Регистрация / Вход
Прислать материал

Использование биотестирования токсичности в оценке качества воды, загрязнения и эколого-токсикологического состояния поверхностных водных объектов

Сведения об участнике
ФИО
Хоружая Татьяна Алексеевна
ФИО (на английском языке)
Khoruzhaya Tat'yana A.
Название организации
Гидрохимический институт
Информация о докладе
Вид доклада
Постерный доклад
Секция
Биотестирование в нормировании и токсикологическом контроле
Название доклада
Использование биотестирования токсичности в оценке качества воды, загрязнения и эколого-токсикологического состояния поверхностных водных объектов
Соавторы доклада (ФИО, организация, город, страна)
Аннотация
На основе анализа действующих в России федеральных и ведомственных нормативно-методических документов по определению токсичности вод, а также опыта применения методов биотестирования природных вод выделен ряд проблем и разработана классификация качества воды по токсичности, сопоставимая с используемыми в государственном мониторинге классификациями по химическим и гидробиологическим показателям загрязненности поверхностных водных объектов.
Ключевые слова
биотестирование токсичности, поверхностные воды суши, загрязнение, качество вод, классификации, эколого-токсикологическое состояние
Введение

 

   Токсичность воды для гидробионтов выявляется в настоящее время во многих водоемах и водотоках России [2,4,7]. Токсическое действие загрязняющих веществ, присутствующих в природных поверхностных водах суши (ПВС) и обуславливающих токсичность, приводит  к гибели гидробионтов, снижению биоразнообразия, исчезновению обитателей чистых вод. Мониторинг токсичности природных вод становится все более актуальным.
   Самый простой способ определения токсичности вод это биотестирование - оценка качества воды по ответным реакциям на неё водных организмов (гидробионтов), являющихся тест-объектами. Этот интегральный методический подход позволяет выявить реальную токсичность воды, ухудшение ее качества, обусловленное присутствием токсичных компонентов, без их химической идентификации. К настоящему времени разработано множество методов биотестирования (биотестов), в которых используются разные ключевые термины, способы выражения токсичности и классификации, что приводят к разночтениям,  затрудняет итоговую оценку токсичности и стыковку с химическими и гидробиологическими показателями эколого-токсикологического состояния водных объектов. Задачей  исследования является разработка классификации качества воды по токсичности, сопоставимой с используемыми в мониторинге классификациями по загрязненности, для  использования в комплексной оценке эколого-токсикологического состояния поверхностных водных объектов.

Методы и материалы

   Проведен анализ действующих в России федеральных и ведомственных нормативно-методических документов по  определению токсичности вод:  ГОСТов, ФР, ПНДФ, а также руководящих документов Росгидромета. Использован также опыт полевых исследований и результаты апробации биотестов на природных водах [2, 4,5,7].

Полученные результаты

   Анализ действующих в России документов по  определению токсичности, а также опыта апробации биотестов на природных водах показал, что  результат  биотестирования проб воды в каждом биотесте  выражают  по меньшей мере двумя способами: в виде токсического действия воды (острого или хронического - ОТД или ХТД соответственно) или степени ее токсичности. Токсическое действие устанавливают по времени выявления тест-реакции (например, гибели тест-объектов) по заданному критерию токсичности, а степень токсичности – по величине  отличий тест-реакции в опытной серии проб от контрольной (по критерию токсичности, в процентах) при заданном времени эксперимента. Например, при биотестировании на дафниях по ФР.1.39.2007.03222 [6] критерием ОТД воды служит гибель 50% и более дафний за 96 час, а критерием ХТД гибель за период до 24 сут.  Иногда как промежуточная? предусмотрена «подострая токсичность» - пОТД. Другой способ выражения токсичности – обозначение степени токсичности как «слаботоксичная, среднетоксичная, высокотоксичная» (например, в [1]). Таким образом, в результате биотестирования одной и той же пробы в итоговой оценке возможны разночтения.

   Предлагается  использовать принцип, заложенный в шкалу ГОСТ Р 54496-2011 по биотестированию на водорослях [1], который заключается в одновременном использовании обеих подходов: 1) оценке разных степеней токсичности воды и 2) выявлении токсического действия – острой токсичности (таблица 1).

              Таблица 1. Степень токсичности проб природной и питьевой воды (по ГОСТ Р 54496-2011)

Степень токсичности проб природной и питьевой воды

Значение токсического эффекта для проб природной и питьевой воды, %

Общая

Детализированная

Токсичность отсутствует

Нетоксичная

До 10 включ.

