طرق الاختبار الأحيائي لنوعية البيئة المائية. طرق الاختبار الأحيائي للمياه الطبيعية ومياه الصرف

20.09.2019

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

طرق الاختبار الأحيائي للمياه الطبيعية ومياه الصرف

1. المبادئ الأساسية لطرق المقايسة الحيوية ومعايير سمية المياه

الاختبار الحيوي (الاختبار البيولوجي) - تقييم جودة الأشياء البيئية (الماء ، إلخ) وفقًا لاستجابات الكائنات الحية التي هي كائنات اختبار.

هذه طريقة تجريبية مستخدمة على نطاق واسع ، وهي تجربة سمية. جوهر التجربة هو أن كائنات الاختبار توضع في البيئة قيد الدراسة وتتحمل (تعرض) وقتًا معينًا ، يتم خلاله تسجيل ردود أفعال كائنات الاختبار لتأثير هذه البيئة.

تستخدم تقنيات الاختبارات الحيوية على نطاق واسع في مختلف المجالات حماية البيئةوتستخدم لأغراض مختلفة. الاختبار الحيوي هو الطريقة الرئيسية في تطوير معايير MPC للمواد الكيميائية (الاختبار الأحيائي لسمية المواد الكيميائية الفردية) ، وفي النهاية ، في تقييم الخطر على البيئة والصحة العامة. وبالتالي ، فإن تقييم مستوى التلوث بناءً على نتائج التحليل الكيميائي ، أي يعتمد تفسير النتائج من حيث المخاطر البيئية أيضًا بشكل كبير على بيانات المقايسة الحيوية.

طرق الاختبار الحيوي ، كونها بيولوجية في جوهرها ، قريبة في معنى البيانات التي تم الحصول عليها من طرق التحليل الكيميائي للمياه: وكذلك الطرق الكيميائية، فهي تعكس خصائص التأثير على التكوينات الحيوية المائية.

المتطلبات المطبقة على طرق الاختبار الحيوي:

حساسية كائنات الاختبار لتركيزات منخفضة بدرجة كافية من الملوثات.

عدم انعكاس استجابات كائنات الاختبار ل معان مختلفةتركيزات الملوثات ضمن تلك القيم ، والتي لوحظت في المياه الطبيعية ؛

إمكانية الحصول على نتائج موثوقة ، ضمانات مترولوجية للطرق ؛

توافر كائنات الاختبار للتجميع ، وسهولة الزراعة والصيانة في المختبر ؛

سهولة تنفيذ إجراءات وتقنيات الاختبار الأحيائي ؛

تكلفة منخفضة لعمل الاختبار الحيوي.

يجري تطوير مجالين رئيسيين للعمل بشأن الاختبار الأحيائي:

اختيار الطرق باستخدام hydrobionts ، والتي تغطي الهياكل الهرمية الرئيسية للنظام الإيكولوجي المائي والروابط في السلسلة الغذائية ؛

البحث عن كائنات الاختبار الأكثر حساسية التي من شأنها أن تسمح لنا بالتقاطها مستوى منخفضسمية مع ضمان آمن لموثوقية المعلومات.

من أجل التقييم السمي لتلوث النظم البيئية للمياه العذبة على أساس الاختبارات الحيوية للبيئة المائية ، يوصى باستخدام عدة أنواع من كائنات الاختبار: الطحالب ، والدفنيا ، والسيريودافنيا ، والبكتيريا ، والأوليات ، والروتيفير ، والأسماك.

الطحالب هي أساس سلاسل الغذاء في جميع النظم البيئية الطبيعية. الكائنات الحية الأكثر حساسية لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية من المنظفات إلى NFPR. موت الخلية ، وتعطيل معدل النمو ، والتغيرات في عمليات التمثيل الضوئي ، وما إلى ذلك التمثيل الغذائي. العمليات. Chlorella vulgaris ، Scenedesmus quadricauda ، Anabaena ، Microcystis ، Oscillatoria ، Phormidium.

البكتيريا - التغير في معدل التحلل (التحلل البيولوجي) للمركبات العضوية / Nitrosomonas ، Nitrosobacter ؛ التغيرات في عمليات التمثيل الغذائي في الجسم - الإشريكية القولونية (تقييم تأثير مادة سامة على تخمر الجلوكوز)

الكائنات الاوليه. دافنيا. دي دي تي ، (HCCH) سداسي كلورو حلقي الهكسان ، معادن ثقيلة (نحاس - زنك - كادميوم - كروم) ، عناصر حيوية. ونبات الغار ماجنا.

الروتيفر

سمك. أسماك الغابي (Poecillia reticulata) - المعادن ومبيدات الآفات ؛ الزرد (Brachidanio rerio).

أسماك المياه الطبيعية. شديدة الحساسية: - سمك السلمون (السلمون المرقط) ، سبايك ، جادجون ، صرصور ، شار ، سمك رملي ، قمة ؛ متوسطة الحساسية: سمك الفرخ ، رود ، الدنيس ، البلمة ، الكارب ، الكآبة.

سمية الماء

يتم الحكم على وجود السمية من خلال مظاهر التأثيرات السلبية في أجسام الاختبار ، والتي تعتبر مؤشرات على السمية.

من بين مؤشرات السمية ، هناك: بيولوجي عام ، فسيولوجي ، كيميائي حيوي ، كيميائي ، فيزيائي حيوي ، إلخ.

مؤشر السمية هو تفاعل اختباري ، التغييرات التي يتم تسجيلها أثناء تجربة السموم.

وتجدر الإشارة إلى أن مؤشرات السمية (الاختبارات البيولوجية) في علم السموم البيئية والمائية تُفهم على أنها مؤشرات للاختبار الأحيائي على كائنات اختبار مختلفة. في الوقت نفسه ، في التنظيم الصحي والنظافة ، تُفهم المؤشرات السمية على أنها تركيزات المواد الكيميائية السامة (على سبيل المثال ، في تنظيم مياه الشرب ، تميز عدم ضررها).

عند إجراء الاختبار الأحيائي لعينات من المياه الطبيعية ، يُطرح عادة سؤالان: - هل عينة المياه الطبيعية سامة ؛ - ما هي درجة السمية إن وجدت؟

نتيجة للاختبار الأحيائي للعينات بناءً على تسجيل مؤشرات السمية ، يتم تقييم السمية وفقًا للمعايير الموضوعة لكل كائن بيولوجي. تمت مقارنة نتائج الاختبار الحيوي لعينة تجريبية من منطقة الدراسة مع عينة ضابطة ، ومن الواضح أنها غير سامة ، ويتم الحكم على وجود السمية من خلال الاختلاف في الضبط والخبرة.

في هذه الحالة ، تنقسم تأثيرات التعرض إلى تأثيرات حادة ومزمنة. يشار إليها على أنها آثار سمية حادة ومزمنة أو سمية حادة ومزمنة (OTD و CTD). تستخدم هذه المصطلحات للتعبير عن نتائج الاختبار الأحيائي.

تأثير سام حاد - تأثير يتسبب في استجابة سريعة لجسم الاختبار. غالبًا ما يتم قياسه من خلال تفاعل اختبار "البقاء" نسبيًا فترة قصيرةالوقت.

التأثير السام المزمن - تأثير يتسبب في استجابة كائن اختبار ، والذي يتجلى على مدار فترة زمنية طويلة نسبيًا. تُقاس من خلال تفاعلات الاختبار: البقاء على قيد الحياة ، والخصوبة ، وتغير النمو ، وما إلى ذلك.

تعتمد استجابة أجسام الاختبار للتعرض السام على شدة أو مدة التعرض. وفقًا لنتائج الاختبار الحيوي ، تم العثور على علاقة كمية بين حجم التأثير ورد فعل أجسام الاختبار.

تفاعل الكائنات الحية مع تأثير المواد الكيميائية السامة هو عبارة عن مجموعة معقدة من التفاعلات المترابطة والمتشكلة تطوريًا والتي تهدف إلى الحفاظ على الثبات البيئة الداخليةالكائن الحي والبقاء في نهاية المطاف.

تم الكشف عن أنماط معينة من تفاعلات الكائنات الحية مع التأثيرات السامة. بشكل عام ، يتم وصف تأثير مادة سامة على الجسم من خلال عاملين رئيسيين: التركيز ووقت التعرض (التعرض). هذه المعلمات هي التي تحدد درجة تأثير مادة سامة على الجسم.

التعرض - الفترة التي يكون الجسم خلالها تحت تأثير العامل المدروس ، ولا سيما مادة كيميائية. اعتمادًا على التعرض ، يتم تمييز التأثيرات السمية الحادة أو المزمنة.

عادة ما يشار إلى نتيجة التعرض للمواد السامة بتأثير التعرض للمواد السامة. لوصف العلاقة بين تأثير مادة سامة على الجسم وتركيزها ، تم اقتراح وظائف مختلفة ، على سبيل المثال ، صيغة هابر:

حيث E هو تأثير (نتيجة) التأثير ؛

C هو تركيز المادة الفعالة ؛

تي - وقت التعرض (التعرض).

E - يمثل أي نتيجة للتعرض (موت كائنات الاختبار) ، وقيم C و T - يمكن التعبير عنها بوحدات القياس المناسبة.

كما يتضح من صيغة هابر ، هناك علاقة وظيفية مباشرة بين تأثير وقت التعرض للتركيز: سيكون التأثير أكبر ، وكلما زاد حجم التعرض (تركيز المادة) و / أو مدته.

تتيح صيغة هابر إمكانية مقارنة التأثيرات البيولوجية للمواد الكيميائية المختلفة من خلال تحليل تركيزها أو تعرضها. تعكس الاختلافات في أي من هذه القيم الاختلافات في حساسية الكائنات الحية للتأثيرات السامة.

عند التركيزات المنخفضة أو حالات التعرض ، يتجلى تأثير التعرض في مجموعة من عدد صغير من كائنات الاختبار ، وهي الأكثر حساسية ، أي أقل مقاومة للتأثير. مع زيادة التركيز أو التعرض ، يتناقص عدد الكائنات المقاومة ، وفي النهاية تمكنت جميع الكائنات الحية (أو جميعها تقريبًا) من تسجيل تأثيرات سامة محددة جيدًا. في سياق تجربة علم السموم ، تم العثور على اعتماد استجابة أجسام الاختبار على حجم أو وقت التعرض.

معلمات السمية الكيميائية:

التركيز المميت (LC50) - تركيز مادة سامة تسبب موت 50٪ من كائنات الاختبار في وقت معين (كلما انخفض التركيز المميت ، زادت سمية مادة كيميائية أو ماء)

أقصى تركيز ميت - أعلى تركيز تم قياسه لمادة كيميائية (ماء اختبار) لا يسبب تأثيرًا كيميائيًا يمكن ملاحظته (كلما انخفض MNC ، زادت سمية المادة الكيميائية أو مياه الصرف الصحي).

