отбирают из-под крана после 5-минутного слива, кран антисептической обработке не подвергается.

Отбор природных и сточных вод следует проводить в местах наибольшего перемешивания. Сточные воды отбираются на средней глубине потока, где твердые частицы равномерно распределены.

На очистных сооружениях отбирать пробы для анализа на токсичность следует до системы хлорирования.

При исследовании сточных вод на токсичность не допускается отбор разовой пробы. Количество необходимых порций выбирают на основе опыта проведения анализа. Предпочтительно отбирать среднесуточную пробу каждый час в течение 24 часов, после тщательного перемешивания всего объема отобранной пробы для исследования берется необходимое количество воды.

Допустимое минимальное количество отбираемых единичных проб для последующего смешения — три, с интервалом между отборами не менее часа.

Не допускается консервирование проб, предназначенных для исследования на токсичность. Отобранными пробами заполняют, предварительно ополаскивая отбираемой водой, банки или флаконы, заполняя их до краев и закрыв без пузырьков воздуха пришлифованными стеклянными пробками или полиэтиленовыми крышками. Под полиэтиленовые крышки подкладываются прокладки тефлоновые или из алюминиевой фольги. Пробы упаковываются в деревянные ящики для переноски проб и прокладываются бумагой или ветошью. При транспортировке не следует держать пробы на свету.

При отборе проб необходимо соблюдать технику безопасности. На крупных водотоках и водоемах следует соблюдать навигационные правила и правила эксплуатации используемого судна. Постоянные места контроля следует выбирать в местах, которые были бы доступны в любое время года и где отсутствуют какие-либо природные опасности. На очистных сооружениях отбор проб осуществляется в специально предназначенных местах, маркированных и освещаемых в темное время суток. Отбор проб производится бригадой, состоящей минимум из двух человек. Перед работой бригада должна быть проинструктирована о мерах предосторожности при выполнении программы работ в зависимости от места отбора, климатических условий и т.д.

При отборе пробы составляется протокол по утвержденной форме, в котором указывается цель пробоотбора, число, время, место отбора пробы, температура воды, номер пробы, Ф.И.О. отбиравшего. На бутыль или флакон наклеивается этикетка с указанием номера пробы, места и даты отбора.

7.2.2. Биотестирование проб воды проводят не позднее 6 часов после их отбора. При невозможности проведения анализа в указанный срок пробы воды охлаждают (2 — 4 °С). Хранить пробы следует не более 24 часов после отбора. В исключительных случаях допускается замораживание проб (-18 °С) и их хранение до двух недель, однако следует помнить, что после размораживания токсичность воды может измениться. В случае предполагаемого замораживания пробы при ее оттаивании не следует заполнять сосуды полностью, чтобы избежать их разрыва. Если пробы требуется оттаивать или фильтровать, то оттаивание и фильтрация должны предшествовать замораживанию.

Перед биотестированием предварительно охлажденные или замороженные пробы доводят до температуры 15 — 25 °С.

При наличии в сточных водах крупнодисперсных включений (с диаметром частиц более 3,5 мкм) необходима фильтрация пробы через обеззоленные фильтры — белую или красную ленты.

Читайте также:  Анализы для воды в котельной

Природные воды фильтруют через фильтр с диаметром пор 3,5 мкм.

При исследовании грунтовых или других вод с содержанием железа двухвалентного (валовая форма) необходимо предварительное отстаивание проб не менее 24 часов при температуре 2 — 4 °С.

Осадки в виде снега перед анализом переводятся в жидкость.

7.3.1. Отбор проб почвы, ее хранение и транспортировка осуществляется в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84. Обычно для отбора почв используются матерчатые мешки. Не допускается консервирование проб, предназначенных для исследования на токсичность.

При контроле за загрязнением почв промышленными источниками площадки для отбора проб располагают на площади трехкратной величины санитарно-защитной зоны вдоль векторов розы ветров на расстоянии 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000 м и более от источника загрязнения (ГОСТ 17.4.4.02-84).

