в чем состоит суть биотестирования
Биотестирование отходов 5 класса: суть метода и порядок проведения анализа
Мусор, поступающий на свалку, имеет неоднородный состав.
В него входят остатки производства различных изделий, отходы жизнедеятельности людей, невостребованная продукция, предметы и вещества.
Некоторые из них практически не оказывают вредного влияния на природу, другие же содержат токсические вещества, опасные для здоровья людей.
Чтобы грамотно обращаться с любыми отходами, необходимо определить их класс опасности. Процедура идентификации установлена нормативными документами. Это позволяет применять единый для всех субъектов хозяйствования подход к установлению степени опасности ликвидируемых компонентов.
Поговорим о биотестировании отходов 5 класса как о методе их причисления к неопасным.
Что такое биотестирование отходов?
Согласно приказу МПР РФ от 04.12.2014 № 536 для установления класса опасности применяется один из двух методов:
При использовании расчетного способа степень токсичности определяется с погрешностью из-за неоднородности мусора. Выделить и просчитать отдельно каждый компонент невозможно.
При анализировании одни химические соединения мешают определению других. Для отнесения вещества к 1-4 классу такая погрешность допустима, потому что обращение с любыми опасными отходами требует особых мер безопасности.
Исследование влияния вытяжки из отхода на одноклеточные зеленые водоросли, ветвистоусых рачков, хлорофилл, других морских простейших называется биотестированием.
Для него используется чистая культура из групп гидробионтов — отслеживается их реакция на добавление токсиканта. По поведению самого чувствительного тест-объекта на водное разведение мусора судят о степени наносимого вреда.
Применение биологических тестов позволяет:
Если результат, полученный расчетным способом, не совпадает с итогами биотестирования, то компоненту присваивается класс опасности, установленный по экспериментальным данным.
Когда требуется протокол тестирования?
Получаемый по результатам анализа протокол биотестирования отходов 5 класса является официальным подтверждением присвоенного веществу класса опасности. Он оформляется на конкретный вид отхода один раз. Срок его действия не ограничен.
Наличие протокола требуется,когда:
Если проверка Росприроднадзора обнаруживает обращение с неопасными веществами без подтверждающих документов, то они считаются малоопасными. За неправильное классифицирование отходов будет предъявлен административный штраф.
Порядок проведения данного вида анализа
Технология биотестирования представляет собой серию опытов по токсическому влиянию на гидробионты, обитающие в водной среде.
Используются тест-объекты, различающиеся по уровню токсобности, биологическим характеристикам.
Тестирование проводится от 1 до 30 дней в зависимости от свойств испытуемого вещества.
Основные критерии определения степени токсичности:
Суть метода состоит в изучении воздействия водной вытяжки отходов разной кратности на изменение плотности культур, смертности через определенные интервалы времени. Применяются биообъекты из разных групп, например, рачки и водоросли. Эксперименты проводят в стеклянных колбах. Перед началом опыта подсчитывают количество живых клеток, особей в колониях.
Вытяжку из тестируемого отхода разводят дистиллированной водой в пропорциях 1:0, 1:2, 1:3 и т.д.
В опытные колбы с гидробионтами добавляют вытяжки всех кратностей так, чтобы объем и плотность растворов везде, включая и в контрольном стакане, были одинаковые.
Через равные промежутки времени во всех колбах определяется:
Все данные фиксируются журналами наблюдений. По итогам биотестирования принимается решение о классе опасности тестируемого вещества. За основу берется результат по тест-объекту с более высокой чувствительностью к вытяжке. При этом чем больше кратность, тем выше токсичность.
Где и кем он проводится?
Процедура биотестирования требует специального оборудования.
Для проведения исследований необходимо обладать соответствующими знаниями и опытом, владеть установленной методикой измерений.
Этими условиями обладают лаборатории, имеющие сертификат о прохождении государственной аккредитации и допущенные к подобной работе.
Эти же лаборатории могут производить химический анализ ликвидируемых веществ для целей сопоставления с показателями в ФККО, определять их состав на основании 19 показателей.
Экспертные лаборатории присутствуют в каждом областном центре. Как правило, они рассчитаны на целевую аудиторию своего региона, знают специфику местных отраслей производства, особенности отходов, заявляемых на тестирование. Это помогает им устанавливать конкретные сроки подготовки протокола.
Учитывая, что биотестирование является стандартной процедурой, лаборатории могут принимать заявки из других регионов. О территории предоставляемых услуг следует узнавать отдельно.