ليست كل الكائنات الحية تستجيب بنفس الطريقة للتعرض نفسه. رد الفعل يعتمد على الحساسية للهواء.

إن حساسية الجسم لمادة سامة هي مجموعة من التفاعلات لتأثيراتها ، تميز درجة وسرعة استجابة الجسم. يتميز بمؤشرات مثل وقت ظهور مظهر الاستجابة (التفاعل) أو تركيز المادة السامة التي يتجلى فيها التفاعل ؛ إنه يختلف بشكل كبير ليس فقط في الأنواع المختلفة ، ولكن أيضًا في الأفراد المختلفين من نفس النوع.

وفقًا لسلسلة الحساسية التي طورتها S.A. Patin (1988) ، يمكن ترتيب كائنات الاختبار على النحو التالي:

الأسماك - العوالق الحيوانية - العوالق الحيوانية - العوالق النباتية - البكتيريا - البروتوزوا - النباتات الكبيرة.

هناك سلسلة أخرى من الحساسية.

على سبيل المثال ، عند إجراء الاختبارات الحيوية لمياه مصانع اللب والورق: الطحالب - البكتيريا - الأسماك (لتقليل الحساسية).

العوامل المؤثرة في الاختبار الحيوي:

العوامل التي تؤثر على كائنات الاختبار (التعرض ؛ ظروف الزراعة ؛ في الطبيعة - الظروف المعيشية للنباتات والحيوانات ؛ خصائص العمر ، موسم السنة ، تزويد كائنات الاختبار بالغذاء ، درجة الحرارة (متشائمة والأمثل) ، الإضاءة) ؛

المحددات الخصائص الفيزيائية والكيميائيةالمياه الطبيعية المختبرة ، والتي تعتمد عليها سميتها في اختبار الكائنات الحية (نضارة العينة ، وجود جزيئات معلقة فيها).

2. طرق الاختبار الأحيائي على مجموعات مختلفة من الكائنات الحية لتقييم جودة المياه الطبيعية ومياه الصرف

النظر في الطرق الرئيسية لتحديد التأثير السام الحاد للمياه أثناء الاختبار الأحيائي قصير الأجل على القشريات والطحالب والأهداب ؛ طريقة لتحديد التأثير السام المزمن للماء على الطحالب.

تعتمد طرق معالجة وتقييم نتائج الاختبار البيولوجي على الأساليب القياسية للمعالجة الإحصائية للبيانات التجريبية المستخدمة على نطاق واسع في الممارسة المحلية والدولية.

قبل إجراء تجارب الاختبار الحيوي ، من الضروري تنمية ثقافة كائنات الاختبار.

الاختبارات الحيوية على القشريات

تم تصميم هذه التقنية لتحديد السمية الحادة للمياه الطبيعية ومياه الصرف التي يتم تصريفها في المسطحات المائية.

1 - مبادئ زراعة القشريات Daphnia magna Straus و Ceriodaphnia affinis Lilljeborg

فترة نضج Daphnia magna قبل رمل الصغار عند درجة الحرارة المثلى والتغذية الجيدة تستغرق من 5 إلى 10 أيام. متوسط العمر المتوقع هو 110-150 يومًا ، عند درجات حرارة أعلى من 25 درجة مئوية ، يمكن تخفيضه إلى 25 يومًا.

في ظل الظروف المثلى ، تتبع الأجيال التوالدية الأولى الواحدة تلو الأخرى كل 3-4 أيام. في daphnia الصغيرة ، يكون عدد البيض في القابض 10-15 ، ثم يزيد إلى 30-40 أو أكثر ، وينخفض إلى 3-8 وإلى 0 2-3 أيام قبل الموت.

تُزرع مزرعة Daphnia في luminostat يتم التحكم فيه حراريًا عند 18-22 درجة مئوية (الإضاءة 400-600 لوكس ، ساعات النهار 12-14 ساعة). من المستحسن إجراء تجارب على المياه الحيوية في نفس luminostat.

لاستقبال مصدر الموادبالنسبة للاختبار الحيوي ، يتم زرع 30-40 أنثى مع غرف حضنة مليئة بالبيض أو الأجنة في حاويات سعتها 0.5-2 لتر قبل الاختبار البيولوجي بيوم واحد. بعد ظهور الأحداث ، يتم فصلهم عن الكبار باستخدام مناخل النايلون قطر مختلفحيث.

تتشابه مبادئ زراعة نبات السيريودافينيا مع تلك الموصوفة للدفنيا. يجب أن نتذكر أن سيودافنيا أكثر طلبًا على محتوى الأكسجين في الماء (على الأقل 5 مجم / لتر) ، درجة الحرارة المثلىزراعة 23-27 درجة مئوية. فترة نضوج القشريات منذ الولادة وحتى لحظة تفريخ الأحداث أقصر من تلك الموجودة في Daphnia - من 4 إلى 5 أيام.

عند إجراء الاختبار الأحيائي ، من المهم مراعاة النقاط التالية:

تعتبر قشريات الأحداث أكثر حساسية لمفعول المواد السامة بمقدار 4-5 مرات من البالغين.

تغذية القشريات أثناء تجربة حادة تقلل السمية بحوالي 4 مرات.

في الماء العسر ، تزداد سمية المواد. عادة ما تقلل أيونات المغنيسيوم من سمية الأملاح ، أيونات الكالسيوم - تقلل السمية.

يزيد وجود المواد المركبة (الأحماض الدبالية ، والأحماض الأمينية ، وما إلى ذلك) من تراكم المواد السامة ، ولكنه يقلل من سميتها.

يؤدي نقص الأكسجين في الماء إلى تسريع تراكم المواد السامة في البيئة المائية.

يزيد ضوء الشمس السمية بشكل رئيسي عن طريق زيادة الجذور الحرة.

تحديد مقاومة Daphnia Magna Straus لثاني كرومات البوتاسيوم

بادئ ذي بدء ، من الضروري تقييم مدى ملاءمة الثقافة المختبرية للدفنيا للاختبار الأحيائي اللاحق للمياه. المادة السامة المرجعية هي ثنائي كرومات البوتاسيوم.

زجاج سعته 100-250 مل (21 قطعة).

تم قياس الماصات لـ 1 ، 10 ، 25 مل من الدرجة الثانية من الدقة (قطعة واحدة لكل منها). دورق لتخفيف الماء (التحكم) بسعة 3 لترات. قوارير حجمية 100 مل (قطعة واحدة) ، 250 مل (قطعة واحدة) ، 500 مل (قطعتان) ، 1000 مل (قطعة واحدة).

210 قشريات تتراوح أعمارهم بين 4-24 ساعة. يجب ألا يتجاوز فارق أعمار الأفراد 4 ساعات.

تحضير 100 مل من محلول 0.1٪ K 2 Cr 2 O 7 (1000 مجم / لتر).

للقيام بذلك ، قم بإذابة 0.1 جرام من K 2 Cr 2 O 7 في 100 مل من الماء المقطر.

رتب 21 كأسًا بها نقوش وفقًا للمخطط التالي:

K1 0.25 مجم / لتر 0.5 مجم / لتر 0.75 مجم / لتر 1 مجم / لتر 2 مجم / لتر 3 مجم / لتر

K2 0.25 مجم / لتر 0.5 مجم / لتر 0.75 مجم / لتر 1 مجم / لتر 2 مجم / لتر 3 مجم / لتر

SC 0.25 مجم / لتر 0.5 مجم / لتر 0.75 مجم / لتر 1 مجم / لتر 2 مجم / لتر 3 مجم / لتر

هبوط القشريات

في جميع الزجاجات ذات المحاليل ، يتم زرع 10 قشريات في عمر 4-24 ساعة بدقة. يتم الهبوط باستخدام الماصات الدقيقة ذات الأطراف البلاستيكية القابلة للإزالة. يجب أولاً قص نهايات الأطراف إلى حجم الدفنيا لمدة يوم أو يومين.

تجربة - قام بتجارب

تحسب القشريات الباقية بصريًا بعد 24 ساعة. أثناء التجربة ، لا تتغذى القشريات. يجب ألا تزيد نسبة موت القشريات في الشاهد عن 10٪. يتم تسجيل النتائج في بروتوكول التجربة.

3. تحديد سمية نفايات المياه (الطبيعية) على Daphnia magna

المواد

أكواب بسعة 150-250 مل (8-16 قطعة).

دورق لتخفيف المياه (التحكم) بسعة 3 لترات.

قوارير حجمية لكل 100 مل (قطعة واحدة) ، 1 لتر (قطعة واحدة).

اسطوانة قياس او كوب قياس 150-200 مل.

من 40 إلى 80 قشريات في سن 4-24 ساعة. يجب ألا يتجاوز فارق أعمار الأفراد 4 ساعات.

إعداد الخبرة

رتب 16 كأسًا بها نقوش وفقًا للمخطط التالي:

ك 1 ش المياه ب / ص 1 ش المياه 1:10 شمال 5 ش المياه 1: 100 شمال 9

K2 ش المياه ب / ص 2 ش المياه 1:10 شمال 6 ش المياه 1: 100 شمال 10

KZ St. water b / r N 3 St. water 1:10 N 7 St. water 1: 100 N 11

K4 ش المياه ب / ص N 4 ش المياه 1:10 شمال 8 ش المياه 1: 100 شمال 12

التحكم في الصب (الماء المخفف) واختبار الماء (الماء العادي) في أكواب ، 150 مل لكل دورق:

K1-K4 - 600 مل من الماء المخفف (RV) ،

ماء سانت دون تخفيف (بدون تخفيف) - 600 مل (4 × 150 مل).

مياه سانت 1: 10 - 100 مل ماء سانت ب / ص + 900 مل RW = 1 لتر ماء سانت 1: 10.

مياه سانت 1: 100 - 100 مل ماء سانت 1: 10 + 900 مل RW = 1 لتر ماء سانت 1: 100

رتبي الكؤوس بالمحلول في اللومينوستات.

من الضروري ضبط الأس الهيدروجيني للعينات إلى 6.5-8.5 باستخدام محلول هيدروكسيد الصوديوم أو حمض الهيدروكلوريك إذا كانت لا تفي بالمعايير المذكورة أعلاه.

يجب أيضًا أن يقع تشبع العينات المختبرة بالأكسجين ضمن الحدود المحددة.

هبوط القشريات

في جميع الكؤوس ، قم بزراعة 5 قشريات في عمر 4-24 ساعة بدقة.

