Zanieczyszczenia wody:

• niekorzystne zmiany właściwości fizyczne, chemiczne i bakteriobiologiczne wody spowodowane wprowadzeniem w nadmiarze substancji nieorganicznych i organicznych, radioaktywnych i ciepła

Fizykochemiczne wskaźniki zanieczyszczenia wód:

• temperatura: w przedziale 0-25*C

• smak: słony, gorzki, słodki, kwaśny, alkaliczny

• Zapach (badany na zimno 20*C i na gorąco 60*C)

• R- roślinny (plankton, rośliny, ziemia)

• S- specyficzny (obecność związków chemicznych- fenol, aceton, chlor)

• G- gnilny (pleśń, fekalia, butwiejące szczątki, siarkowodór)

• Skala zapachu: 0-5

• twardość- obecność soli Ca, Mg, Al. (skala 6-stopniowa)

• barwa wody

• odczyn- norma pH: 6,5-8,5 (woda pitna)

• mętność- zależy od obecności nierozpuszczonych substancji organicznych i nieorganicznych

• utlenialność- ilość tlenu potrzebna do utlenienia substancji organicznych i nieorganicznych zawartych w wodzie. Umowny wskaźnik określa zużycie manganianu VII potasu do utlenienia zawartych w wodzie łatwo utleniających się substancji organicznych i nieorganicznych.

Norma: od 4mgO₂/dm3- woda czysta, do kilkaset mgO₂/ dm3- woda brudna

Wyższy od BZT5. Jest to chemiczne zapotrzebowanie na tlen.

• biochemiczne zapotrzebowanie na tlen(BZT5)- wskaźnik określający ilość tlenu zużytego do rozkładu związków organicznych zawartych w wodzie lub ściekach w temp. 20*C w określonym czasie przy użyciu mikroorganizmów.

Biologiczne wskaźniki zanieczyszczenia wód:

• miano coli- najmniejsza ilość wody wyrażona w cm3, w ktorej znajduje się 1 bakteria z grupy Coli:

• woda czysta: 1 bakteria/100cm3

• woda brudna: 1 bakteria/1cm3

Rozporządzenie Ministra Zdrowia:

w 100 ml próbki badanej wody nie może znajdować się ani jedna bakteria z 3 następujących grup:

1. bakterie grupy coli typu kałowego w tym E.Coli

2. paciorkowce kałowe

3. Clostridia redukująca siarczany (Clostridium perfringers)

• indeks saprobowości- biologiczny wskaźnik czystości wody ustalany za pomocą saprobów charakterystycznych dla wód o rożnym stopniu zanieczyszczenia- tzw. gatunków wskaźnikowych

• zawartość gazów w wodzie

• O₂- źródło: zetknięcie atmosfery i hydrosfery (prądy cyrkulacyjne związane z temperaturą i wiatrem), fotosynteza – wraz ze wzrostem temperatury wzrasta zużycie tlenu, więc w zimnej jest go więcej; ruch wody natlenia ją; im głębiej tym mniej tlenu

• azot – źródło: z rozkładu związków azotowych

• CO₂- źródło: z atmosfery, procesy oddychania, występuje w postaci kwasu węglowego (jego rozkładu) i jego soli, im głębiej, tym więcej dwutlenku węgla

• H₂S - powstaje, kiedy w wodach brak tlenu, jest toksyczny dla wszystkich organizmów wodnych

• NH₃ – rozkład związków białkowych; w wyniku rozkładu celulozy

• CH₄- szkodliwy, ale nie toksyczny jak w/w

Podstawowe wymagania jakim powinna odpowiadać woda przeznaczona do picia: (TABELKA)

Wody lecznicze:

• czyste pod względem bakteriologicznym

• niewielkie wahania składu chemicznego i cech fizycznych

Rodzaje:

• wody mineralne

• wody swoiste (słabo zmineralizowane)

• wody mineralne swoiste

Wody mineralne:

• zawierają powyżej 1000mg/dm³ rozpuszczonych stałych składników mineralnych

• wody podziemne głębokie

• występują w ilościach prawie stałych

• skład chemiczny stały:

• chlorki, siarczany i wodorowęglany sodu, wapnia i magnezu

• występują w poszczególnych wodach w różnych stosunkach ilościowych

Podział anionowo-kationowy wód mineralnych:

(TABELKA)

Wody swoiste:

• słabo zmineralizowane (<1000mg/dm³)

• zawierają swoiste składniki o minimalnych właściwościach farmakodynamicznych

Rodzaje wód swoistych:

(TABELKA)

