Развој на метод за брз тест за утврдување на токсичните ефекти на примероците на вода
Развој на брза процедура за тестирање за утврдување на токсичните ефекти на примероците на вода врз зелените алги Дипломска работа на курсот за технологија на животната средина презентирана од Лајана Еис Хамбург- Бергедорф, 19 јули 2007 година Рецензент: проф. Д-р-Инг. К. Рох
Тековната дипломска работа е изработена во Институтот за хигиена и животна средина на слободниот и ханзетски град Хамбург под надзор на дипло. Инг. Мајкл Лехелт. Институт за хигиена и животна средина Одделение за истраги на животна средина Истражувања на вода Мрежа за мерење на квалитетот на водата Marckmannstrasse 129 b 20539 Хамбург Тел: 404/428 45-3869
Содржина 2 Содржина Список на слики 5 Список на табели 8 Список на симболи 8 Список на кратенки 9 1 Резиме 11 2 Вовед 13 3 Задача и цел 15 4 Теоретски основи 17 4.1 Статички биотести 17 4.2 Определување токсични ефекти 19 4.3 DIN 38412 Тест на алги 20 4.4 Тестови на фотосинтеза 22 4.4.1 Биохемија Фотосинтеза 23 4.5 Мерења на флуоресценција 26 4.5.1 Брза флуоресценција 27 4.5.2 Одложена флуоресценција 29 4.6 бб флуорометар 30 4.6.1 Технички податоци и структура 31 4.6.2 Мерење на содржината на хлорофил во одделни класи на алги 32 4.6.3 Мерење на активноста на алгите 33 4.7 Тести на организми 36 4.7 .1 Chlorella vulgaris 36 4.7.2 Desmodesmus subspicatus 38 4.8 Производи за заштита на растенијата 39 4.8.1 Хербициди 41 4.8.2 Однесување на загадувачи во водни тела 42 5 Материјали и методи 44 5.1 Материјал 44 5.1.1 Хранливи раствори и хемикалии 44 5.1.2 Опрема и материјали 45 5.1.3 Тест организми 46 5.2 Методи 47 5.2.1 Тест препарати/Избор на испитан ППЕ 47 5.2.2 Подготовка на раствори на залихи 47 5.2.3 Подготовка на суспензија на алги 48 5.2.4 Подготовка на примероци од тестирање 49
Содржина 4 5.4.2 Оптимална концентрација на алги за тестирање 83 5.4.3 Влијание на температурата 84 5.4.4 Влијание на светлината 84 5.4.5 Оптимална активност на алгите 85 5.5 Тест за функција 85 5.5.1 Евалуација 86 5.6 Препорака за употреба на брз тест за алги 88 6 Дискусија и перспектива 94 6.1 Зголемување на по додавање на хербициди 94 6.2 EC 50 пресметки на вредноста 96 6.3 Употреба на постапката за брз тест 97 7 Библиографија/Список на извори 98 8 Додаток 101
Сл. 73: Влијание на температурата врз Chlorella vulgaris преку 10 μg/l 84 Сл. 74: Влијание на интензитетот на светлината врз инхибиторниот ефект на различна концентрација 84 Сл. 75: Влијание на активноста на алгите на Chlorella vulgaris на 10 μg/l 85 Сл. 76: Споредба на брз тест/ДИН тест за 1 86 Сл. 77: Споредба на брз тест/ДИН тест за 2 87 Сл. 78: Споредба на брз тест/ДИН тест за 3 87 Сл. 79: Споредба на пред и после Додавање на 94 Слика 80: Споредба на вредностите во примероците n и празно 94 Слика 81: Споредба на одговорите на флуоресценција кај активни и оштетени алги 95 Слика 82: Тек на пробитната трансформација на кривата на дозно-ефект 96 Сл. 83: Пресметка на вредноста на EC 50 со помош на полиномната регресија 97
