Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego
Rośliny, skorupiaki i świecące bakterie pomagają w ocenie
toksyczności środowiska
Nad kompleksową oceną zagrożeń wynikających z obecności substancji chemicznych w środowisku
pracuje dr inż. Agnieszka Baran z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie.
Ciekawym elementem tych badań są organizmy testowe i ich reakcje na zanieczyszczenia. Badaczka zamierza
przystosować odpowiednią baterię biotestów oraz metody klasyfikowania wyników badań do oceny
ekotoksyczności osadów dennych. Dzięki tym parametrom, a także wskaz
nikom fizyko-chemicznym, eksperci
zdecydują, jak zagospodarować urobek wydobywany przy pogłębianiu akwenów. Na badaniach
ekotoksykologicznych opierają się dwa granty realizowane przez dr inż. Baran. Krakowska badaczka kieruje
pracami nad wykorzystaniem biotestów jako wskaz
ników zanieczyszczenia gleb na terenie województwa
małopolskiego. Jest też wykonawcą projektu oceny możliwości rolniczego wykorzystania zbiornikowych osadów
dennych, który realizuje wspólnie z dr. inż. Markiem Tarnawskim z Katedry Inżynierii Wodnej i Geotechniki UR.
Jak tłumaczy PAP dr inż. Baran, w Polsce nie istnieje obowiązujący system klasyfikacji ekotoksykologicznej
próbek osadów wydobywanych z dna zbiorników wodnych. "Zastosowany system klasyfikacji oparty na baterii
biotestów jest dopasowany do potrzeb monitoringu. Ponadto brak konieczności prowadzenia hodowli, łatwość
użycia, wysoki poziom standaryzacji, niskie koszty sprawiają, że mikrobiotesty mają znacznie większe
potencjalne zastosowanie niż konwencjonalne biotesty do łatwego i szybkiego sytemu oceny toksyczności i
monitoringu środowiska" - zaznacza badaczka. W swoich pracach dotyczących oceny jakości środowiska dr inż.
Baran łączy analizę chemiczną i biologiczną, czyli opartą na rekcji żywego organizmu. "Najbardziej ciekawe i
interesujące są oczywiście organizmy testowe i ich reakcje na zanieczyszczenia występujące w osadach
dennych lub innym medium, które badam. Osady denne pochodzą ze zbiorników wodnych znajdujących się na
terenie województwa małopolskiego i podkarpackiego. Ocenę ekotoksykologiczną przeprowadzamy na osadach
powietrznie suchych, wilgotnych oraz w wodzie nadosadowej" - opowiada ekspertka. Jak wyjaśnia, badanie fazy
stałej i ciekłej osadów dennych pozwoli na bezpośrednią ocenę toksyczności osadów. Dzięki nim będzie można
określić, w jaki sposób przemieszczają się metale ciężkie w układzie osad denny - woda. "Ze względu na to, że
organizmy różnią się wrażliwością w stosunku do różnych substancji toksycznych, istotnym czynnikiem
dotyczącym badań ekotoksykologicznych jest dobór odpowiedniej baterii organizmów testowych. Ważne jest,
aby organizmy należały do różnych grup taksonomicznych i reprezentowały wszystkie ogniwa łańcucha
troficznego, a więc zarówno producentów, konsumentów i reducentów" - wyjaśnia badaczka. Dr inż. Baran
przeprowadzi analizę toksykologiczną próbek z zastosowaniem baterii biotestów składającej się z trzech
mikrobiotestów pracujących na pięciu organizmach. Pierwszy z testów - Phytotoxkit do pomiaru toksyczności
osadu lub gleby wykorzystuje trzy rośliny: Sorghum saccharatum, Lepidium sativum i Sinapis alba. Badaczka
zmierzy liczbę skiełkowanych nasion oraz długości korzeni. Jej zdaniem test ten ma wiele zalet w stosunku do
konwencjonalnych oznaczeń toksyczności, może stanowić wartościowe uzupełnienie, a nawet alternatywę dla
klasycznych analiz instrumentalnych. Test toksyczności na konsumentach będzie prowadzony przy
wykorzystaniu zestawu OstracodotoxkitFTM. Procedura tego testu polega na wystawieniu młodych skorupiaków
(Heterocypris incongruens) na sześciodniowe działanie próbki osadu. Parametrem mierzonym w tym teście są
śmiertelność i zahamowanie wzrostu. Jest to tzw. test bezpośredniego kontaktu. Analiza toksyczności próbek
stałych, czyli osadów i gleby, zwykle była wykonywana po ekstrakcji wodą i odwirowaniu cząstek stałych.
Organizmy testowe narażone są wówczas jedynie na substancje rozpuszczone w wodzie. W testach
bezpośredniego kontaktu, możliwie jest oznaczenie całkowitej toksyczności. Podczas inkubacji organizmy
przebywają w osadzie i są narażone na substancje toksyczne trudno rozpuszczalne w wodzie, zaadsorbowane na
cząsteczkach stałych. Toksyczność ostra próbek osadów, będzie badana wobec bakterii luminescencyjnych
Vibrio fischeri. W normalnych warunkach bakterie te przeznaczają znaczną część energii metabolicznej na
luminescencję, czyli wytwarzają światło w zakresie widzialnym jako efekt ich normalnych procesów
metabolicznych. Jakakolwiek zmiana metabolizmu pod wpływem substancji toksycznej powoduje zmianę
natężenia wytwarzanego światła. Zmiany te są wprost proporcjonalne do aktywności biologicznej danej
substancji. Pomiaru luminescencji dokonuje się przed i po inkubacji zawiesiny bakteryjnej z badaną próbką.
Zastosowanie bakterii w monitoringu środowiska daje bardzo dobre rezultaty ze względu na krótki czas reakcji
koloni bakterii na toksyczne działanie szkodliwego czynnika. W ocenie toksyczności osadów wykorzysta się
system klasyfikacji zagrożeń opracowany przez Persoone i in. [2003]. System ten opiera się na dwóch
wartościach: pozycji w 5-stopniowej klasie zagrożenia oraz istotności wyniku dla każdej klasy. Pierwszym
etapem będzie wykonanie testu skrinigowego, który polega na analizie próbek nierozcieńczonych. Otrzymane
wyniki toksyczności będą wyrażone jako procent reakcji testowej (PE). Po określeniu procentowego efektu
dotyczącego każdego biotestu, próbka będzie klasyfikowana w jednej z pięciu klas na podstawie najwyższej
toksycznej wartości wskazanej przez inne testy. Wyniki uzyskane przez dr inż. Baran znajdą praktyczne
wykorzystanie przez jednostki zajmujące się monitoringiem wód. Mogą też stanowić podstawę w ocenie ryzyka
środowiskowego. PAP - Nauka w Polsce, Karolina Olszewska
1 / 1