تجربة - قام بتجارب

تحسب القشريات الميتة بصرياً بعد 1 ، 6 ، 24 ، 48 ، 72 ، 96 ساعة (نهاية تحديد السمية الحادة). يجب ألا تزيد نسبة موت القشريات في الشاهد عن 10٪.

يتم تسجيل النتائج في بروتوكول التجربة.

يتم إنهاء الاختبار الحيوي إذا مات 50٪ أو أكثر من الأفراد في التجربة في أي فترة زمنية.

إذا كانت A> = 50٪ ، فإن الماء المختبَر (التجربة) يكون شديد السمية.

اذا كان< 50%, то тестируемая вода не оказывает острого токсического действия.

للمزيد من التعريف الدقيقتشكل السمية الحادة رسمًا بيانيًا ، حيث يضع المحور السيني الوقت بالساعات ، وينسق معدل الوفيات (المحور الصادي) كنسبة مئوية من التحكم (أ). من الرسم البياني ، تم العثور على LT50 - الوقت الذي يموت فيه 50٪ من daphnia.

تحديد سمية مخلفات المياه (الطبيعية) على Ceriodaphnia affinis

المواد

أنابيب اختبار بسعة 20 مل (20-40 قطعة).

دورق لتخفيف الماء (التحكم) بسعة 1 لتر.

من 40 إلى 80 قشريات في عمر 0.1 - 8 ساعات. يجب ألا يتجاوز الفرق في عمر القشريات 4 ساعات.

إعداد الخبرة

رتب أنابيب الاختبار المكونة من 10 قطع متتالية حسب المخطط التالي:

ك 1 ش ماء ب / ص 1 ش ماء 1:10 ش 1 ش ماء 1: 100 ش 1

K2 ش المياه ب / ص 2 ش المياه 1:10 شمال 2 ش المياه 1: 100 شمال 2

K3 ش المياه ب / ص 3 ش المياه 1:10 شمال 3 ش المياه 1: 100 شمال 3

K4 ش المياه ب / ص N 4 ش المياه 1:10 شمال 4 ش المياه 1: 100 شمال 4

K5 ش المياه ب / ر شمال 5 ش المياه 1:10 شمال 5 ش المياه 1: 100 شمال 5

ك 6 ش المياه ب / ص 6 ش المياه 1:10 شمال 6 ش المياه 1: 100 شمال 6

ك 7 ش المياه ب / ص 7 ش المياه 1:10 شمال 7 ش المياه 1: 100 شمال 7

ك 8 ش المياه ب / ص 8 ش المياه 1:10 شمال 8 ش المياه 1: 100 شمال 8

K9 ش المياه ب / ص 9 ش المياه 1:10 شمال 9 ش المياه 1: 100 شمال 9

ك 10 ش المياه ب / ص 10 ش المياه 1:10 شمال 10 ش المياه 1: 100 شمال 10

صب في أنابيب الاختبار (تخفيف الماء) ومياه الصرف (مياه سانت) 15 مل لكل منهما:

K1-K10 - 150 مل من الماء المخفف (W).

مياه الصرف الصحي بدون تخفيف (بدون تخفيف) - 150 مل (10 * 15 مل).

مياه الصرف 1:10 - 25 مل ماء سانت ب / ص + 225 مل RW = 250 مل ماء سانت 1: 10.

مياه الصرف 1: 100 - 25 مل ماء سانت 1: 10 + 225 مل RW = 250 مل ماء سانت 1: 100.

رتب أنابيب الاختبار بالمحاليل في اللومينوستات.

خذ قياسات درجة الحرارة في luminostat (القاعدة 23-27 درجة مئوية) ، ودرجة الحموضة للمحاليل (المعيار 6.5-8.5) ، وتركيز الأكسجين المذاب (القاعدة قبل بدء التجربة 6 مجم / لتر ، في نهاية التجربة - عند 4 مجم / لتر على الأقل).

من الضروري ضبط الأس الهيدروجيني للعينات إلى 6.5-8.5 باستخدام محلول هيدروكسيد الصوديوم أو حمض الهيدروكلوريك إذا كانت لا تفي بالمعايير المذكورة أعلاه. يجب أيضًا أن يقع تشبع العينات المختبرة بالأكسجين ضمن الحدود المحددة.

وضع الإضاءة في luminostat هو 12 ساعة بكثافة 400-600 لوكس.

هبوط القشريات

ازرع 1 قشرة بعمر 0.1-8 ساعات في جميع أنابيب الاختبار. يجب ألا يتجاوز الفرق في عمر القشريات 4 ساعات.

تجربة - قام بتجارب

تحسب القشريات الميتة بصرياً بعد 1 ، 6 ، 24 ، 48 ساعة (نهاية تحديد السمية الحادة). أثناء التجربة ، لا تتغذى القشريات. يتم تسجيل النتائج في بروتوكول التجربة.

معالجة النتائج مماثلة لتلك السابقة.

4. اختبار بيولوجي باستخدام الطحالب

Scenedesmus quadricauda

تم تصميم هذه التقنية لتحديد سمية المياه الطبيعية ومياه الصرف الصحي.

المبادئ العامة لزراعة الطحالب الدقيقة

يتم تحديد الزراعة الفعالة للطحالب الخضراء أحادية الخلية في المختبر بشكل أساسي من خلال وجود العناصر المعدنية في وسط المغذيات ، والإضاءة الشديدة بدرجة كافية (2000-3000 لوكس) ودرجة حرارة معينة (18-20 درجة مئوية).

أفضل بيئة لزراعة الطحالب الخضراء لعلم السموم هي وسيلة المغذيات Uspensky N 1 ، والتي تحتوي على تركيز إجمالي أقل من الملح.

تتم جميع عمليات التلاعب باستخدام وسيط Uspensky N 1 عند العمل مع طحالب Scenedesmus في ظل التقيد الصارم بظروف العقم.

الزراعة المشتركة لهذه الطحالب مع الكلوريلا في لومينوستات واحد غير مقبول (كلوريلا تسد وتثبط ثقافة المشهد).

يمكن أن تكون مدة التجارب لتحديد سمية الماء 4 أو 7 أو 14 يومًا أو أكثر حسب المهام. عادة ما يتم ملاحظة الحد الأقصى لتراكم المادة السامة في خلايا الطحالب بنهاية 3-4 أيام ، لذلك غالبًا ما يقتصر تحديد السمية الحادة على 4 أيام.

إذا تم الكشف عن تحفيز كبير لنمو الطحالب نتيجة الاختبار الأحيائي للسمية الحادة ، فمن الضروري إجراء تجربة مزمنة (تصل إلى 14 يومًا) للحكم النهائي على سمية العينة.

يشير التحفيز الكبير لنمو الطحالب إلى وجود تلوث غذائي ، والتثبيط الكبير لنمو الطحالب يشير إلى وجود تلوث سام.

إعداد الثقافة

في التجربة ، استخدم ثقافة عمرها 5-10 أيام وهي في مرحلة النمو الأسي.

قبل البذر ، يتم تكثيف الثقافة بإحدى الطرق الثلاث: - الاستقرار لمدة 2-3 أيام ، بالطرد المركزي ، التصفية من خلال مرشح غشاء N 4 أو ورق ترشيح بشريط أزرق. يتم استخدام تعليق الخلية الناتج (المركز) للبذر اللاحق.

يتم إنتاجه في دورق تجريبي كبير بسعة 1.5 لتر ، في حالة الاختبار الحيوي في قوارير (100 مل لكل منهما) أو في دورق سعة 150 مل للاختبار الحيوي في قوارير البنسلين (10 مل لكل منهما). عادة ما يتطلب الأمر حوالي 30 ميكرولتر من المعلق لكل 30 مل من الماء.

في القوارير التجريبية ، بعد البذر ، يجب أن يكون هناك حوالي 200-300 ألف خلية طحالب لكل 1 مل (ليس أكثر من 500 ألف / مل) - لون مخضر بالكاد على خلفية بيضاء.

من دورق كبير ، صب المستنبت في قوارير (3 تكرارات 100 مل) أو قوارير البنسلين (3 تكرارات 10 مل).

5. تقييم نتائج التجربة لتحديد مقاومة المزرعة لثاني كرومات البوتاسيوم

يتم العد باستخدام مجهر (على سبيل المثال ، نوع "Biolam") بمعدل تكبير 80-100 مرة.

لحساب عدد الخلايا ، يتم استخدام غرفة عد Goryaev أو Fuchs-Rosenthal. يتم إزالة الشحوم من الحجرة والغطاء المرتبط بها ، ويتم تغطية زلة الغطاء بالحجرة وفركها حتى تتشكل حلقات قوس قزح من التداخل. من كل قارورة ، قطرة ماصة واحدة من التعليق المختلط تمامًا على الحواف العلوية والسفلية للساترة. تمتلئ الغرفة بحيث لا تتشكل فقاعات الهواء ، ويتم إزاحة التعليق الزائد على طول الأخاديد. إنهم ينظرون من خلال 16 مربعًا قطريًا أو الحقل الكامل للغرفة في حالة وجود عدد صغير من الطحالب (بملء واحد للغرفة ، يتم حساب 50 خلية على الأقل).

يتم فحص ثلاث عينات على الأقل من كل دورق.

تقييم التأثير السام مركب كيميائيأو يتم إجراء اختبار المياه على أساس موثوقية الفروق بين مؤشرات عدد خلايا الطحالب في المجموعة الضابطة وفي التجربة.

هذا يحسب:

أ) القيم الحسابية المتوسطة لعدد الخلايا - Xi و X (من حسابين وستة ، على التوالي).

ب) عدد الخلايا كنسبة مئوية من عنصر التحكم. المبلغ (X - Xi)

ج) الانحراف المعياري (ب):

حيث n هو عدد التكرارات ؛ في هذه الحالة (انظر الجدول 3.1) ن = 3 ؛

ج) خطأ في الوسط الحسابي (X): S = b / جذر n ؛

د) Td - معيار موثوقية الاختلافات بين قيمتين مقارنة:

حيث تتم مقارنة Xk و Xo بمتوسط القيم (في التحكم والتجربة) ،

Sk - So - مربعات متوسط الأخطاء في الضبط والتجربة.

يتم حساب Td لكل يوم ومقارنته بالقيمة الجدولية لـ Tst - القيمة القياسية لمعيار الطالب.

يتم أخذ مستوى الأهمية P = 0.05 ودرجة الحرية (n1 + n2-2) ، أي (3 + 3 - 2) = 4.

تساوي Tst عند 4 درجات من الحرية 2.78.