Вот перечень некоторых лабораторий, работающих в Российской Федерации:
При обращении за протоколом нужно предоставить:
Стоимость услуг по анализу отходов на принадлежность к 5 классу
Единого тарифа на оказываемые услуги по биотестированию не существует.
Цена формируется каждой лабораторией самостоятельно.
Минимальная стоимость биотестирования отходов на принадлежность к 5 классу составляет 2,5 тыс. руб.
Конкретная цена зависит от нескольких факторов:
Заключение
Метод биотестирования не зря приобретает все большее значение при определении классности отходов, ведь он:
Его можно использовать не только в стационарных лабораториях, но и непосредственно на всех технологических этапах производства.
Наличие протокола биотестирования снимает спорные вопросы, возникающие при проверке объекта контролирующими органами. Но следует помнить, что этот метод не распространяется на медицинские отходы, а также специфические радиоактивные и биологические вещества.
Процедура биотестирования: суть, задачи и методы
В современную индустриальную эпоху промышленные предприятия и заводы активно загрязняют биосферу различными видами производственных отходов. После очистки территории от продуктов человеческой деятельности проводятся различные процедуры, которые определяют степень загрязненности среды.
Биотестирование представляет собой процедуру, которая направлена на определение фактического экологического состояние окружающей среды в определенный момент времени.
Зачем проводятся биотестирование и биоиндикация?
Суть процедур биотестирования и биоиндикации заключается в определении эколого-биологического состояния окружающей среды посредством применения разных методов.
Следует отметить, что биоиндикация основана на непосредственном наблюдении за численностью и составом биоты (флоры и фауны) определенной местности. В данном методе оценки состояния качества окружающей среды ключевую роль играет термин: биоиндикатор. Биоиндикатором может быть вид или группа видов существ, по морфофункциональным характеристикам которых судят о экологическом состоянии о качестве состояния того или иного участка биосферы. Обычно используются классические для определенных участков биосферы биоиндикаторы:
Процедура биотестирования основана же на определении степени токсической загрязненности среды при помощи использования специальных тест-объектов.
Тест-объекты
Тест-объектами называются определенные представители животного мира, отражающие условную степень токсической загрязненности участка территории, на котором они находятся. Такими тест-объектами могут быть следующие представители живой природы:
некоторые виды и рода водорослей;
эритроциты рыб и мышей;
Следует отметить, что данные тест-объекты помещаются в специальные условия лабораторной среды (соответствующие экологическому состоянию исследуемой местности) и подробно исследуются лабораторными методами, на основании результатов которых делается заключение о токсикологической загрязненности определенного биогеоценоза.
Отдельно обозначим, что в данном контексте понятие биогеоценоз используется как совокупность живых организмов на определенном участке территории, обладающих замкнутым обменом веществ.
Используемые методы
В основе биотестирования и биоиндикации лежат лабораторные методы исследования:
иммунологические и физиологические.
Существенной разницей между методами проведения лабораторной диагностики тест-объектов при реализации данных процедур является то, что при биоиндикации биологический организм, взятый с участка исследуемой среды, помещается в лабораторные условия, в которых определяется его морфофункциональное состояние, а при биотестировании тест-объект, не связанный с территорией, на которой проводится экспертиза, в рамках лабораторной диагностики помещается в условиях, которые соответствуют таковым в изучаемом биогеоценозе. Данный нюанс проводит разделительную черту между двумя схожими по своей структуре процедурами.
Биоиндикация воздуха
Метод биоиндикации в рамках определения экологического состояния воздуха на определенной биогеохимической провинции заключается в использовании измерительных палеток. Палетки представляют собой полимерные материалы, которые разделенные линия для удобства подсчета численности популяции лишайников. В зависимости от количества лишайников в популяции определяется экологическое качество состояния воздуха на изучаемом участке территории.
Биотестирование водоемов
Биотестирование водоемов проводится при использовании двух основных методов: генетического с использованием лабораторной диагностики фитопланктона и метод, суть которого заключается в биотестировании фитотоксичности по показателям при проращивании семян в исследуемой воде.
Генетический метод основывается на исследовании рибонуклеиновых кислот фитопланктона. По возникающим в них мутациям и изменениям определяют степень токсичности и загрязненности изучаемого водоема.
Биотестирование фитотоксичности основывается на динамических показателях прорастания семян растений в изучаемой воде. При реализации данного метода учитывается время прорастания семян при орошении водой, взятой из изучаемого водоема.
Биооценка токсичности сточных вод
Процедура биоиндикации также применяется в качестве биологической оценки токсичности сточных вод. В качестве тест-объектов изучаются различные ресурсы (поверхностные и донные) сточных вод. Наиболее часто используемыми биоиндикаторами являются различные микроводорослевые культуры. Также анализ токсической загрязненности сточных вод может быть произведен посредством применения, описанного раннее метода динамики проращивания семян при орошении их сточной водой.