Список на табели/Список на симболи 8 Список на табели Табела 1: Пример за состав за испитни серии на тест за алги 21 Таб. 2: Пример за проценка на тест на алги 22 Таб. 3: Избрани хемикалии за тестирање 47 Таб. 4: Подготовка на залихи раствор II 48 Таб. 5: Пример за производство на посакувани концентрации на хербициди 49 Таб. 6: ЕЦ 50 вредности што се користат од различните безбедносни листови на 52 Таб. 7: Избрани и за основните експерименти 52 Таб. 8: Пример за мерење на активноста на Chlorella vulgaris 53 Таб. 9: Споредба на Вредности на ЕЦ 50 помеѓу брзите тестови и ДИН-тестовите од СДС 54 Таб. 10: Пример за тест серија со 60 Таб. 11: Пример за инхибиторен ефект на различни точки во времето 61 Таб. 12: Пример резултати од експеримент со различни концентрации на хлорофил 65 Таб. 13: Пример за мерење на различни температури 71 Таб. 14: Пример за мерење на различни температури интензитети на светлината од светлината 75 Список на симболи β: Концентрација на загадувачи λ: Должина на бран X i: иритирачки X n: штетни N: штетни за околината
Список на кратенки 10 ОЕЦД: Организација за економска соработка и развој ОХ -: Хидроксид-јон P 680: Фотосистем II со максимална апсорпција на 680 P 700: Фотосистем I со максимум на апсорпција на 700 PflSchG: Закон за заштита на растенијата ПС: Фотосистем PSM: Агенти за заштита на растенијата SAG: Колекција за култури на алги Гатинген СДС: Безбеден лист со податоци Stammlsg: Акционо решение T: Time/Zeit WGK: Класи на опасност од вода WHG: Закон за управување со вода WFD: Рамковна директива за вода
Резиме 12 Второто важно откритие беше дека зелената алга Desmodesmus subspicatus е многу почувствителна на загадувачите отколку Chlorella vulgaris. Меѓутоа, бидејќи институтот веќе има свое одгледување хлорела, експериментите беа спроведени со оваа алга од организациски причини. Општите услови за постапката за тестирање беа разработени од резултатите од тестовите. Добиени се следниве услови за тестирање: Неопходно е време на инкубација од само 15 минути Концентрацијата на алги или хлорофил во тестните алги нема никакво влијание врз процесот на мерење Температурата значително влијае на резултатите од тестот и мора да се дефинира Влијанието на светлината е незначително за процесот на мерење и затоа е слободно Активноста на тестните алги е незначителна за методот во опсег од 50% нагоре
Теоретски принципи 34 Сл. 18: Шематски приказ на фазите на мерење [30] Сл. 19: Тек на одговорите на флуоресценцијата во активните алги [30] Слика 20: Тек на одговорите на флуоресценцијата во неактивните алги [30] Пред реалното мерење на активноста на алгите, алгите стануваат темни прилагодени да трошат каква било светлосна енергија што може да биде присутна во клетките и со тоа да се стандардизираат алгите. Сликите 18-20 ја прикажуваат шематската низа на мерењето поделена на три дела. Темната адаптација на алгите не е прикажана овде. Во првата фаза на мерење, по темната адаптација, се одвива мерењето на минималната флуоресценција, мерењето f 0 (види слика 18/прв дел). Во оваа фаза, зрачењето е ослабено со слабо пулсирана LED светло. Lивите или активните алги тешко враќаат одговор на флуоресценција затоа што скоро целата светлосна енергија се апсорбира и се складира во нивниот фотосинтетички центар (види слика 19/прв дел). Нивото на оваа реакција на флуоресценција е забележано од уредот како вредност f 0. Мртвите или неактивните алги не можат да ја апсорбираат светлосната енергија на LED диодите во нивниот фотосинтетички центар, бидејќи тоа е блокирано. Како резултат на тоа, флуоресцентната реакција во
Теоретските основи 43 може да се намалат само со разредување. Штом се случи, загадувањето на водата се задржува подолго време. [49] Со Уредбата за заштита на водата од 28 октомври 1998 г. се поставува максималната дозволена концентрација на пестициди во подземните води и во реките до 0,1 μg/l по одделна супстанција или 0,5 μg/l за вкупно активни супстанции. За некои многу токсични пестициди, стандардите за квалитет во WFD беа дури и зголемени