Wody swoiste rodzaje:

• hipotermalne (20-35*C)

• homeotermalne (izotermalne) (35-40*C)

• hipertermalne (>40*C)

Wody mineralne swoiste:

• zawierają >1000mg/dm³ rozpuszczonych stałych składników

• 1 lub więcej składników swoistych, mających minimalne właściwości farmakologiczne

Indeks saprobowości:

• biologiczny wskaźnik jakości wody, ustalany za pomocą saprobów, charakterystycznych dla wód o różnym stopniu zanieczyszczenia

• określa się go na podstawie występowania w wodach tzw. gatunków wskaźnikowych – określonych zespołów organizmów roślinnych i zwierzęcych charakterystycznych dla danego stopnia czystości wód

• gatunki wskaźnikowe:

• wąski zakres tolerancji

• długi cykl życiowy

• ściśle określone występowanie

• łatwość oznaczania

• duża liczebność

Podział wód ze względu na stopień zanieczyszczenia:

1. oligotroficzne

2. β-mezotroficzne

3. α-mezotroficzne

4. politroficzne

5. hipertroficzne (najbrudniejsze)

OLIGOTROFICZNE:

• wody czyste

• źródła, potoki, jeziora górskie, woda wodociągowa

• wody przejrzyste, dobrze oświetlone, bez smaku i zapachu

• duże ilości O₂

• brak CO₂

• wody głodne- brak producentów

• rozkład związków organicznych wyłącznie tlenowo (butwienie, nitryfikacja)

• mała liczba gatunków, mała liczebność w obrębie gatunku

• płytkie wody

• doskonałe warunki do rozwoju organizmów

• mało pokarmu

• oligosaproby:

• nieliczne bakterie(żelaziste)

• glony(zielenice, okrzemki)

• rośliny- mech wodny

• zwierzęta- kiełż zdrojowy, larwy jętki, pstrąg potokowy i tęczowy (ryby łososiowate), larwy chruścików

β-MEZOTROFICZNE

• średni stopień zanieczyszczenia

• górne warstwy większości rzek w środkowym i dolnym biegu, nizinne jeziora

• wody zabarwione – barwa od zielonkawej do intensywnie zielonej

• woda zasobna w materię organiczną

• dobrze naświetlone i natlenione

• tlenowy rozkład końcowych produktów rozpadu związków organicznych – nitryfikacja, mineralizacja

• zawierająO₂ i CO₂, brak H₂S

• duża produktywność, dobrze rozwinięci producenci i konsumenci

• duża różnorodność gatunków i duża liczebność w obrębie gatunku

• β-mezosaproby

• rośliny- moczarka kanadyjska, rzęsa wodna, tatarak, trzciny

• zwierzęta- orzęski, wrotki, jamochłony, robaki, larwy jętki, pierścienice

(pijawki, dżdżowniczka), stawonogi(rak, ośliczka, rozwielitka, widelnice),

mięczaki(ślimaki, małże), ryby

• glony- zielenice, złoto wiciowce, okrzemki, bruzdnice

α-MEZOTROFICZNE

• dolne warstwy jezior i rzek

• mętne, nieprzyjemny zapach

• strefa przydenna- brak światła

• brak O₂

• rozkład beztlenowy związków organicznych

• zachodzi eutrofizacja – przewaga produkcji nad konsumpcją związana z napływem pierwiastków biogennych

• obecność nutrietów i dwutlenku węgla sprawia, że autotrofy mają możliwość fotosyntezy

• większe BZT5 niż w β-mezotroficznej wodzie

• α-mezosaproby:

• euglena zielona, zielenice, sinice

• grzyby

• orzęski

• wrotki

• larwy muchowek

• ryby karpiowate

POLITROFICZNE

• najbardziej zanieczyszczone

• miejsca ujścia ścieków do rzek i jezior, zarośnięte jeziora leśne

• mętne, brunatne, nieprzyjemny zapach(amoniak, metan, siarkowodór)

• brak światła

• deficyt tlenu

• ogromny zasób materii organicznej

• rozkład beztlenowy związków organicznych (gnicie, fermentacja)

• mało gatunków, duża liczebność w obrębie gatunku

• polisaproby:

• brak autotrofow

• bakterie gnilne, beztlenowe

• sinice

• grzyby ściekowe

• rureczniki

• larwy ochotki

• wazonkowce

HYPERTROFICZNE

• są to rożnego rodzaju ścieki

• przede wszystkim ścieki komunalne, do których trafia flora i fauna przewodu pokarmowego ludzi i zwierząt (z kałem i moczem)