Биотестирование морской среды
Оценивание токсикологической загрязненности морской среды проводится с использованием в виде индикаторов личинок атеринов. Анализ экологической загрязненности морских вод проводится по следующему алгоритму:
Личинки помещаются в среду, лишенную каких-то либо токсикантов.
Реализуется метод микрокалометрии (основанный на способности продуцировать тепло живыми организмами).
Проводится измерение колебаний концентрации в среде ксенобиотических агентов (чужеродных).
На основе полученных данных и сравнении с контрольными образцами выдается заключение о степени загрязненности изучаемой территории.
Биотестирование отходов 5 класса
К отходам класса опасности относятся бытовые отходы, утилизируемые на общих свалках. В качестве примеров отходов данного класса опасности можно привести следующие: опилки, бумага, упаковка из под кирпича, яичная скорлупа, зола, щебень, различный металлолом, древесные материалы и так далее.
В законодательстве Российской Федерации существует пункт, согласно которому производственные отходы должны быть отнесены к тому или иному классу опасности. За несоблюдение данного пункта владельцам промышленных предприятий (юридическим лицам) полагается достаточно большой штраф (порядка 200-300 тысяч рублей в зависимости от региона).
Биотестирование отходов – это процедура, при которой проводится определение изучаемых отходов к тому или иному классу опасности. Биотестированием могут заниматься только организации, имеющие на это лицензию.
Экологическое состояние окружающей среды – это важный показатель, который определяется плодородием почвы, степень загрязненности воздуха и водоемов, численностью и морфофункциональным состоянием флоры и фауны изучаемого участка территории. Данный показатель определяется при помощи применения процедур биотестирования и биоиндикации. Кроме того, указанные процедуры нашли широкое применение в оценке классов опасности отходов, что также направлено контроль загрязненности окружающей территории.
Обзор методов биоиндикации и биотестирования для оценки состояния окружающей среды
Дата публикации: 03.06.2015 2015-06-03
Статья просмотрена: 15189 раз
Библиографическое описание:
Обзор методов биоиндикации и биотестирования для оценки состояния окружающей среды / А. С. Еремеева, М. И. Донченко, В. С. Бучельников [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 11 (91). — С. 537-540. — URL: https://moluch.ru/archive/91/19944/ (дата обращения: 09.12.2021).
Методами биотестирования и биоиндикации определяется наличие в окружающей среде загрязнителя по состоянию определенных организмов, наиболее чувствительных к изменению экологической обстановки. Первые схемы растений — индикаторов горных пород были представлены в конце XIX в. А. П. Карпинским.
Биоиндикация — это определение биологически значимых нагрузок на основе реакций на них живых организмов и их сообществ. В полной мере это относится ко всем видам антропогенных загрязнений. Основной задачей биоиндикации является разработка методов и критериев, которые могли бы адекватно отражать уровень антропогенных воздействий с учетом комплексного характера загрязнения и диагностировать ранние нарушения в наиболее чувствительных компонентах биотических сообществ. Организмы и сообщества организмов, жизненные функции которых тесно коррелируют с определенными факторами среды и могут применяться для их оценки, называются биоиндикаторами.
Под биотестированием обычно понимают процедуру установления токсичности среды с помощью тест — объектов — специально отобранных и выращиваемых живых организмов, сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетании вызывают изменения их жизненно важных функций [8].
Цель нашей работы — провести литературный обзор по методам биотестирования и биоиндикации, которые используются для оценки состояния компонентов природных сред в настоящее время.
Для определения токсичности среды используются различные методы, в зависимости от среды, которую нужно проверить. Каждый метод использует свой тест-объект. Тест-объекты для биотестирования, используемые в настоящее время [1–7, 9–11], представлены в таблице 1.
Применение различных тест — объектов для биоиндикации и биотестирования
Балаян Алла Эдуардовна;
Саксонов Михаил Наумович Стом Дэвард Иосифович;
Стом Алина Дэвардовна [3].
увеличение пузыревидных клеток
Фролова Людмила Леонидовна;
Фирсова Светлана Станиславовна [11].
Руднева Ирина Ивановна; Шайда Валентин Григорьевич; Кузьминова Наталья Станиславовна [9].
личинки черноморских рыб атерины (Atherina hepsetus, Atherina mochon pontica)
Левина Ирина Леонидовна; Щербакова Наталья Ивановна; Полуян Анна Яковлевна [7].