При оценке сельскохозяйственных и других территорий пробы почвы отбирают из верхнего почвенного горизонта (до 20 см) в 5 точках по типу «конверта». Масса объединенной пробы (из 5 точечных) должна составлять не менее 0,5 кг. Размер пробной площадки определяется целями поставленных исследований и представляет собой часть исследуемой территории, характеризующейся сходными условиями. При оценке сельскохозяйственных территорий на предмет их пригодности для производства экологически чистой продукции площадка может составлять от 1 до 5 га при однородном почвенном покрове и от 0,5 до 1 га — при неоднородным. При необходимости проведения более детального картирования общего уровня загрязнения размер пробной площадки может составлять десятки квадратных метров.

В том случае, если известны границы какого-либо локального участка загрязнения или проводится мониторинг за степенью общего загрязнения почвы в местах захоронения вредных веществ, отвалах, свалках и т.п., одновременно с отбором образцов в предполагаемых загрязненных участках проводится отбор «фоновых» почв. Под фоновыми почвами понимаются почвы прилегающих территорий со сходными условиями, не подвергающиеся техногенному воздействию или испытывающие его в минимальной степени (МУ 2.1.7.730-99). Так, при контроле почв в районе точечных источников загрязнения пробные площадки размером не более 5 х 5 м закладываются на разном расстоянии от источника и в относительно чистом участке (контроль).

7.3.2. Почвы (донные осадки), отобранные с территорий, которые необходимо проконтролировать на токсичность, освобождают от корней, крупных посторонних частиц и высушивают при 105 °С в течение 1 часа. После охлаждения воздушно-сухую пробу почвы растирают в ступке или гомогенизируют в почвоизмельчителе, просеивают через сито с отверстиями в 3 мм и тщательно перемешивают. Навеску почвы (массой не менее 5,0 г) помещают в коническую колбу, мерным цилиндром приливают пятикратный объем дистиллированной воды (рН 6,8 — 7,4) (5 куб. см на 1 г образца), взбалтывают в течение 5 минут и оставляют для экстракции на 24 часа. Через 24 часа экстракт фильтруется через бумажный фильтр — белую, красную ленты (только в случае мутной надосадочной жидкости). Полученный экстракт тестируют на токсичность.

В экспрессном варианте воздушно-сухую навеску почвы с добавленной дистиллированной водой (рН 7,0 — 7,4; 5 куб. см на 1 г образца) взбалтывают на аппарате для встряхивания в течение 3 часов и фильтруют через бумажный фильтр (белая, красная ленты). Если по истечении этого времени устанавливается факт сильной токсичности почвы, стандартная процедура экстракции не проводится.

Подготовленные образцы почв нужно хранить в сухом месте в пакете из крафт-бумаги.

7.4.1. Подготовка к процедуре выщелачивания отходов.

При подготовке проб необходимо пользоваться средствами индивидуальной защиты: специальной одеждой по ГОСТ 12.4.103-83, полихлорвиниловыми перчатками по ГОСТ 12.4.013-85, респираторами, головными уборами.

Вся посуда перед использованием тщательно моется и обрабатывается 10%-ным раствором азотной кислоты, затем промывается водопроводной водой и ополаскивается 3 — 4 раза дистиллированной водой. Для мытья посуды не разрешается пользоваться синтетическими поверхностно-активными веществами и органическими растворителями. Посуду для отбора проб сушат на воздухе, а химическую, за исключением мерной, — в сушильном шкафу при (105 +/- 5) °С. Химически чистая посуда должна храниться с закрытыми стеклянными притертыми пробками или завинчивающимися крышками в защищенных от пыли ящиках лабораторного стола или на закрытых полках, стеллажах и т.п.

7.4.2. Пробоподготовка перед выщелачиванием.

Экстракт выщелачивания готовится из соотношения твердая фаза/жидкость — 1:10. В качестве жидкости используется дистиллированная вода. Объем/масса обрабатываемых проб жидких отходов и шламов — не менее 2 куб. дм, твердых отходов — 5 кг. Пробы следует оберегать от изменения их состава на всех стадиях пробоподготовки и хранения. Пробы должны храниться при температуре не более 4 °С и анализироваться как можно быстрее после отбора. Хранение проб более 5 суток не допускается.

