Разработване на метод за бърз тест за определяне на токсичните ефекти на водните проби

Разработване на процедура за бърз тест за определяне на токсичните ефекти на водни проби срещу зелени водорасли Дипломна работа по курса за екологично инженерство, представена от Lajana Eis Hamburg- Bergedorf 19 юли 2007 г. Експерт: проф. Д-р инж. K. Kuchta Dr. К. Рох

разработване

Тази дипломна работа е създадена в Института по хигиена и околна среда на свободния и ханзейски град Хамбург под ръководството на инж. Инж. Майкъл Лехелт. Институт по хигиена и околна среда Отдел за екологични изследвания Изследвания на водата Мрежа за измерване на качеството на водата Marckmannstrasse 129 b 20539 Хамбург Тел .: 404/428 45-3869

Съдържание 2 Съдържание Списък на фигури 5 Списък на таблици 8 Списък на символите 8 Списък на съкращенията 9 1 Резюме 11 2 Въведение 13 3 Задача и цел 15 4 Теоретични основи 17 4.1 Статични биотестове 17 4.2 Определяне на токсични ефекти 19 4.3 DIN 38412 Тест за водорасли 20 4.4 Тестове за фотосинтез 22 4.4.1 Биохимията на Фотосинтез 23 4.5 Измервания на флуоресценция 26 4.5.1 Бърза флуоресценция 27 4.5.2 Забавена флуоресценция 29 4.6 bbe флуорометър 30 ​​4.6.1 Технически данни и структура 31 4.6.2 Измерване на съдържанието на хлорофил в отделни класове водорасли 32 4.6.3 Измерване на активността на водораслите 33 4.7 Тестови организми 36 4.7 .1 Chlorella vulgaris 36 4.7.2 Desmodesmus subspicatus 38 4.8 Продукти за растителна защита 39 4.8.1 Хербициди 41 4.8.2 Поведение на замърсители във водни тела 42 5 Материали и методи 44 5.1 Материал 44 5.1.1 Хранителни разтвори и химикали 44 5.1.2 Оборудване и материали 45 5.1.3 Тествани организми 46 5.2 Методи 47 5.2.1 Тестови препарати/Избор на изследваните ЛПС 47 5.2.2 Приготвяне на изходните разтвори 47 5.2.3 Приготвяне на суспензията от водорасли 48 5.2.4 Подготовка на тестовите проби 49

Съдържание 4 5.4.2 Оптимална тестова концентрация на водорасли 83 5.4.3 Влияние на температурата 84 5.4.4 Влияние на светлината 84 5.4.5 Оптимална активност на водораслите 85 5.5 Функционален тест 85 5.5.1 Оценка 86 5.6 Препоръка за използване на бързия тест за водорасли 88 6 Дискусия и перспективи 94 6.1 Увеличение на след добавяне на хербицидите 94 6.2 EC 50 изчисления на стойности 96 6.3 Използване на метода за бърз тест 97 7 Библиография/Списък на източниците 98 8 Приложение 101

Списък на фигури 7 Фиг. 73: Влияние на температурата върху тази на Chlorella vulgaris чрез 10 µg/l 84 Фиг. 74: Влияние на интензивността на светлината върху инхибиращия ефект на различни концентрации 84 Фиг. 75: Влияние на активността на водораслите на Chlorella vulgaris върху тази при 10 µg/l 85 Фиг. 76: Сравнение на бърз тест/DIN тест за 1 86 Фиг. 77: Сравнение на бърз тест/DIN тест за 2 87 Фиг. 78: Сравнение на бърз тест/DIN тест за 3 87 Фиг. 79: Сравнение на преди и след Добавяне на 94 Фиг. 80: Сравнение на стойностите в n и празните проби 94 Фиг. 81: Сравнение на реакциите на флуоресценция при активни и повредени водорасли 95 Фиг. 82: Ход на пробитната трансформация на кривата доза-ефект 96 Фиг. 83: Изчисляване на стойността на ЕС 50 с помощта на полиномиална регресия 97