коэффициент пороговых концентраций
Афанасьев Дмитрий Федорович; Цыбульский Игорь Евгеньевич [2].
микроводоросли вида Scenedesmus apiculatus
вода и донные отложения Азовского и Черного морей
Кузьминова Наталья Станиславовна [6].
культуры одноклеточных морских микроводорослей Platymonas viridis Rouch и Dunaliella salina Teod
численность клеток водорослей
водная среда (Морская вода)
Азарова Светлана Валерьевна [1];
Жорняк Лина Владимировна [4];
Таловская Анна Валерьевна [10].
мушка Drosophila melanogaster
отходы горно — добывающих предприятий Республики Хакасия; почвы; аэрозоли
Заалишвили Владислав Борисович;
Алборов Иван Давыдович; Бадтиев Юрий Саламович; Тедеева Фатима Георгиевна; Алагов Азамат Асланбекович [5].
У каждого метода есть свои особенности. В общем охарактеризовать методы можно по видам используемых тест-объектов и способам анализа их реакций на загрязнение природной среды.
1. Способ биоиндикации загрязнения воздуха. Изобретение относится к экологии, в частности к оценке качества атмосферного воздуха по состоянию лишайников-биоиндикаторов. При осуществлении способа используют палетку, изготовленную из прозрачной и гибкой полимерной пленки толщиной 0,2 мм, в форме прямоугольника размером 6×28 см с закругленными краями, на поверхности палетки выгравирован измерительный прямоугольник, шириной 5 см и длиной 20 см, разграфленный на ячейки размером 1×1 см, прикрепленный концами на коре дерева. Способ позволяет более упрощенно и достоверно определить загрязнение воздуха исследуемой территории.
2. Способ биоиндикации водоемов. Изобретение относится к области физики и биологии, может быть использовано для экологического мониторинга водоемов. Способ биоидикации водоемов включает отбор проб обитающих в водоеме планктонных организмов, определение уровня загрязнения путем их анализа и оценку результатов анализа, причем определение уровня загрязнения осуществляют путем филогенетического анализа генов рибосомальной РНК (18S рРНК) планктонных организмов в пробе, анализируют филогенетические деревья, сконструированные по консервативному гену 18S рРНК и выявляют эволюционные отношения исследуемого организма с другими сапробионтами, а оценку результатов анализа осуществляют следующим образом: при высоком (более 85 %) значении бутстреп-поддержки кластеров, включающих исследуемые планктонные организмы и устойчивые сапробионты, делают следующие выводы:
— при объединении в один кластер устойчивых индикаторных организмов ксено- и олигосапробных (или исключительно ксеносапробных) водоемов и исследуемого планктонного организма определяют, что водоем находится в благополучном экологическом состоянии и угроза негативного антропогенного воздействия отсутствует,
— при объединении в один кластер устойчивых индикаторных организмов олиго- и мезосапробных (или исключительно олигосапробных) водоемов и исследуемого планктонного организма определяют, что водоем находится в нестабильном (в переходном от благополучного к неблагополучному состоянию) экологическом состоянии, испытывает несущественную антропогенную нагрузку, обладает способностью к самовосстановлению и не нуждается в осуществлении дополнительных природоохранных мероприятий,
— при объединении в один кластер устойчивых индикаторных организмов мезо- и полисапробных (или исключительно мезосапробных) водоемов и исследуемого планктонного организма определяют, что водоем находится в неблагополучном состоянии и испытывает существенную антропогенную нагрузку, естественной способности к самовосстановлению недостаточно и водоем нуждается в осуществлении природоохранных мероприятий,
— при объединении в один кластер устойчивых индикаторных организмов полисапробных водоемов и исследуемого планктонного организма делают вывод о наличии локальной экологической катастрофы и необходимости принятия безотлагательных восстановительных мер. Способ обеспечивает повышение достоверности результата биомониторинга для использования без ограничения территорией, независимо от географического местоположения исследуемого водоема.
3. Способ биологической оценки токсичности морской среды. Способ биологической оценки токсичности морской среды относится к биологическим способам оценки экологического риска и анализа загрязнения водной среды и может быть использован в марикультуре, водной токсикологии, рыбоводстве. В способе в качестве биологических тест — объектов используются личинки черноморских рыб атерины (Atherina hepsetus, Atherina mochon pontica), которые помещаются в тестируемую среду и в стерилизованную морскую воду. Контролем служит тестируемая среда и стерилизованная морская вода без токсиканта. Проводят микрокалориметрические измерения теплопродукции личинок и на основании расчета удельной теплопродукции, а также ее снижения у тест — объектов, подвергнувшихся действию токсикантов по отношению к показателям интактных личинок, делают вывод об уровне токсичности морской среды.