Проба (5 кг) тщательно перемешивается перекатыванием на гладкой, гибкой и плотной подстилке, затем совком. Общий объем отобранной пробы делится на представительные половины, одна из частей возвращается в сосуд для хранения, оставшаяся часть (2,5 кг) пробы осматривается и разрыхляется. В случае обнаружения частиц более 10 мм они осторожно измельчаются с помощью пестика или шпателя до достижения размера менее 10 мм. Недопустимо размалывать смесь. Затем проба высушивается до воздушно-сухого состояния в открытом виде в течение двух часов при комнатной температуре и влажности воздуха. В пробе проводится определение содержания влаги. Затем проба сокращается методом квартования: тщательно перемешанную пробу разравнивают на гладкой поверхности на клеенке или полиэтиленовой пленке и с помощью линейки или специальной решетки делят на равные квадраты. Затем из квадратов в шахматном порядке отбирают порции, обеспечивая захват всей толщины слоя, и объединяют их. Максимальная сухая масса представительной пробы должна составлять 50 г. Затем рассчитывается масса пробы, подвергаемой к выщелачиванию, с учетом влажности. Чтобы обеспечить необходимые 50 г сухой массы, обычно требуется 50 — 100 г пробы первоначальной влажности. Проба взвешивается в сосуде для выщелачивания с погрешностью +/- 1 г, в рабочем журнале записывается масса и содержание влаги. После выщелачивания 50 г пробы будет получено приблизительно 450 куб. см водной вытяжки, с учетом этого следует рассчитывать общее необходимое минимальное количество отбираемой порции в результате сокращения пробы.

Если этот объем вытяжки недостаточен для проведения необходимых химических анализов и/или проведения биотестирования во всех предполагаемых разведениях с учетом контрольных испытаний, масса пробы на стадии подготовки к выщелачиванию должна быть увеличена.

Шламы с большим содержанием твердой фазы, не разделяющиеся самостоятельно, обрабатываются так же, как твердые. Отдельно определяется содержание влаги и масса шлама, эквивалентная 50 +/- 1 г в пересчете на сухую массу.

Шламы с большим содержанием жидкости обрабатываются следующим образом: жидкость фильтруется через вакуум фильтр (0,45 микрон) и отбирается 50 — 100 г твердого осадка. Если такого количества пробы недостаточно для получения 50 г твердого вещества, собирается столько, сколько необходимо. При необходимости отбор проб повторяют и отбирают большее количество пробы.

Твердый осадок доводится до воздушно-сухого состояния, в нем определяется содержание влаги и потеря массы. В результате этой процедуры получается твердый осадок, который взвешивается (+/- 1 г) и переносится в сосуд для выщелачивания. В рабочем журнале регистрируется масса остатка и содержание влаги в нем.

Производится процедура выщелачивания.

Если полученный объем вытяжки недостаточен для проведения необходимых химических анализов и/или проведения биотестирования во всех предполагаемых разведениях с учетом контрольных испытаний, масса пробы на стадии подготовки к выщелачиванию должна быть соответственно увеличена.

Жидкие отходы и отходы, содержащие менее 1% взвешенного материала, не подвергаются выщелачиванию, а фильтруются через фильтр «синяя лента». Фильтрат подвергается анализу и/или биотестированию.

7.4.3. Выполнение процедуры получения экстракта выщелачивания.

В сосуд для выщелачивания, где находится сухая масса отхода весом 50 +/- 1 г, добавляется дистиллированная вода. Вода добавляется в сосуд для выщелачивания в соотношении сухая масса/жидкость — 1:10.

Объем воды измеряется мерной посудой.

Смесь должна слабо перемешиваться на мешалке в течение 7 — 8 часов. Недопустимо измельчение частиц отходов при перемешивании. Используется большая лопасть механической мешалки или большая магнитная мешалка, а скорость перемешивания должна быть наименьшей, при которой материал поддерживается во взвешенном состоянии.

После окончания перемешивания раствор с осадком оставляют на ночь (12 — 18 час.).