Списък на таблици/Списък на символите 8 Списък на таблици Таблица 1: Пример за състав за тестовите партиди от теста за водорасли 21 Таблица 2: Пример за оценка на теста за водораслите 22 Таблица 3: Избрани тестови химикали 47 Таблица 4: Приготвяне на изходния разтвор II 48 Таблица 5: Пример за производството на желаните концентрации на хербициди 49 Tab.6: EC 50 стойности, използвани от различните информационни листове за безопасност на 52 Tab.7: Избрани s за основните експерименти 52 Tab.8: Пример за измерване на активността на Chlorella vulgaris 53 Tab.9: Сравнение на EC 50 стойности между бързите тестове и DIN тестовете от SDS 54 Tab.10: Пример за серия от тестове с 60 Tab.11: Пример за инхибиращ ефект на различни моменти във времето 61 Tab.12: Примерни резултати от експеримент с различни концентрации на хлорофил 65 Раздел 13: Пример за измерване при различни температури 71 Раздел 14: Пример за измерване при различни температури интензитет на светлината на ихен 75 Списък на символите β: Концентрация на замърсителя λ: Дължина на вълната X i: дразнещо X n: вредно N: вредно за околната среда

Списък на съкращенията 10 OECD: Организация за икономическо сътрудничество и развитие OH -: Хидроксид-йон P 680: Фотосистема II с максимум на абсорбция при 680 P 700: Фотосистема I с максимум на абсорбция при 700 PflSchG: Закон за растителна защита PS: Фотосистема PSM: Агенти за растителна защита SAG: Колекция за култури от водорасли Гьотинген SDS: Информационен лист за безопасност Stammlsg: Основен разтвор T: Time/Zeit WGK: Класове на опасност от вода WHG: Закон за управление на водите РДВ: Рамкова директива за водите

Резюме 12 Второто важно заключение е, че зелената водорасло Desmodesmus subspicatus е много по-чувствителна към замърсителите от Chlorella vulgaris. Тъй като институтът вече има собствено отглеждане на хлорела, експериментите са проведени с тази водорасли по организационни причини. Общите условия за тестовата процедура са разработени от резултатите от тестовете. Получени са следните условия за изпитване: Необходимо е време на инкубация от само 15 минути. Концентрацията на водорасли или хлорофил на тестваните водорасли не оказва влияние върху процедурата за измерване. Температурата влияе значително на резултатите от теста и трябва да бъде определена. Влиянието на светлината е незначително за процедурата на измерване и следователно е безплатно избираем Активността на тестовите водорасли не е значима за метода в диапазон от 50% нагоре

Теоретични принципи 34 Фиг. 18: Схематично представяне на фазите на измерване [30] Фиг. 19: Ход на реакциите на флуоресценция при активни водорасли [30] Фиг. 20: Ход на реакциите на флуоресценция в неактивни водорасли [30] Преди реалното измерване на активността на водораслите, водораслите стават тъмни адаптирани да консумират всякаква светлинна енергия, която може да присъства в клетките и по този начин да стандартизира водораслите. Фигури 18-20 показват схематичната последователност на измерването, разделена на три секции. Тук не е показана тъмната адаптация на водораслите. В първата фаза на измерване, след адаптиране на тъмнината, се извършва измерването на минималната флуоресценция, измерването f 0 (вж. Фиг. 18/първи раздел). В тази фаза се облъчва със слабо импулсна LED светлина. Тук живите или активни водорасли почти не изпращат реакция на флуоресценция, тъй като почти цялата светлинна енергия се абсорбира и съхранява в техния фотосинтетичен център (виж фиг. 19/първи раздел). Нивото на този флуоресцентен отговор се регистрира от устройството като стойност f 0. Мъртвите или неактивни водорасли не могат да абсорбират светлинната енергия на светодиодите в своя фотосинтетичен център, тъй като това е блокирано. В резултат на това флуоресцентната реакция в

Следователно теоретичните основи 43 могат да бъдат намалени само чрез разреждане. След като настъпи замърсяването на водата, то се задържа дълго време. [49] Наредбата за защита на водите от 28 октомври 1998 г. определя максимално допустимата концентрация на пестициди в подпочвените води и в реките на 0,1 μg/l за отделно вещество или 0,5 μg/l за общо активни вещества. За някои много токсични пестициди стандартите за качество в РДВ дори бяха повишени