4. Способ определения влияния токсичности сточных вод на водные соленые среды. Способ определения влияния токсичности сточных вод на водные соленые среды относится к водной токсикологии и предназначен для оценки токсичности морской среды, содержащей сточные воды.
Способ состоит из определения показателей роста культуры морской одноклеточной водоросли в тестируемой воде и включает культивирование культуры морской одноклеточной водоросли, процедуру биотестирования, состоящую из отбора проб воды, внесения в контроль и в тестируемую среду инокулята культивируемой водоросли, подсчета численности клеток водоросли. В качестве тест — объектов используют культуры одноклеточных морских микроводорослей Platymonas viridis Rouch и Dunaliella salina Teod, на которых проводят долгосрочный (15-суточный) эксперимент. Микроводоросль Platymonas viridis Rouch используют для оценки влияния токсичности стоков на морскую среду.
Тестирование с применением Drosophila melanogaster заключается в том, что исследуемый объект помещается в среду, которую необходимо проверить на токсичность. Далее за мушками ведется наблюдение, в ходе которого можно сделать вывод о состоянии данной среды. Тестирование с применением Drosophila melanogaster позволяет на более тонком уровне (посредством определения мозаиков) определить отрицательное влияние поллютантов.
Из таблицы следует, что в настоящее время для биоиндикации водных объектов чаще всего используют различные водные организмы, для биотестирования атмосферного воздуха добавляются лишайники, мушки, для отходов горно-добывающих предприятий и почв — дрозофилы.
Для оценки токсичности изучаемых объектов исследователями разных стран используются в качестве тест-систем различные организмы: от бактерий до млекопитающих. Конечной целью всех биотестов является оценка безопасности или иных свойств исследуемого объекта на организмах-моделях и на основании полученных результатов прогнозирование реакции организма человека и/или животных на этот объект. Наиболее известные тест-объекты: 1) культуры клеток тканей человека и животных; 2) одноклеточные зеленые водоросли (хлорелла, требоуксия из лишайников и прочее); 3) простейшие: инфузория-туфелька; 4) бактерии; 5) членистоногие: рачки дафния и артемия; 6) рыбы; 7) насекомые; 8) мох: мниум; 9) цветковые: злак плевел, кресс-салат. Из всего многообразия разработанных и апробированных тест-систем в нашей стране узаконены лишь биотесты на ракообразных (дафниях или цериодафниях), водорослях (сценедесмус или хлорелла) и рыбах (гуппи или данио) [1,4]. Соответственно, для получения более корректной информации о токсичности исследуемых объектов можно рекомендовать использовать одновременно несколько тест-объектов с учетом их специфики.
1. Азарова С. В. Отходы горно — добывающих предприятий и комплексная оценка их опасности для окружающей среды (на примере объектов республики Хакасия): Автореферат Дис. … канд. геол.- мин. наук. — Томск, 2005г. — 21 с.
2. Афанасьев Д. Ф., Цыбульский И. Е. Способ оценки токсичности компонентов среды Азовского и Черного морей. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 26. 02. 2015).
3. Балаян А. Э., Саксонов М. Н., Стом Д. И., Стом А. Д. Способ определия токсичности водной среды. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 15. 02. 2015).
4. Жорняк. Л. В. Эколого — геохимическая оценка территории г. Томска по данным изучения почв: Автореферат Дис. … канд. геол.-мин. наук. — Томск, 2009г. — 21 с.
5. Заалишвили В. Б., Алборов И. Д., Бадтиев Ю. С., Тедеева Ф. Г., Алагов А. А. Способ биоиндикации загрязнения воздуха. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 23. 02. 2015).
6. Кузьминова Н. С. Способ определения влияния токсичности сточных вод на водные соленые среды. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 23. 02. 2015).
7. Левина И. Л., Щербакова Н. И., Полуян А. Я. Способ токсического действия пестицидов на водные объекты. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 12. 03. 2015).
8. Ляшенко О. А. Биоиндикация и биотестирование в охране окружающей среды. — Санкт- Петербург: Издательство СПбГТУРП, 2012. — 67 с.
9. Руднева И. И., Шайда В. Г., Кузьминова Н. С. Способ биологической оценки токсичности морской среды. [Электронный ресурс]. URL: http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru (дата обращения: 13. 02. 2015).
10. Таловская А. В. Оценка эколого — геохимического состояния районов г. Томска по данным изучения пылеаэрозолей: Автореферат. Дис. … канд. геол.-мин. наук. — Томск, 2008г. — 23 с.