• w większości brak życia

• siedlisko groźnych bakterii, grzybów, wirusów

Główne źródła zanieczyszczenia wód:

• ścieki komunalne i przemysłowe

• wody kopalniane

• spływy powierzchniowe z terenów użytku rolnego

• spływy z terenów przemysłowych i komunalnych

• spływy ze źródeł lokalnych (bez kanalizacji)

• zanieczyszczenia atmosferyczne

• wody podgrzane

W Polsce jest 4 stopniowa ocena jakości wód, klasa jest zdefiniowana na podstawie dopuszczalnych stężeń

Klasa I- nadaje się do celów spożywczych, wykorzystywana w gałęziach przemysłu wymagających najwyższej klasy czystości wód

Klasa II- cele gospodarskie, do picia dla zwierząt, kąpieliska

Klasa III- woda nadaje się do celów przemysłowych, nawadnianie upraw

Klasa IV- wody pozaklasowe nie spełniające norm

Podział wód ze względu na stopień zanieczyszczenia:

Biologiczne zanieczyszczenia hydrosfery:

• wirusy – enterowirusy (pp. polio, Cocxackie A i B, wirus hepatitis A i inne) , wirusy jelitowe

• bakterie – salmonella, Shigella Escherichio, Vibrio, Yersinia, Klebsiella, Pseudomonas aeuroginosa

• grzyby

• pierwotniaki – Entamoeba histolytica, Giardia Lamblia, Naeglaria fowleri, Trichosomonas vaginalis

• jaja i postaci larwalne pasożytów: przywry, tasiemce i nicienie

Zanieczyszczenia biologiczne wód:

• pochodzą z gospodarstw domowych (fekalia, ścieki komunalne)

• wirusy: WZW A, rota wirusy (zapalenie płuc, zapalenie opon mózgowych), polio

• bakterie: Coli, gronkowiec złocisty, pałeczka czerwonki, pałeczka duru brzusznego

• grzyby: drożdże i drożdżopodobne

• pasożyty: tasiemce- bruzdogłowiec szeroki, możliwy uzbrojony i nieuzbrojony, przywry chistosomatica(głownie wykrywane metacerkarie), nicienie- glista ludzka, pierwotniaki- acanthamoeba, naegleria(trofozoidy i cysty), owady- jako rezerwuar chorób

Główne zanieczyszczenia chemiczne wód:

• detergenty- gospodarstwa, domowe, przemysł papierniczy, farbiarski, gumowy, szklarski, tekstylny

• środki ochrony roślin(nawozy)- rolnictwo, leśnictwo, przemysł chemiczny

• fenole krezole- przemysł chemiczny, spożywczy, ścieki komunalne, rafinerie, gazownie, koksownie, garbarnie

• związki metali ciężkich- transport samochodowy, garbarnie, metalurgia, włókiennictwo, przemysł zbrojeniowy

• radioizotopy- eksplozje jądrowe, awarie jądrowe, przemysł zbrojeniowy

• węglowodory aromatyczne- petrochemia, przemysł chemiczny

• benzyna, nafta, oleje, smary- komunikacja, awarie i katastrofy tankowców i platform wiertniczych, przemysł paliwowo-energetyczny

Temat: Cytogenetyka- monitorowanie skutków skażeń chemicznych i promieniowania jonizującego

1. Test strukturalnych aberracji chromosomowych- rodzaje strukturalnych aberracji chromosomowych

2. Test wymian chromatyd siostrzanych

3. Test mikrojądrowy

4. Analiza i interpretacja wyników w/w testów

TEST STRUKTURALNYCH ABERRACJI CHROMOSOMOWYCH:

• cytogenetyczna metoda stosowana do wykrywania czynników mutagennych i kancerogennych

• wykorzystuje właściwości klastogenne (zdolność substancjo do łamania chromosomów lub chromatyd) badanych mutagenów fizycznych lub chemicznych

• przeprowadzany In vitro i In vivo

• materiał: limfocyty(standardowa hodowla)

• do przeprowadzenia analizy cytogenetycznej pobiera się krew żylną na heparynę i zakłada się hodowlę komórkową

• badaną substancję testuje się w 3 stężeniach

• podłoże+ fitohemaglutynina +antybiotyki, surowica cielęca+ substancja badana

• próba kontrolna nie zawiera substancji badanej

• hodowla: 37*C, 48h- chodzi o zaobserwowanie aberracji. Przedłużenie hodowli spowoduje mechanizm autonaprawy