إذا كانت Td أكبر من أو تساوي Tst ، فإن الاختلاف بين المجموعة الضابطة والتجربة مهم - مياه الاختبار ملوثة (تلوث سام أو متخثر)

إذا كانت Td أقل من Tst ، فإن الفرق بين المجموعة الضابطة والتجربة ليس كبيرًا - فمياه الاختبار غير ملوثة.

لحساب Td ، يمكنك استخدام الآلات الحاسبة من النوعين MK-51 و MK-71 ، وكذلك جداول بيانات الكمبيوتر (على سبيل المثال ، برنامج Sigma الخاص بـ CSIAC) ، مما يسرع العمل بشكل كبير.

للتمثيل الرسومي لنتائج الاختبار الحيوي ، يتم رسم الوقت بالأيام على طول محور الإحداثي ، ويتم رسم إما عدد خلايا الطحالب في 1 مل ، أو عدد خلايا الطحالب كنسبة مئوية من عنصر التحكم ، على طول المحور الإحداثي .

6. تحديد مقاومة Scenedesmus quadricauda لتأثير ثنائي كرومات البوتاسيوم

يضاف على التوالي إلى 30 مل من الماء المقطر (التحكم) 30 ميكرولتر من KNO 3 ، 30 ميكرولتر من MgSO4 ، 30 ميكرولتر من الكالسيوم (NO 3) 2 ، 30 ميكرولتر من KH 2 RO 4 ، 30 ميكرولتر من K2 CO 3.

تجربة مزمنة (في الحويصلات)

في اليوم السابع من الاختبار الحيوي ، يتم تغيير مياه التحكم والاختبار في ظل ظروف معقمة. في نفس الوقت ، يتم سكب 7.5 مل من ماء التحكم والاختبار في مجموعة جديدة من القوارير. بعد ذلك ، تمت إضافة 0.01 مل (10 ميكرولتر) من كل من المحاليل الخمسة للأملاح و 2.5 مل من المستنبت القديم من القوارير ، حيث تم إجراء الاختبار الحيوي في التجربة الحادة ، إلى القوارير. يتم حساب عدد الخلايا في اليوم السابع والعاشر والرابع عشر.

من الناحية العملية ، من الملائم استخدام جدول لتقييم نتائج الاختبار الأحيائي على مقياس مكون من 5 نقاط (الجدول 3.3).

يجب أن نتذكر أن الزيادة في الكتلة الحيوية للطحالب قد تترافق مع وجود ملوثات عالية التغذية في مياه الاختبار ، وفي هذه الحالة يمكن الحكم على وجود تأثير سام بعد الاختبار على عدة كائنات اختبار.

7. Biotesting على ciliates

تعتمد الطريقة على أحد الخيارات لتحديد السمية الحادة للمياه عن طريق بقاء ciliates Paramecium caudatum.

تستخدم:

لتحديد سمية المياه العادمة التي تدخل مرافق المعالجة البيولوجية ، مما يسمح بالتعديل التكنولوجي لطريقة تحضير ومعالجة مياه الصرف ؛

لتحديد سمية تيارات مياه الصرف الصحي المحلية ، والتي تتيح لك معرفة تفاعلها ، وتحديد مساهمة كل تيار في سمية مياه الصرف الصحي من مؤسسة فردية ، والسمية الكلية لمياه الصرف الصحي التي تدخل مرافق المعالجة البيولوجية ؛

لتحديد سمية المحاليل المائية المواد الفرديةومخاليطهم.

مبدأ التقنية

تعتمد طريقة تحديد السمية القاتلة الحادة لمياه الصرف من خلال بقاء الشركات العملاقة على تحديد عدد الأفراد المتوفين أو المعطلين بعد التعرض لمياه الاختبار. معيار السمية القاتلة الحادة هو وفاة أو تجميد 50٪ أو أكثر من الأفراد خلال ساعة واحدة في ماء الاختبار مقارنة بعددهم الأولي.

كائن الاختبار

يتم استخدام الزراعة الأحادية المعملية لـ Paramecium caudatum Ehrenberg ككائن اختبار.

Paramecium caudatum - كائنات أحادية الخلية بحجم 180-300 ميكرون. الجسم على شكل سيجار أو مغزل مغطى بقشرة كثيفة (حبيبات).

Paramecium caudatum - عرض شاملفي المياه العذبة التي تحتوي على نسبة عالية من المواد العضوية. في مياه الصرف الصحي ، غالبًا ما تكون الأنواع الرئيسية ، بولي ألفا ميسوسابروب. أبسط بما في ذلك الهدبيات الهدبية، تشكل الجزء الأكبر من الحيوانات الدقيقة في الحمأة المنشطة. يشاركون في إطلاق المياه النقية من الخلايا البكتيرية المعلقة ومن التكتلات البكتيرية الرخوة والضعيفة الاستقرار ، مما يساهم في زيادة كفاءة التنقية.

العزلة والزراعة

الفصل من الحمأة المنشطة. يتم التقاط الفرد الأكبر والأكثر قدرة على الحركة من عينة من الحمأة المنشطة من مرافق المعالجة ونقلها إلى حوض أسماك صغير به ماء معقم من الصنبور.

عن طريق النقل التسلسلي لهذا الفرد من حفرة إلى حفرة ، يتم فصله عن البروتوزوا والخراجات الأخرى. ثم يتم وضع infusoria المغسول في أنبوب اختبار مع وسط ثقافة.

بعد 7-8 أيام ، من الزراعة الأحادية التي تم الحصول عليها بهذه الطريقة ، يتم نقل واحد من أكبر الأفراد وأكثرهم حركة مرة أخرى إلى وسط جديد.

بعد 8-10 أيام ، يمكن استخدام المزرعة لتحديد السمية.

زراعة ciliates في الحليب. تتم زراعة البارامسيوم على ماء الصنبور منزوع الكلور ، والذي يضاف مع الحليب المبستر المخفف 20 مرة بنفس الماء. تتم إعادة زرع ثقافة الشركات العملاقة مرة واحدة في الشهر (إذا لزم الأمر ، مرة كل ثلاثة أسابيع).

المواد والمعدات

يتم حساب Paramecium caudatum باستخدام مجهر ثنائي العين MBS-9 أو MBS-10 أو آخر يوفر تكبيرًا 8-24 مرة. بناء أحواض مائية صغيرة شفافة زجاج عضويهو مبين في الشكل 1. استخدم ماصات زجاجية قياسية لتخفيف وإضافة نفس الكمية من عينة الاختبار.

يتم إجراء الاختبار الحيوي لعينات المياه في موعد لا يتجاوز 6 ساعات بعد اختيارها ، إذا كان من المستحيل إجراء التحليل خلال الفترة المحددة ، يتم تبريد عينات المياه (+ 4 درجة مئوية).

لا يسمح بحفظ العينات بالمواد الحافظة الكيميائية.

كعنصر تحكم ، يتم استخدام ماء الصنبور ، والذي يتم إزالة الكلور عن طريق الترسيب والتهوية باستخدام ضاغط دقيق لمدة 7 أيام.

لتحديد سمية المواد الفردية أو مخاليطها ، يتم تحضير المحاليل منها عن طريق إضافة كميات معينة من السائل الأم ، مادة (مواد) الاختبار إلى ماء الصنبور منزوع الكلور. يتم تحضير محاليل المخزون في الماء المقطر.

عند إجراء الاختبار الأحيائي ، يجب أن تتوافق درجة حرارة عينة الاختبار مع درجة حرارة المزرعة.

إذا كانت هناك معلقات خشنة في العينة ، فإن الترشيح ضروري.

عند إجراء الاختبار الأحيائي ، يجب أن تتراوح قيم الأس الهيدروجيني للحلول المختبرة من 6.5 إلى 7.6.

يتم إجراء الاختبارات الحيوية في غرفة لا تحتوي على أبخرة وغازات ضارة ، مع ضوء مبعثرودرجة حرارة الهواء 18-28 درجة مئوية.

إجراء الاختبارات الحيوية

من أجل الاختبار الأحيائي لمياه الصرف الصحي غير المخففة أو تخفيفها ، وكذلك محاليل المواد السامة الفردية (مخاليط المواد) ، يتم استخدام حوض أسماك صغير به آبار ، يتم وضعه على مرحلة الكائن في المجهر الفراغي.

يتم ملء أحد الآبار بالثقافة الهدبية باستخدام ماصة شعيرية.

يتم وضع 10-12 فردًا في آبار مجانية مع ماصة شعرية في كل بئر ، بحيث يكون هناك ما لا يقل عن 30 شركة عمودية في ثلاثة آبار لكل عينة من المياه المختبرة (تكرار ثلاث مرات).

عند زرع جسم اختبار ، يجب ألا تتجاوز كمية سائل المزرعة في البئر 0.02 مل.

تستخدم ثلاث آبار كعناصر تحكم.

بعد الزراعة ، يتم سكب infusoria في آبار التحكم في 0.3 مل من منزوع الكلور ماء الصنبور، في التجارب - 0.3 مل من عينة ماء الاختبار. يتم تسجيل وقت بدء الاختبار الحيوي ويتم حساب عدد الأفراد في كل بئر تحت المجهر.

يتم وضع حوض أسماك صغير به آبار مملوءة في طبق بتري ، حيث يتم وضع ورق ترشيح مبلل بالماء في الجزء السفلي منه حتى لا تتبخر محتويات الآبار ، ويتم الاحتفاظ بها لمدة ساعة عند درجة حرارة 22-24 درجة مئوية. بعد هذا الوقت ، يتم عد الأفراد الناجين تحت المجهر. الناجون عبارة عن شركات عملاقة تتحرك بحرية في عمود الماء. يتم تصنيف الأفراد المعطلين على أنهم أموات. يتم تسجيل نتائج العد في سجل العمل.

تعتبر نتائج الاختبار الحيوي صحيحة وتؤخذ في الاعتبار إذا لم يتجاوز موت الشركات العملاقة في آبار التحكم 10 ٪.

بعد حساب الأفراد في كل من الآبار الثلاثة ، تم العثور على المتوسط الحسابي لعدد الشركات العملاقة التي نجت في مياه الاختبار.

يتم تقييم مياه الاختبار على أنها ذات تأثير مميت حاد إذا مات فيها 50٪ أو أكثر من الشركات العملاقة في غضون ساعة واحدة.

عند تحديد السمية الحادة المميتة للتخفيفات لعينة من مياه الصرف الصحي أو محلول مائي لمادة فردية (مخلوط) ، يتم تحديد متوسط التعدد المميت للتخفيفات (متوسط التركيز المميت) ، مما يتسبب في وفاة 50٪ من أجسام الاختبار في غضون 1 ساعة - LC 50 - 1 ساعة (LC 50 - 1 ساعة).