Если жидкость после отстаивания становится прозрачной, фильтрование не требуется. Если имеется видимый взвешенный материал, жидкость должна быть профильтрована. Фильтрование осуществляется с помощью вакуумного насоса через фильтр «синяя лента» на воронке Бюхнера. При этом применяется слабый вакуум (приблизительно 20 мм рт. ст.). Во избежание дегазации фильтрата насос должен быть выключен немедленно после прохождения всей жидкости через фильтр. Факт фильтрования отмечается в рабочем журнале.

Процедуру биотестирования и/или химические анализы необходимо начать не позднее чем через 6 час. после отстаивания экстракта. Если это невозможно, допускается хранение экстракта в холодильнике не более 48 час. при температуре 4 °С.

Перед биотестированием необходимо измерить рН и температуру полученного экстракта. Данные регистрируются в журнале.

Если отход был разделен на жидкую и твердую фракции, результаты исследования жидкой фракции и экстракта выщелачивания из твердой фракции должны быть указаны в отчете отдельно.

Если одна из этих частей была признана опасной, опасным признается и весь отход.

7.5.1. Реконструкция тест-системы «Эколюм».

7.5.1.1. Вскрыть флакон с лиофилизированным биореагентом. Добавить 10 куб. см дистиллированной воды (комнатная температура, pH 6,8 — 7,4) — получают суспензию бактерий. В случае необходимости рН дистиллированной воды доводят до нужного диапазона подщелачиванием 10%-ным раствором NaOH или подкислением 10%-ным раствором HCl. При отсутствии такой воды или ее плохого качества можно использовать стандартный физиологический раствор.

Рекомендуется несколько раз встряхнуть флакон с суспензией бактерий.

7.5.1.2. Выдержать суспензию в течение 30 минут, периодически перемешивая.

7.5.1.3. Держать флакон с суспензий бактерий можно на лабораторном столе при нормальном освещении. Рекомендуется перемешивание суспензии бактерий перед каждым отбором определенных объемов для проведения анализа.

7.5.2. Подготовку прибора «Биотокс-10» проводят в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

7.5.3. Определение рабочей концентрации тест-системы «Эколюм».

7.5.3.1. Измерить фоновое значение прибора «Биотокс-10» (по инструкции к прибору, при счете 10 сек. без кюветы) и записать это значение.

7.5.3.2. Добавить 0,1 куб. см суспензии бактерий из флакона в кювету люминометра. Затем туда же добавить 0,9 куб. см дистиллированной воды (рН 6,8 — 7,4; комнатная температура).

7.5.3.3. Вставить кювету с биореагентом в люминометр и измерить величину интенсивности биолюминесценции за 10 сек.

7.5.3.4. Рекомендуется, чтобы свечение суспензии бактерий находилось в интервале, превышающем фоновое значение прибора в 100 — 500 раз. Если величина свечения намного больше верхнего предела, то рекомендуется разбавить суспензию бактерий дистиллированной водой и повторить измерение.

При определении индекса токсичности необходимо проводить параллельное измерение контрольных (не содержащих токсических веществ) и опытных проб. Рекомендуется иметь по три образца контрольных и опытных проб. Для большей достоверности данных число параллельных измерений опытной пробы может быть увеличено до 10 измерений. Измеряют контрольную пробу, и прибор запоминает измеренную величину. Затем измеряются повторности опытной пробы, и прибор автоматически фиксирует значения индекса токсичности каждой пробы, норматив сходимости индекса токсичности и погрешности измерения.

8.1.1. Измерение интенсивности биолюминесценции и индекса токсичности проводят с помощью прибора «Биотокс-10» согласно инструкции по эксплуатации прибора.

8.1.2. При стандартном анализе отбирают из флакона по 0,1 куб. см рабочей суспензии бактерий и добавляют в три кюветы от люминометра — контрольные и в три кюветы для пробы. Добавляют в контрольные кюветы по 0,9 куб. см дистиллированной воды (рН 6,8 — 7,4). Добавляют в остальные кюветы опытную пробу по 0,9 куб. см и замечают время экспозиции и через 30 минут начинают биотестирование. Попарно измеряют интенсивность свечения бактерий в кюветах с контролем и опытом, записывают показания прибора по индексу токсичности. После измерения третьей кюветы с опытной пробой, кроме того, записывают показания прибора по средней токсичности из трех измерений образца и погрешности измерения.