• 2-3h przed końcem- kolcem id

• szok hipotoniczny

• utrwalanie 3x (Płyn Carnoya)

• z uzyskanej zawiesiny sporządza się preparaty mikroskopowe, barwi się je Giemsą

i ocenia pod mikroskopem

• dla każdej dawki ocenia się minimum 100 płytek metafazowych, zapisuje się liczbę chromosomów i aberracji

• 2 rodzaje aberracji

• Chromosomowe- uszkodzenia dot. Obu chromatyd siostrzanych w tym samym locus (mutageny działają przed replikacją G1 lub G0),

• powodowane mutagenami fizycznymi

• wymiany między-chromosomowe (figury wymian, chromosomy di- lub policentryczne)

• wymiany wewnątrz-chromosomowe (chromosomy pierścieniowe)

• złamania chromosomów

• przerwy chromosomowe

• fragmenty acentryczne

• Chromatydowe- uszkodzenia dot. 1 chromatydy, powstają wskutek działania mutagenów chemicznych w

• późnej fazie S lub G2

• złamania chromatydowe

• przerwy chromatydowe

• fragmenty minutowe (minucje – odłamanie pojedynczej chromatydy, fragment pozbawiony centromeru)

• za kryterium działania mutagennego danego związku przyjmuje się statystycznie znamienny wzrost częstości aberracji w próbie badanej w porównaniu z próbą kontrolną

TEST WYMIANY CHROMATYD SIOSTRZANYCH (SCE):

• służy do oceny związków chemicznych podejrzanych o działanie mutagenne lub kancerogenne oraz do oceny

• skutków ekspozycji na mutagen

• oparty jest on na modelu semikonserwatywnej replikacji DNA

• w teście tym w środowisku, w którym zachodzi replikacja DNA znajduje się

5-bromodeoksyurydyna (BrdU)- analog tymidyny(wbudowuje się w jej miejsce)

• prowadzi to do powstania w chromosomach po 2-och rożnych cyklach komórkowych zróżnicowanego wybarwienia się chromatyd siostrzanych w obrębie każdego chromosomu, chromatydy zawierające BrdU w obu niciach (B-B) są jasne, w porównaniu z tymi, które zawierają BrdU w 1 nici (B-T). Zachodzą wzajemne przemieszczenia homologicznych odcinków DNA, które określa się wymianami chromatyd siostrzanych (SCE)

• po I podziale- obie chromatydy ciemne

• po II podziale- jedna ciemna, druga jasna

• po III podziale- 2/3 jasne, 1/3 ciemna

• wykończenie tak samo

• 72h (bo są 3 podziały)

• z każdej hodowli analizuje się pod mikroskopem 50-100 metafaz w mitozie 2 cyklu replikacyjnego (M2)

• badamy związek, który powoduje istotny wzrost ilości SCE/komórkę - w stosunku do kontroli określany jest jako genotoksyczny

TEST MIKROJĄDROWY (MN)

• standardowa metoda wczesnego wykrywania narażenia na czynniki mutagenne

• wykrywa się skutki działania czynników genotoksycznych powodujących złamania chromosomów (efekt klastogenny)oraz uszkodzenie wrzeciona podziałowego wyniku zaburzeń wrzeciona podziałowego, chromosomy nie przesuwają się do dzielącej się komórki i pozostają w cytoplazmie tworząc mikrojądra

• mikrojądra obserwuje się pod mikroskopem w komórkach interfazowych

• substancja badana wykazuje działanie genotoksyczne, jeśli wywołuje znamienny wzrost częstości występowania komórek z mikrojądrami w porównaniu do próby kontrolnej

• przebieg

• w warunkach In vitro- pobieramy limfocyty krwi obwodowej

• 72h

• NIE DODAJE SIĘ kolchicyny i NIE PRZEPROWADZA SIĘ szoku hipotonicznego

• na 28h przed końcem- cytohalazyna B- blokuje cytokinezę nie zatrzymując kariokinezy

• w efekcie otrzymuje się komórkę zawierającą 2 jądra otoczone wspólną cytoplazmą i błoną komórkową

• analiza polega na ocenie 500-1000 komórek dwujądrzastych otoczonych błoną komórkową, w których mikrojądra widoczne są w postaci drobnych struktur(jednej lub wielu) zabarwionych tak, jak jądro komórkowe.

mikrojądro – oderwany fragment, pochodzi albo z całego chromosomu albo z fragmentu akrocentrycznego

W każdym teście kontrola negatywna i pozytywna.

W pierwszych dwóch jest 6 prób każda po 100 płytek.