لرسم رسم بياني لغرض حساب LKr 50-1 ساعة (LK 50-1 ساعة) ، يتم التعبير عن معلمة الاختبار بوحدات عشوائية - الاحتمال ، وعامل التخفيف (التركيز) - بالقيم اللوغاريتمية.

على المحور الإحداثي ، يتم رسم لوغاريتمات تراكيز تعدد التخفيفات لمياه الصرف (تركيزات المادة) ، على المحور الإحداثي ، قيم معلمة الاختبار في الاختبارات. النقاط الناتجة متصلة بخط مستقيم.

من النقطة على المحور الإحداثي المقابلة لموت 50٪ من كائن الاختبار ، يتم رسم خط موازٍ لمحور الإحداثي حتى يتقاطع مع خط الرسم البياني.

من نقطة تقاطعهم ، يتم خفض عمودي على محور الإحداثية ويتم العثور على لوغاريتمات LKR 50-1 ساعة.

يتم تحويل قيمة اللوغاريتم الموجود إلى قيمة عامل التخفيف (التركيز معبرًا عنه بالملجم / لتر للمادة).

يتم عرض نتائج الاختبار الأحيائي في شكل بروتوكول.

بعد الاختبار الحيوي ، يتم غسل ميكرو أكواريا بالماء (درجة حرارة لا تزيد عن 40 درجة مئوية) ، ومسح بقطعة قطن مغموسة في الكحول ، وغسلها بالماء المقطر.

تقييم سمية المياه باستخدام المقايسة الحيوية للطحالب.

باستخدام الصيغة ، نحسب معامل النمو في عدد الطحالب لمدة 96 ساعة (4 أيام).

م = 10 3 ،

حيث M هو عدد خلايا الطحالب ، ألف خلية / مل ؛

م هو عدد الخلايا المعدودة ؛

n هو عدد المربعات الصغيرة المحسوبة للكاميرا ؛

V هو حجم جزء الغرفة المقابل لمساحة المربع الصغير ، ml.

8. تقييم سمية المياه باستخدام اختبار حيوي سريع على الروتيفر

لتحديد التأثير السام الحاد المحتمل للمياه المدروسة ، نجري اختبارًا حيويًا صريحًا على ثقافة جماعية للروتيفيرا.

لتقييم التأثير السام للمياه المدروسة ، نستخدم متوسط البيانات على SOS (مؤشر لمعدل توضيح الوسط). دعونا نحسب SOS للتجربة وفقًا للصيغة (2).

اختبار سمية المياه البوتاسيوم

SOS \ u003d [(C 0 - C t) / (C 0 N t)] V ،

حيث COS هو معدل توضيح الوسيط ، µl / (ind. min) ؛

C 0 و C t - عدد خلايا الطحالب في مربع واحد كبير من حجرة Goryaev في بداية ونهاية الاختبار الحيوي ، على التوالي ؛

N هو عدد الروتيفر في الحوض المائي الدقيق ؛

ر - وقت الاختبار الحيوي ، دقيقة ؛

V هو حجم الماء في الحوض المائي الدقيق ، ميكرولتر.

المؤلفات

1. Bakaeva E.N.، Nikanorov A.M. Hydrobionts في تقييم سمية مياه الأرض. م: نوكا ، 2006. 257 ص.

2 - باكايفا إي. تحديد سمية البيئات المائية. القواعد الارشادية. روستوف أون دون: ايفرست 1999. 48 ص.

4. Nikanorov A.M.، Khoruzhaya T.A.، Brazhnikova L.V.، Zhulidov A.V. مراقبة جودة المياه: تقييم السمية. - سان بطرسبرج: Gidrometeoizdat، 2000، p. 10-15 ، 39-42.

5. Bakaeva E.N. الأسس البيئية والبيولوجية للنشاط الحيوي للروتيفيرا في الاستزراع. روستوف أون دون: SKNTS VSh ، 1999. 51 ص.

6. Bakaeva E.N. إمكانية ضمان جودة المعلومات باستخدام تقنيات الاختبار الحيوي على الروتيفير // الفكر العلمي في القوقاز. 1999 رقم 5. S. 26-36

7. Bakaeva E.N.، Makarov E.V. القواعد البيئية والبيولوجية للنشاط الحيوي للروتيفيرا في القاعدة وتحت ظروف الحمل البشري المنشأ. روستوف أون دون: SKNTS VSh، 1999. 206 ص.

9. Nikanorov A.M.، Khoruzhaya T.A.، Brazhnikova L.V.، Zhulidov A.V. مراقبة جودة المياه: تقييم السمية. - سان بطرسبرج: Gidrometeoizdat، 2000، pp.16-39.

استضافت على Allbest.ru

...

وثائق مماثلة

الطحالب الحيوية وطرق المؤشرات الحيوية Lepidium sativum L. تكوين الأنواع من الطحالب والبكتيريا الزرقاء في مياه الصرف الصحي من MUP "Ufavodokanal". دراسة التطور الكمي للطحالب والبكتيريا الزرقاء في المياه الملوثة والنقية.

أطروحة تمت إضافة 06/09/2014

تصنيف مياه الصرف الصحي وطرق تنقيتها. المحاسبة النوعية والكمية للطحالب والبكتيريا الزرقاء. طريقة تقدير سمية الماء بالجرجير (Lepidium sativum L.). الاختبارات الحيوية لمياه الصرف الصحي لـ MUE "Ufavodokanal".

أطروحة ، تمت إضافة 06/06/2014

تكوين مياه الصرف الصحي الصناعات الغذائية. تقييم تأثير المياه العادمة الناتجة عن الصناعات الغذائية على حالة المياه الطبيعية ، بتاريخ عالم الحيوانالخزانات. الأسس القانونية وطرق ضمان التشريعات البيئية في مجال حماية المياه الطبيعية.

أطروحة تمت إضافتها في 08/10/2010

تأثير الماء والمواد المذابة فيه على جسم الإنسان. مؤشرات السمية الصحية والحسية لضرر مياه الشرب. التقنيات الحديثةوطرق تنقية المياه الطبيعية ومياه الصرف وتقييم فعاليتها العملية.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 01/03/2013

ميزات استخدام طرق الاختبار الحيوي والمؤشرات الحيوية لرصد حالة البيئة. مراقبة جودة المياه الطبيعية ومياه الصرف على المؤشر الحيوي Daphnia magna Strauss. حساسية المؤشر للمواد الكيميائية المختلفة.

أطروحة تمت إضافة 06.10.2009

الغرض والطرق الأساسية لمعالجة المياه البيولوجية. أهمية معالجة مياه الصرف الصحي عالية الجودة لحماية المسطحات المائية الطبيعية. تدهور المواد العضوية عن طريق الكائنات الحية الدقيقة في ظل الظروف الهوائية واللاهوائية ، وتقييم مزايا هذه الطريقة.

الملخص ، تمت الإضافة في 11/14/2010

إعادة استخداممياه الصرف الصحي كمشكلة صحية. التلوث البيولوجي والكيميائي لمياه الصرف الصحي. طرق معالجة مياه الصرف الصحي ومشاكل السلامة في استخدام المياه المعالجة. التقييم البيئيتطبيق الرواسب.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 12/27/2009

مشكلة معالجة نفايات الإنتاج والاستهلاك. دراسة طرق الاختبار الحيوي. تقييم كائنات الاختبار. ملاءمة تحديد فئة الخطر للنفايات من خلال طريقة الاختبار الحيوي لـ CJSC "Trolza" من وجهة نظر اقتصادية.

العرض التقديمي ، تمت إضافة 2012/06/21

مصادر تلوث المياه الداخلية. طرق معالجة مياه الصرف الصحي. اختيار المخطط التكنولوجي لمعالجة مياه الصرف الصحي. الطرق الفيزيائية والكيميائية لمعالجة مياه الصرف الصحي باستخدام مواد التخثر. فصل الجسيمات العالقة عن الماء.

الملخص ، تمت الإضافة في 12/05/2003

تنقية وتبييض المياه الطبيعية بالمخثرات والمواد الندفية. شروط استخدام المواد الندفية لمعالجة المياه. طرق تحديد مؤشرات جودة مياه الشرب. دراسة خصائص التلبد لبوليمرات الأكريلاميد الجديدة في الماء.

كأجسام اختبار في علم السموم المائية ، العوالق cladocerans (Cladocera) ، ولا سيما daphnia (lat. Daphnia) ، تستخدم على نطاق واسع.

هذا يرجع في المقام الأول إلى حقيقة أن:

جنس Daphnia له توزيع واسع جدًا في مياه عذبةوهي حلقة وصل رئيسية في العديد من سلاسل الغذاء المائية ؛

نظرًا لشفافية جسم daphnia ، من الممكن مراقبة جودة الأجنة بصريًا ، ومعدل نضجها ، ومعدل التكاثر ، وكذلك تقييم الحالة الفسيولوجية (ضربات القلب ، والحشو المعوي ، وما إلى ذلك) من كائن الاختبار

من الممكن تقييم الأحداث التي تم فقسها بانتظام وفقًا لها السمات المورفولوجية، وكذلك البقاء على قيد الحياة من الأجيال إلى الأبناء ؛

جنس Daphnia له دورة حياة قصيرة نسبيًا ، وهو أمر مهم بشكل خاص لاختبارات الخصوبة ؛

يستخدم جنس Daphnia كواحد من أكثر المؤشرات (الحساسات) حساسية لوجود المعادن الثقيلة ومبيدات الفوسفور العضوي في البيئة المائية.

إن أكثر عناصر الاختبار شمولية من حيث الحساسية وكفاية الاستجابة لمختلف المواد السامة هو نوع Daphnia - Daphnia magna Straus.

الصورة 2.

تم استخدام هذا النوع من Daphnia لأول مرة ككائن اختبار في عمل E. Naumann في عام 1933. تُستخدم برغوث الماء Daphnia على نطاق واسع في الاختبارات الحيوية في بلدان مثل الولايات المتحدة الأمريكية ، وألمانيا ، وفرنسا ، والمجر ، إلخ. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، ترتبط بداية هذا العمل ببحوث NS. ستروجونوف ومدرسته E.A. فيسيلوفا ول. ليسنيكوف. يتم تضمين Daphnia ككائن اختبار إلزامي في مخطط إنشاء MPCs للملوثات ومياه الصرف الصحي في روسيا.

Daphnia magna Straus لها لون أصفر رمادي أو ضارب إلى الحمرة (مع نقص الأكسجين) ، لا يتجاوز طولها 2-3 مم ، وتعيش في الخزانات والبرك والبحيرات في كل مكان تقريبًا.