В случае если исследуются образцы почвы, взятые с локально загрязненных территорий (п. 7.3.1), в контрольную кювету вместо дистиллированной воды вносят экстракт из фоновых почв и добавляют рабочую суспензию бактерий.

8.1.3. Рабочую суспензию бактериальной тест-системы «Эколюм» используют в течение 8 часов после ее приготовления и хранить ее можно при комнатной температуре.

Эта операция предназначена для быстрого выяснения вопроса, при каких объемах исходного слабо токсического образца достигаются установленные пределы токсичности (Т = 50 и/или Т = 20) или при каких разведениях сильно токсический образец (ЕС больше 50) станет безопасным (величины менее ЕС20), а также при расчете нормативов предельно допустимых сбросов сточных вод.

8.2.1. Рекомендуется перед измерением коэффициентов ЕС убедиться при измерении токсичности (п. 8.1) неразбавленной пробы, что величина G для данной пробы не превышает значения 25. В случае если величина G больше, может увеличиться погрешность измерения величин ЕС. В таком случае необходимо развести пробу дистиллированной водой до указанного предела и учесть предварительное разбавление.

8.2.2. После вывода прибора в режим измерения ЕС для измерения параметров исследуются 4 пробы, получаемые путем разбавления исследуемой пробы или раствора химического соединения дистиллированной водой в следующих отношениях 1:1, 1:2, 1:4 и 1:8. Для всех 4-х проб автоматически определяется G-функция, значения которой заносятся в оперативную память микроконтроллера прибора. По данным этих 4-х измерений микроконтроллер при нажатии специальной кнопки клавиатуры управления производит автоматически вычисление коэффициентов ЕС20 и ЕС50 и представляет данные на дисплее.

8.2.3. Определение гамма-функции для каждого из предварительно разведенных образцов проводят в соответствии с процедурой определения показателя индекса токсичности (п. 8.1), за исключением введения дополнительной команды. При этом микроконтроллер прибора «Биотокс-10» по данным, хранящимся в оперативной памяти об интенсивности биолюминесценции в контрольных и опытных пробах (соответственно Iконтр. и Iопыт), производит вычисление гамма-функции с представлением результата на дисплее. При интенсивности биолюминесценции опыта, больше или равной контролю, вычисление не производится.

9.1. Оценку токсичности пробы проводят по относительному различию в интенсивности биолюминесценции контрольной и опытной проб и вычислению индекса токсичности «Т» и параметров ЕС20 и ЕС50. Абсолютная величина интенсивности биолюминесценции контроля не имеет принципиального значения в диапазоне допустимых значений прибора «Биотокс».

9.2. Индекс токсичности «Т» есть величина безразмерная и определяется по формуле: Т = 100 (Iконтр. — Iопыт) / Iконтр., где Iконтр. и Iопыт. — соответственно интенсивность свечения контроля и опыта при фиксированном времени экспозиции исследуемого раствора с тест-объектом. Обработку результатов измерений токсичности выполняют путем расчета среднеарифметического значения величины индекса токсичности «Т» по формуле: Т = (Т1 + Т2 + Т3) / 3, где Т1 — Т3 — три измерения опытной пробы. Величины Т1 — Т3 получают из трех измерений контроль-опыта в короткий промежуток времени. Количество измерений Т может быть увеличено до 10.

9.3. В ряде случаев возможен вариант, когда интенсивность биолюминесценции в анализируемой пробе больше, чем в контроле. В таком случае независимо от величины отрицательного значения «Т» делается вывод об отсутствии токсичности образца и индекс токсичности принимает нулевое значение. В случае стимуляции свечения пробой по сравнению с контролем рекомендуется для данных проб провести тестирование с использованием других биотестов.

9.4. По величине индекса токсичности (Т) анализируемые пробы классифицируются на три группы.

источник