Не обладает острой токсичностью

Слаботоксичная

Св. 10 » 25 »

Малотоксичная

» 25 » 35 »

Среднетоксичная

» 35 » 50 »

Обладает острой токсичностью

Высокотоксичная

» 50 » 100 »

    Однако, на наш взгляд, шкала ГОСТа имеет ряд уязвимых мест. Так 1-й ранг «Нетоксичная» вода выделен по незначительному отличию от контроля  - «до 10 %» включительно. Как показывает опыт применения биотестирования  [2,4,5,7], 10% отличий опытной серии от контроля недостаточно для вывода о нетоксичности воды, а обычно применяемый критерий должен быть не менее 20-25 %. Кроме того, интервал между рангами  также весьма мал: составляет всего 10-15 %. Неудачными представляются термины «слаботоксичная» и «малотоксичная» вода: вряд ли между этими обозначениями есть разница. В связи с этим предлагается внести в шкалу ГОСТа ряд изменений (таблица 2), использовав 5 предусмотренных документом рангов токсичности для оценки токсичности проб воды и, в комплексе с 5-ранговыми оценками по химическим и гидробиологическим показателям, - для анализа эколого-токсикологического состояния поверхностных водных объектов.

                 Таблица 2. Степень токсичности и токсического действия природной  воды

Степень токсичности пробы воды

 или отклонения в % в опытной серии

от контрольной

Качество воды по степени  токсичности

 Класс качества воды по токсичности

отклонения до 25% включ.

Условно нетоксичная

1

ХТД или отклонения свыше 25% до 35% включ.

Слабо токсичная

2

пОТД ; ХТД или отклонения от 35 % до 50%

Токсичная

3

ОТД или отклонения от 50% до 75%

Очень токсичная

4

 

ОТД или отклонения свыше 75%

Экстремально

 токсичная

5

 

 

   Внесенные изменения (увеличение шага ранжирования на переходе от «нетоксичности» к «токсичности», введение дополнительных рангов - «пОТД» и «ХТД», обозначения степеней токсичности, приближенные к классификациям качества воды  по загрязненности (согласно  [3]) позволяют получить сопоставимые ранги и оценки качества воды по химико-биологическим показателям.

 

Заключение

   На основе анализа действующих в России федеральных и ведомственных нормативно-методических документов по  определению токсичности вод,  а также опыта применения методов биотестирования природных вод и их апробации выявлены проблемы, обусловленные использованием разных ключевых терминов, способов выражения токсичности и классификаций, что приводит к разночтениям,  затрудняет итоговую оценку токсичности и стыковку с химическими и гидробиологическими показателями эколого-токсикологического состояния водных объектов. Наиболее адекватной задаче использования результатов биотестирования в оценке качества поверхностных вод представляется 5-ранговая классификация, включенная в ГОСТ  Р 54496-2011 по определению токсичности на водорослях. Предложена новая классификация на основе принципа классификации ГОСТа с поправками и дополнениями в части количественных параметров ранжирования и терминов степени токсичности.  Классификация сопоставима с классификациями качества воды по химическим и гидробиологическим показателям, используемым в государственном мониторинге поверхностных вод Росгидромета и может быть применена для оценки эколого-токсикологического состояния поверхностных водных объектов.

Цитируемая литература
1. ГОСТ Р 54496-2011 (ИСО 8692:2004) Вода. Определение токсичности с использованием зеленых пресноводных одноклеточных водорослей.
2. Никаноров А.М., Хоружая Т.А., Бражникова Л.В., Жулидов А.В. Мониторинг качества вод: оценка токсичности. С.П., Гидрометеоиздат, 2000. - 159 с.
3. Организация и проведение режимных наблюдений за состоянием и загрязнением поверхностных вод суши. РД 52.24.309-2011. Ростов-на-Дону, Росгидромет, ФГБУ «ГХИ», 2011.-103 с.
4. Филенко О. Ф., Дмитриева А.Г, Исакова Е.Ф., Путинцев А.И. и др. Опыт применения биотестирования для оценки качества природных вод//Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. Вып.2.Л., 1989.- С 203-215.
5. Филенко О.Ф. Биологические методы в контроле качества окружающей среды. Экологические системы и приборы. М. 2007, № 6, С.-18-20.
6. ФР.1.39.2007.03222. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний.
7. Хоружая Т., Коханистая Е. Токсичность и токсическое загрязнение воды рек - реальность сегодня. Тематический сборник. Saarbrucken : LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012 .- 141 с.
Благодарности
Не заполнено
Название, авторы, резюме (на английском языке)

The use of biotesting of toxicity in the estimation of water quality, contamination and ekologo-toxicological state of superficial water objects

Khoruzhaya Tat'yana A.

   On the basis of analysis of the Russian federal and department normative-methodical documents on  determination of water toxicity,  and also experience of application of methods of biotesting of natural waters and their approbation the problems, conditioned the use of different key terms, are exposed, methods of expression toxicity and classifications, that results in the variant reading,  hampers the final estimation of toxicity and docking with the chemical and hydrobiological indexes of water ekologo-toxicological state.

   The most adequate task of drawing on the results of biotesting in the estimation of quality of surface-water gets 5-grade classification, plugged in GOST  R 54496-2011 on determination of toxicity on water-algae. Offered new classification on the basis of principle of classification of  GOST  R 54496-2011 with correctings and additions in part of quantitative parameters of ranging and the toxicity degree  terms.

   Classification is comparable with classifications of water quality on chemical and hydrobiological indexes, to in-use in the state Rosgidromet monitoring of surface-water  and can be applied for the estimation of the ekologo-toxicological state  of superficial water objects.