في ظل ظروف مواتية في المختبر ، تتكاثر الدفنيا معظم العام دون إخصاب ، أي تكاثر الجينات ، وينتج ذرية تتكون من إناث. فترة نضج القشريات عند درجة حرارة 20 ± 2 درجة مئوية والتغذية الجيدة هي 5-8 أيام. عادة ما تكون مدة التطور الجنيني 3-4 أيام. بعد هذا الوقت ، يتم إلقاء الأحداث. تتبع الأجيال المتولدة الوراثة واحدة تلو الأخرى كل 3-4 أيام.

لزراعة daphnia ، يتم استخدام المياه البيولوجية من الحوض ، وتعمل الطحالب الخضراء (chlorella) كغذاء. تتم زراعة المزرعة في مناخ خاص عند درجة حرارة 20 ± 2 درجة مئوية وإضاءة 400-600 لوكس مع ساعات النهار من 12-14 ساعة.

في الدراسات السمية على daphnia ، يتم التمييز بين الاختبار الأحيائي قصير المدى (حتى 96 ساعة) والطويل الأجل (20 يومًا أو أكثر). تم تصميم الاختبار الحيوي قصير المدى للحصول على معلومات صريحة حول حالة الخزان المختبر ، حيث يكون المؤشر الرئيسي هو بقاء الهيدروبيونت. لإجراء دراسة أعمق وأكثر شمولاً ، يتم استخدام الاختبار الأحيائي طويل المدى. يسمح بالتأثير طويل المدى لعمل المواد السامة.

تعتمد معظم طرق المقايسة الحيوية التي تستخدم دافنيا على تسجيل الوفيات تحت تأثير الملوثات. ولكن حتى قبل موت كائنات الاختبار ، تؤثر المواد السامة على التغيير في نشاطها السلوكي. تحت تأثير الملوثات في daphnia ، لوحظ إما زيادة حادة في النشاط الحركي ، أو العكس ، تباطؤ. وبالتالي ، فإن إصلاح التغييرات في نشاط السباحة في Daphnia يجعل من الممكن تحديد سمية الماء في مرحلة مبكرة.

تم أيضًا إجراء العديد من الدراسات ، حيث تم افتراض أن مسار السباحة في برغوث الماء عبارة عن بنية كسورية ، وعندما يتم إدخال مادة سامة ، يتغير البعد الكسري. (شيميزو ، 2001).

الفركتل عبارة عن مجموعة رياضية لها خاصية التشابه الذاتي ، أي التجانس في مقاييس القياس المختلفة. التشابه الذاتي هو خاصية عامة جدًا للأنظمة الطبيعية: تتمتع أحواض الأنهار الكبيرة ، والبنية المكانية لمستعمرات الكائنات الحية الدقيقة ، وما إلى ذلك ، بتنوع هيكلي مذهل. غالبًا في هذا الصدد يتحدث المرء عن كسور الأشياء الطبيعية. أجرى بينوا ماندلبروت مصطلح "كسورية" والدراسات الأولى التي تستخدمه.

البعد الكسري هو مقياس التعقيد الهندسي لجسم ما. باتباع فكرة Mandelbrot ، يمكن تحديد البعد الكسري عن طريق حساب المربعات. تخيل كائنًا ذا شكل معقد ، مغطى بالكامل بمربعات ، مثل ورقة الرسم البياني. ستحتوي بعض المربعات على عناصر المجموعة ، وستكون المربعات الأخرى فارغة. يعتمد عدد الخلايا غير الفارغة N على شكل الكائن وعلى أبعاد الخلية المربعة E. ومن المفترض أن N تتناسب مع 1 / ED (كلما كانت الشبكة أصغر ، زادت الخلايا غير الفارغة). الأس D هو بعد الكائن. على سبيل المثال ، بالنسبة لشكل مسطح صلب مثل الدائرة ، سيؤدي تقليل حجم الشبكة بمقدار النصف إلى زيادة عدد الخلايا غير الفارغة بمقدار أربع مرات (اثنان تربيع) ، لأن الشكل له بعد اثنين . بالنسبة للفركتلات ، سيزداد عدد الخلايا غير الفارغة بأس أصغر قليلًا. لا يقتصر الإجراء الموصوف على الكائنات أو الأشكال الرياضية على المستوى. وبالمثل ، يمكن حساب البعد الكسري للأشياء الحقيقية ، مثل الأنهار والسحب ، الخطوط الساحليةأو الشرايين أو الأهداب التي تغطي جدران الأمعاء. الشرايين البشرية ، على سبيل المثال ، لها أبعاد كسورية حوالي 2.7.

يتم حساب البعد الكسري باستخدام صيغة كاتز وجورج (1985):

FD = تسجيل الدخول (N) / ،

حيث L هو الطول الإجمالي لمسار السباحة ، D هو قطر المسار المحدود ، N هو عدد المقاطع.

تم استخدام المبيد Esfenvalerate كمادة سامة. وهي مادة كيميائية فعالة من مبيدات الآفات (بيريثرويد) ، وتستخدم في الزراعة وقطع الأراضي المنزلية الشخصية لمكافحة الحشرات الضارة.

تُظهر المستحضرات التي تعتمد على esfenvalerate نشاطًا ضارًا قويًا عند الاتصال الخارجي وعند دخول آفات المفصليات إلى الجهاز الهضمي. تحدث حماية النبات أيضًا بمساعدة مادة طاردة وشلل ومضادة للتغذية.

الأدوية لها تأثير طويل إلى حد ما حتى في ضوء الشمس المباشر. عمل وقائييستمر حوالي 15 يومًا.

Esfenvalerate مستقر مائيًا. عند إطلاقه في الخزان ، يظل في الماء لمدة تصل إلى 10 أيام ، بينما لن يلعب التبخر دورًا خاصًا في اختفائه. البحوث المخبريةتبين أن esfenvalerate شديد السمية للكائنات المائية.

مهام وطرق اختبار الجودة البيئية

في الكشف عن تلوث البيئة بفعل الإنسان ، إلى جانب طرق التحليل الكيميائي ، يتم استخدام طرق تعتمد على تقييم حالة الأفراد المعرضين لبيئة ملوثة ، وكذلك أعضائهم وأنسجتهم وخلاياهم. يرجع استخدامها إلى التطور التقني والمعلومات المحدودة التي يمكن أن توفرها الطرق الكيميائية. بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون الطرق الهيدروكيميائية والتحليلية الكيميائية غير فعالة بسبب حساسيتها العالية غير الكافية. الكائنات الحية قادرة على إدراك تركيزات المواد أقل من أي مستشعر تحليلي ، وبالتالي قد تتعرض الكائنات الحية لتأثيرات سامة لا يتم تسجيلها بالوسائل التقنية.

كما تم توضيحه ، تتضمن المؤشرات الحيوية تحديد التلوث الموجود بالفعل أو المتراكم بواسطة أنواع المؤشرات للكائنات الحية والخصائص البيئية لمجتمعات الكائنات الحية. يتم حاليًا إيلاء اهتمام وثيق لتقنيات الاختبار الحيوي ، أي استخدام الكائنات البيولوجية في ظل ظروف خاضعة للرقابة كوسيلة لتحديد السمية الكلية للبيئة. الاختبار الحيوي هو أسلوب منهجي يعتمد على تقييم تأثير العوامل البيئية ، بما في ذلك العوامل السامة ، على الجسم ، ووظيفته المنفصلة أو نظام الأعضاء والأنسجة.

بالإضافة إلى اختيار الاختبارات الحيوية الدور الأساسييلعب اختيار تفاعل الاختبار - معلمة الكائن الحي ، والتي يتم قياسها أثناء الاختبار.

الأكثر إفادة هي المعلمات المتكاملة التي تميز الحالة العامة لنظام حي للمستوى المقابل. بالنسبة للكائنات الحية الفردية ، يُشار عادةً إلى خصائص البقاء والنمو والخصوبة على أنها معلمات متكاملة ، بينما يُشار إلى المعلمات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية والنسيجية وغيرها على أنها معاملات معينة. بالنسبة للسكان ، فإن العوامل الأساسية هي الوفرة والكتلة الحيوية ، وبالنسبة للأنظمة البيئية ، خصائص تكوين الأنواع ونشاط الإنتاج وتدمير المواد العضوية.

مع زيادة سلامة الاختبار - التفاعل ، تزداد "الواقعية البيئية" للاختبار ، لكن كفاءته وحساسيته تنخفض عادةً. تبين أن المعلمات الوظيفية أكثر قابلية للتغير من المعلمات الهيكلية ، وتخسر معلمات المستويات الخلوية والجزيئية من حيث محتوى المعلومات البيئية ، ولكنها تفوز من حيث الحساسية والكفاءة وقابلية التكاثر.

جوهر منهجية المقايسة الحيوية

نظام الرصد الحيوي المقترح عبارة عن مجموعة من الأساليب المختلفة لتقييم حالة الكائنات الحية المختلفة تحت تأثير مجموعة من العوامل الطبيعية والبشرية المنشأ. المؤشر الأساسي لحالتهم هو فعالية العمليات الفسيولوجية التي تضمن التطور الطبيعي للجسم. في ظل الظروف المثلى ، يستجيب الجسم للتأثيرات البيئية من خلال نظام فسيولوجي معقد من آليات استتباب عازلة. تدعم هذه الآليات التدفق الأمثل للعمليات التنموية. تحت تأثير الظروف المعاكسة ، يمكن أن تتعطل آليات الحفاظ على التوازن ، مما يؤدي إلى حالة من التوتر. قد تحدث مثل هذه الاضطرابات قبل حدوث تغييرات في معاملات الجدوى شائعة الاستخدام. وبالتالي ، فإن منهجية المقايسة الحيوية القائمة على دراسة فعالية آليات الاستتباب تجعل من الممكن التقاط وجود عامل ضغط في وقت أبكر من العديد من الطرق الشائعة الاستخدام.

متطلبات طرق المقايسة الحيوية

لكي تكون مناسبة لحل مجموعة معقدة من المشاكل الحديثة ، يجب أن تفي طرق الاختبار الأحيائي المستخدمة لتقييم البيئة بالمتطلبات التالية: أن تكون قابلة للتطبيق لتقييم أي تغيرات بيئية في موائل الكائنات الحية ؛ وصف المعالم الأكثر شيوعًا والأكثر أهمية لنشاط حياة الكائنات الحية ؛ أن تكون حساسة بدرجة كافية لاكتشاف حتى التغيرات البيئية الأولية القابلة للعكس ؛ تكون مناسبة لأي نوع من الكائنات الحية وأي نوع من التعرض ؛ أن تكون ملائمة ليس فقط للنمذجة المختبرية ، ولكن أيضًا للبحث في الطبيعة ؛ أن تكون بسيطة بما يكفي وليست باهظة الثمن لاستخدامها على نطاق واسع.

