METODY BIOINDYKACYJNE W OCENIE ZANIECZYSZCZENIA WÓD.
1. Podział testów toksyczności.
a)ze względu na efekty:
test toksyczności ostrej po jakim czasie zginie 50% osobników(LC50),wyznaczenie koncetracji letalnej dla 50% osobników po czasie 12 godzin, 24, 48, lub 72.
testy toksyczności chronionej.
b)ze względu na miejsce:
in situ (na miejscu)
ex situ (laboratoryjnie)
c)ze względu na rodzaj próbki:
próbki środowiskowe
przygotowane w laboratorium związki chemiczne i ich mieszaniny.
2. Rodzaje testów biologicznych.
testy letalne - oznaczanie śmiertelności organizmów,
testy fizjologiczne - obserwacja zmian morfologicznych i fizjologicznych,
testy kumultatywne - badania zawartości skumulowanego w tkankach metalu,
LC50 - jest to statystycznie obliczone stężenie środka powodujące śmierć 50% organizmów danej populacji w określonych warunkach,
LC50 - jest to statystycznie obliczone stężenie środka powodującego zahamowanie 50% organizmów danej populacji w określonych warunkach,
EC50 - statystycznie obliczone stężenie środka w wodzie, wywołujące określone efekty u 50% badanych organizmów danej populacji w określonych warunkach,
LD - dawka śmiertelna, oznacza dawkę substancji, jaka powoduje śmierć określonego % określonego gatunku zwierząt po jej wchłonięciu.
3. Istnieją dwa rodzaje testów bioindykacyjnych:
test główny odpowiadający na pytanie - jaka jest toksyczność próbki?. Pozwala on na porównanie próbek między sobą oraz pewną charakterystykę toksyczności dotyczącą np. stopnia rozcieńczenia wody, przy którym toksyczność zanika
test przesiewowy (screen) odpowiadający na pytanie - czy próbka jest toksyczna? Pozwala on na ocenę dużej ilości nieznanych próbek, np.wody pitnej pochodzącej ze studni leżących na pewnym obszarze.
4. Testy toksyczności.
Microtox-test wykorzystujący bakterie luminescencyjne Vibrio fischeri. Czas inkubacji-15mi
Spirotox - test wykorzystujący pierwotniaki Spirostomu ambigunm. W teście tym obserwuje się dwa rodzaje reakcji testowych, przeżyciowe deformacje komórki oraz śmierć komórki. Na podstawie wyników obliczane są dwie wartości:EC50 - stężenie wywołujące 50% przeżyciową reakcję testową oraz LC50 - stężenie wywołujące 50% śmiertelną reakcję testową. Czas trwania testu wynosi 24 godziny.
Protoxkit FTM - Toxkit wykorzystujący pierwotniaki Tetrahymena termophila. Reakcją testową jest inhibicja wzrostu pierwotniaków. Jej miarą jest spadek gęstości pokarmu(bakterii) mieszany spektrofotometryczni. Czas trwania 24 godziny.
Rotoxkit FTM - Toxkit wykorzystujący wrotka Brachionus calyciflorus. Reakcją testową jest śmierć organizmu.
Daphtoxkit FTM magna - Toxkit wykorzystujący skorupiaka Daphnia magna. Reakcją testową jest zahamowanie ruchu skorupiaków(immobilizacja) obserwowana po 24 i 48 godzinach inkubacji.
Thamnotoxkit FTM -Toxkit wykorzystujący skorupiaka Thamnocepholus platyurus. Reakcją testową jest śmierć skorupiaków.
5. Wymagania stawiane organizmom stosowanym w biotestach:
muszą być łatwo dostępne i to w dużych ilościach, przez cały rok,
mało zróżnicowane pod względem genetycznym oraz wolne od chorób i pasożytów,
muszą przeżywać w dobrej kondycji w warunkach prowadzenia testu - najczęściej w laboratoriach w niewielkich naczyniach testowych,
symptomatologia reakcji testowej musi być wyrazna i powtarzalna, łatwa do obserwacji i interpretacji,
w przypadku stosowania w analizach środowiskowych, organizmy testowe powinny być charakterystyczne dla danego kraju, regionu, zaś do stosowania w sytuacjach alarmowych powinny być wrażliwe na szerokie spektru substancji toksycznych,
6. Argumenty przeważające za stosowaniem testów biologicznych do oceny jakości wód:
przekształcanie w organizmach żywych pobranych z wody zanieczyszczeń w inne związki chemiczne o wyższej toksyczności,
występowanie skutków synergistycznych oddziaływań różnych czynników(biologicznych, fizycznych, chemicznych) na organizmy żywe, proces bioakumulacji zanieczyszczeń w organizmach żywych.
7. Ryby stosowane do oceny toksyczności różnych substancji chemicznych.
W Europie wykorzystywane są dwie grupy ryb:
bardzo wrażliwe: pstrąg, kiełb, śliz, koca, sandacz, słonecznica.
średnio wrażliwe: okoń, kleń, wzdręga, leszcz, karp, ukleja, szczebla stawowa.
Bada się je w roztworach substancji zanieczyszczających w okresie 2-20 dni i ocenia śmiertelność. W ciągu:
2 dni - śmiertelność bardzo ostra,
5 dni - ostra,
10 dni - średnia
20 dni - słaba.
8. Do badania stanu czystości wód stosuje się gatunki roślin i zwierząt różniących się tolerancją
na rodzaj i stopień koncentracji zanieczyszczeń.
W wodach silnie zanieczyszczonych żyją polisaprobionty : wirczyki, euglena, larwy ochotkowatych, rureczniki, larwy muchówek.
W wodach czystych występują oligosaprobionty : okrzemki, larwy jętek i widelnic, wypławek kątogłowy, lin.
Wody bardzo czyste zamieszkują ksenosaprobionty : pstrąg
Do bioindykacji wód w Polsce często wykorzystuje się skorupiaki z rodzaju rozwielitka, glony z rodzaju Chlorella, pałkę szerokolistną i pałkę wąskolistną, a z ryb gupika. Aby ocenić stopień toksyczności wód, prowadzi się hodowlę ryb przez 2-20 dni i określa poziom śmiertelności, bada przebieg procesów biochemicznych i fizjologicznych oraz zmiany w sposobie poruszania się i w zachowaniu osobników.