من أهم المتطلبات في تقييم حالة البيئة حساسية الطرق المستخدمة. تتزايد الحاجة إلى مثل هذه الأساليب بشكل خاص في الوقت الحاضر ، نظرًا لزيادة الاهتمام بمشاكل حماية الطبيعة وفيما يتعلق بتطوير التدابير البيئية ، يصبح من الضروري تقييم ليس فقط وليس مهمًا جدًا ، مثل ، تغييرات لا رجعة فيها في البيئة ، ولكن انحرافات طفيفة أولية ، عندما لا يزال من الممكن إعادة النظام إلى حالته الطبيعية السابقة.

مطلب آخر مهم هو العالمية من حيث التأثير الفيزيائي أو الكيميائي أو البيولوجي الذي يتم تقييمه ، وكذلك نوع النظم الإيكولوجية وأنواع الكائنات الحية التي يتم إجراء مثل هذا التقييم فيما يتعلق بها. علاوة على ذلك ، يعد هذا ضروريًا فيما يتعلق بكل من العوامل الفردية والأثر التراكمي لأي مجموعة منها (بما في ذلك المجموعة الكاملة لكل من العوامل البشرية والطبيعية).

يجب أن يكون النظام بسيطًا نسبيًا ويمكن الوصول إليه ومناسب للاستخدام على نطاق واسع. يوجد حاليًا عدد من الاختبارات البيولوجية الجزيئية الحديثة لجودة الوسط ، ولكن نظرًا للتعقيد التكنولوجي العالي والتكلفة ، فإن استخدامها محدود. يثير هذا السؤال: هل من الضروري اللجوء إلى مثل هذه الأساليب المعقدة عند حل المهمة العامة لمراقبة حالة البيئة وما إذا كان من الممكن الحصول على معلومات مماثلة بطريقة يسهل الوصول إليها.

مناهج المقايسة الحيوية الأساسية: النهج الكيميائي الحيوي ، النهج الجيني ، النهج المورفولوجي ، النهج الفسيولوجي ، النهج المناعي.

لفترة طويلة ، تم التحكم في التلوث البيئي بالطرق الفيزيائية والكيميائية فقط ، من خلال تحديد تركيزات الملوثات ومراقبة امتثال قيم التراكيز المقاسة للمؤشرات المقيسة مع التركيزات القصوى المسموح بها (MPC). مع تطور الصناعة الكيميائية ، وتخليق المركبات الجديدة واستخدامها في الإنتاج ، تزداد قائمة الملوثات الخاضعة للرقابة في مياه الصرف الصحي كل يوم. اليوم ، العديد من الملوثات أسباب مختلفةغير خاضعة للرقابة: بالنسبة للبعض ، لم يتم تطوير البلدان المتوسطية الشريكة ، وبالنسبة للآخرين لا توجد طرق معتمدة لتحديدها ، وتختبر البيئة تأثيرها. نتيجة لذلك ، تم التعرف على أن مجموعة واسعة من المركبات ، مواد سامةلا يتم التحكم في بيئات الماء والهواء والتربة. ولكن حتى في حالة مراقبة النطاق الكامل للمركبات في البيئة على مستوى MPC ، لا يمكن للمرء أن يؤكد عدم وجود تأثيرات مؤذيةعلى ال بيئة. بما أن معلومات المؤشرات الفيزيائية والكيميائية لا تسمح ، من حيث المبدأ ، باستخلاص استنتاج حول التأثير التراكمي للملوثات ذات الطبيعة المختلفة على الكائنات الحية ودرجة خطورتها.

لملء الفراغ التحليلي المعلوماتي حول التأثيرات التوافقية للملوثات هي طرق معترف بها للاختبار الحيوي. تتمثل إحدى ميزات المعلومات التي تم الحصول عليها بمساعدة طرق الاختبار الحيوي في الطبيعة المتكاملة لانعكاس المجموعة الكاملة لخصائص بيئة الاختبار من وجهة نظر تصورها بواسطة كائن حي. وعلى عكس الطرق الفيزيائية والكيميائية، التي يتم من خلالها تحديد المحتوى الإجمالي لملوث معين ، فإن طرق الاختبارات الحيوية لتحليل جودة المياه تجعل من الممكن اكتشاف الأشكال النشطة من الناحية الفسيولوجية للمركبات التي تؤثر على الجسم. لذلك ، على سبيل المثال ، ليس من الممكن تطوير MPCs للمواد لقيم مختلفة من الأس الهيدروجيني للبيئة ، أي التغيير في الرقم الهيدروجيني للبيئة يستلزم تكوين أشكال أخرى من المركبات ، ربما تكون أكثر سمية. أو أن التأثير السام للمواد السامة يتم تعزيزه في الماء اللين منه في الماء العسر. والتأثير المعقد للملوثات لا يمكن التنبؤ به على الإطلاق.

تمت دراسة العديد من المتغيرات من التعرض للمواد السامة وتحديدها.

1. التأثير المضاد للمواد السامة - ربما مثل هذا المزيج من الأيونات الذي يكون تأثير السمية فيه أقل.

2. التأثير الإضافي - تأثير السمية لمجموع المواد السامة يساوي مجموع تأثيرات السمية.

3. التأثير التآزري - التجميع غير الكامل لتأثيرات السمية.

4. تأثير Seisibilization - مزيج من المواد السامة يعزز تأثير السمية.

اليوم ، يتم تضمين طرق الاختبارات الحيوية ، كإضافة ضرورية للتحليل الكيميائي ، في معيار مراقبة جودة المياه لأغراض مختلفة.

يتم تقليل مبدأ الاختبار الحيوي إلى تسجيل التغيرات في الكتلة الحيوية ، والبقاء على قيد الحياة ، والخصوبة ، وكذلك المعلمات الفسيولوجية أو الكيميائية الحيوية لكائن الاختبار في بيئة الاختبار.

حاليًا ، يتم استخدام مجموعة متنوعة من كائنات الاختبار في العالم: من الطحالب أحادية الخلية والطحالب والأشنات والبكتيريا والأوليات إلى نباتات أعلىوالأسماك والحيوانات ذوات الدم الحار.

في روسيا ، في الرقابة التحليلية للدولة على جودة المياه ، يوصى باختبار Daphnia باعتباره الاختبار الرئيسي لرصد سمية مياه الصرف الصحي والواعدة لتقييم مستوى التلوث السام للمياه الطبيعية. يعد اختبار daphnia إلزاميًا عند إنشاء MPC للمواد الفردية في مياه الخزانات السمكية.

يتم تحديد اختيار كائن الاختبار من خلال ما يلي: 1) يتم توزيع هذا الجنس من cladocerans في كل مكان في المسطحات المائية العذبة ؛ جزء لا يتجزأالعوالق الحيوانية ، بمثابة مصدر غذاء للأسماك الصغيرة ؛ 2) سهولة الزراعة في ظروف معملية - يمكن إجراء اختبارات الملوثات على مدار العام ؛ 3) السمة المميزة هي أنها ، بحكم طبيعتها التغذوية ، فهي عبارة عن مرشحات وتضخ كميات كبيرة من الماء ، وتصفية البكتيريا والطحالب الدقيقة كغذاء ، وبالتالي ، إذا كان هناك مادة سامة في الماء حتى عند التركيز المنخفض بسبب حجم المياه المفلترة ، حساسية كائن الاختبار عالية.

تعتمد طريقة الاختبار الحيوي لدافنيا على تحديد التغيرات في بقاء وخصوبة دافنيا عند تعرضها للمواد السامة الموجودة في مياه الاختبار مقارنة بمجموعة التحكم.

قم بتخصيص اختبار حيوي قصير المدى - حتى 96 ساعة. يسمح لك بتحديد السمية الحادة تأثير ماء الاختبار على daphnia من حيث بقائهم على قيد الحياة. مؤشر البقاء على قيد الحياة هو متوسط عدد الأفراد الذين بقوا على قيد الحياة في مياه الاختبار أو في مياه التحكم لفترة زمنية معينة. معيار السمية هو وفاة 50٪ أو أكثر من Daphnia خلال فترة زمنية تصل إلى 96 ساعة. في ماء الاختبار مقارنة بالتحكم.

يسمح لك الاختبار الأحيائي طويل المدى - 20 يومًا أو أكثر - بالتحديد سامة مزمنة تأثير ماء الاختبار على الدفنيا لتقليل بقائهم على قيد الحياة وخصوبتهم. مؤشر البقاء على قيد الحياة هو متوسط عدد الإناث من برغوث الماء الأولي اللائي نجين خلال الاختبار البيولوجي ، ومؤشر الخصوبة هو متوسط عدد الأحداث التي تم تكاثرها أثناء الاختبار البيولوجي ، من حيث بقاء أنثى أولية واحدة على قيد الحياة. معيار السمية هو اختلاف كبير عن السيطرة على معدل البقاء على قيد الحياة أو الخصوبة من Daphnia.

تم ذكره أعلاه حول عدد كبير من كائنات الاختبار المستخدمة في الاختبار الأحيائي ، وهذا ليس من قبيل الصدفة. الحقيقة هي أن الكائنات الحية المختلفة تتفاعل بشكل مختلف مع الملوثات. ومهمة السلطات البيئية هي تقييم الموقف بشكل صحيح واختيار كائن اختبار أكثر حساسية.

مثال. نتائج محطة مياه الصرف الصحي bioteetirovaniya ،
تخليق مركبات نشطة بيولوجيا مبيدات الأعشاب
قد تختلف الاتجاهات حسب الاختبار المحدد
هدف. يمكن أن يظهر اختبار Daphnia عدم وجود مواد سامة
التعرض ، ويمكن أن تشعر ثقافة الطحالب بالسموم.
لماذا ا؟ الحقيقة هي أن المادة السامة المزعومة ، مركبة
مبيدات الأعشاب هي مثبطات لعمليات التمثيل الضوئي في النباتات و
الطحالب. لذلك ، يمكن إصلاح Daphnia في تجربة قصيرة المدى
عدم وجود تأثيرات سمية حادة ، والطحالب في حالة
سوف تستجيب أعطال سلسلة التمثيل الضوئي على الفور
التلوث.

لذلك ، يوصى أيضًا باستخدام الطحالب في نظام مراقبة جودة مياه الصرف الصحي: chlorella و scepedesmus. معيار السمية في الاختبار الحيوي باستخدام الطحالب هو انخفاض كبير في عدد الخلايا في مياه الاختبار مقارنة مع السيطرة.

بهدف استلام سريعمعلومات حول جودة المياه ، يتم استخدام طرق صريحة للاختبار الحيوي.

في موسكو ، تم تطوير جهاز Biotoke ويتم إنتاجه على دفعات صغيرة. جهاز Biotoke هو مقياس ضوئي محمول ،

يسمح باستخدام المستشعر الحيوي "Ecolum" ، البكتيريا المضيئة ، لتحديد مؤشر السمية العامة لعينات المياه بسرعة وموضوعية ، بما في ذلك المعادن والمستحضرات المواد الكيميائية المنزليةإلخ. يتم الحصول على نتائج سمية عينة الماء بعد 10 دقائق.

في سانت بطرسبرغ ، يتم إنتاج جهاز Biotester. ككائن اختبار ، يتم استخدام الكائنات الحية الدقيقة أحادية الخلية - حذاء infusoria. تعتمد هذه الطريقة على الاستجابة الكيميائية للكائنات استجابةً للملوثات ، أي حركة الثقافة إلى منطقة مواتية. تفاعل الاختبار هذا - الانجذاب الكيميائي ، حساس للغاية للمواد السامة لمجموعة معينة.

في روسيا ، يتم إجراء الاختبار الأحيائي بواسطة مختبرات تحليلية للسلطات البيئية لتحديد ذلك سمية مياه الصرف الصحي(سواء حدثت تغيرات مرضية أو موت الكائنات الحية بسبب وجود مواد سامة فيها) عند التصريف في المسطح المائي ، والمياه في مواقع التحكم ومواقع استخدام المياه الأخرى من أجل التحقق من امتثال جودة المياه للمتطلبات التنظيمية:

يجب ألا يكون لمياه الصرف الصحي التي يتم تصريفها في جسم مائي تأثير سام حاد ، ويجب ألا يكون للمياه الموجودة في مواقع التحكم ومواقع استخدام المياه الأخرى تأثير سام مزمن على أجسام الاختبار.

وفقًا لـ "الدليل المنهجي للاختبار الحيوي للمياه RD 118-02-90" ، يعد الاختبار الحيوي تقنية تجريبية إضافية للتحقق من الحاجة إلى ضبط قيم MPD وفقًا للمؤشر المتكامل "سمية الماء" ، والذي يسمح لك بأخذ في الاعتبار عدد من العوامل الهامة: وجود مواد سامة في مياه الصرف الصحي ، لم يتم حسابها عند إنشاء MPD ، المركبات المكونة حديثًا ، المستقلبات ، أنواع مختلفةالتفاعلات الكيميائية. تنشأ الحاجة إلى تعديل قيم MPD إذا تبين ، أثناء الاختبار الحيوي للمياه من قسم التحكم في الجسم المائي ، أن جودتها غير متوافقة مع المعيار المطلوب: لا ينبغي أن تحتوي المياه في قسم التحكم في الجسم المائي تأثير سام مزمن على أجسام الاختبار (daphnia و ceroidafnia).

لتقييم التلوث الجرثومي ، يتم استخدام المؤشرات الصحية البكتريولوجية والهيدروبيولوجية.

إن التجمعات السكانية الصغيرة للمياه الطبيعية متنوعة للغاية. يتم تحديد تركيبته النوعية والكمية في المقام الأول من خلال تكوين الماء. بالنسبة للمياه الارتوازية العميقة والنظيفة للغاية ، فإن الغياب شبه الكامل للبكتيريا هو سمة مميزة بسبب حماية طبقة المياه الجوفية من ملامسة الآفاق الموجودة أعلاه.

من سمات تكوين مياه الخزانات المفتوحة تغيرها في مواسم العام: مصحوبة بتغيرات في عدد وتنوع الأنواع في التجمعات السكانية الصغيرة. يرجع التلوث البكتيري للمصادر السطحية بشكل أساسي إلى دخول المسطحات المائية الجريان السطحيتحتوي على مواد عضوية ومعدنية وكائنات دقيقة تم غسلها من منطقة تجميع المياه ، ومياه الصرف الصحي.

من وجهة نظر علم الأحياء الدقيقة الصحية ، يتم إجراء تقييم جودة المياه
من أجل تحديد خطورتها الصحية والوبائية أو
سلامة لصحة الإنسان. يلعب الماء دورًا مهمًا في عملية النقل
العوامل المسببة للعديد من الالتهابات. بشكل رئيسي معوي. لان من خلال الماء
حمى التيفود والدوسنتاريا والكوليرا ،
التهاب الكبد المعدي ، إلخ.

التحديد الكمي المباشر للعوامل المسببة لجميع أنواع العدوى من أجل مراقبة جودة المياه غير ممكن بسبب تنوع أنواعها وتعقيد التحليل. لذلك يلجأون إلى علم الأحياء الدقيقة الصحي العملي طرق غير مباشرة، مما يسمح بتحديد احتمالية تلوث المياه بالكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.

يعتمد التقييم الصحي والبكتريولوجي لنوعية المياه على تحديد مؤشرين رئيسيين ؛ العدد الميكروبي وعدد بكتيريا مجموعة CoH.

سيعطي المؤشر الأول فكرة عن التلوث الكلي للمياه بالنباتات الرمية الهوائية ، لذلك غالبًا ما يطلق عليه إجمالي عدد الخلايا الرمية الهوائية أو (باختصار) العدد الإجمالي. يتم تحديد عدد الميكروبات من خلال طريقة التلقيح على وسط قياسي - أجار ببتون اللحم (MPL).

تشكل النباتات الرمية الهوائية جزءًا فقط من العدد الإجمالي للميكروبات في الماء ، لكنها مؤشر صحي مهم لنوعية المياه ، حيث توجد علاقة مباشرة بين درجة التلوث بالمواد العضوية وعدد الميكروبات. بالإضافة إلى ذلك ، يُعتقد أنه كلما زاد عدد الميكروبات ، زاد احتمال وجود الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض في الماء. يجب ألا يتجاوز العدد الميكروبي لمياه الصنبور 100. في المياه الطبيعية ، يختلف هذا المؤشر على مدى واسع جدًا بالنسبة للخزانات المختلفة ولمواسم نفس الخزان. في المسطحات المائية النظيفة ، يمكن أن يصل عدد الخلايا الرملية الهوائية إلى عشرات أو مئات ، بينما في المسطحات المائية الملوثة والقذرة يمكن أن يصل إلى عشرات الآلاف والملايين.

وفقًا للمؤشر الثاني - عدد بكتيريا مجموعة CoH (E. coli) ، يتم تقييم الوجود المحتمل للكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض في الماء.

تنتمي بكتيريا مجموعة CoH إلى عائلة Enterobacteriaceae. هذه هي قضبان غير حاملة للأبواغ ، وخلايا لاهوائية اختيارية تخمر اللاكتوز والجلوكوز عند درجة حرارة 37 درجة مئوية مع تكوين حمض وغاز وليس لها نشاط أوكسيديز. هم متعايشون دائمون مع أمعاء البشر والحيوانات: تبرز باستمرار وبأعداد كبيرة بيئة خارجية؛ أطول من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض تبقى قابلة للحياة في هذه البيئة ؛ أكثر مقاومة للكلور من العوامل المسببة لمعظم أنواع العدوى. هذه هي خصائص البكتيريا من مجموعة CoI التي حددت إمكانية استخدامها ككائنات دقيقة إرشادية صحية. يشير وجود القولونيات في الماء إلى تلوثها البرازي ، كما أن عددها يجعل من الممكن الحكم على درجة هذا التلوث. للتحديد الكمي للبكتيريا القولونية ، يتم استخدام أجار فوشين-سلفيت (وسط إندو).

يتم إجراء تحليل مياه الصنبور والمياه الطبيعية النقية بعد التركيز المسبق للماء على المرشحات الغشائية.

يتم التعبير عن النتائج كمؤشر كولاي - عدد البكتيريا في لتر واحد من الماء.

في بعض الأحيان ، يتم إعادة الحساب عن طريق تحديد عيار القولونية - أصغر حجم من الماء (بالمللي) يحتوي على Escherichia coli واحد. إذا عيار = 1000 / مؤشر إذا.

إذا كان يجب ألا يزيد مؤشر ماء الصنبور عن 3. يعتمد مؤشر المياه المسموح به إذا كان من مصادر الإمداد بالمياه على طريقة التنقية المقترحة. إذا تم التخطيط لكلورة المياه فقط ، فيجب ألا يتجاوز مؤشر الماء في المصدر 1000 مع تنقية المياه الكاملة - 10000.

في شروط خاصةوفقًا للمؤشرات الصحية والوبائية ، يلجأون إلى تحديد المكورات المعوية وفيروسات السالمونيلا المعوية في الماء وإجراء اختبارات المياه بحثًا عن البكتيريا المسببة للأمراض.

تتميز المصادر السطحية لإمدادات المياه ، بالإضافة إلى الاختبارات الصحية والبكتريولوجية ، ببيانات المراقبة المائية. يحدد الفحص المجهري لعينة من المياه عدد الخلايا النباتية والعوالق الحيوانية. تتغير هذه المؤشرات بشكل كبير مع المواسم - من حيث عدد الكائنات الحية وتنوع أنواعها.

في فترة الربيع والصيف من التطور المكثف للطحالب (ازدهار الخزان) ، محتوى العوالق النباتية في المياه السطحيةيمكن أن تصل إلى 50 ألف خلية في 1 مل. في الصيف ، تكون العوالق الحيوانية شديدة التنوع وتتمثل في القشريات السفلية والروتيفر ويرقات الرخويات. قد تظهر الكائنات القاعية أيضًا في الماء: الديدان ويرقات الحشرات. في فترة الشتاءيوجد في الماء قشريات منخفضة بشكل رئيسي. عادة ما يتم التعبير عن عدد كائنات العوالق الحيوانية بعدد العينات لكل 1 م 3 من الماء. يوجد في مياه الينابيع أيضًا كائنات حية مرئية للعين المجردة. يقدر عددهم بعدد النسخ في 1 م 3. للأنهار الممر الأوسطفي الجزء الأوروبي من بلدنا ، يتراوح تركيز العوالق الحيوانية بين 100-10000 نسمة. في 1 متر من الماء. عادة ما تكون أصغر بعدة مرات من كائنات العوالق الحيوانية.

في يشرب الماءيجب أن تكون الكائنات العوالق ، وكذلك الكائنات الحية التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، غائبة.

طرق الاختبار الأحيائي لنوعية البيئة المائية. طرق الاختبار الأحيائي للمياه الطبيعية ومياه الصرف

اقرأ أيضا

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

وثائق مماثلة