Vízi toxikológia

vízi toxikológiai vizsgálatok (assay-k): a toxicitási vizsgálatokat arra használják, hogy minőségi és mennyiségi adatokat szolgáltassanak a mérgező anyagok vízi szervezetekre gyakorolt káros (káros) hatásairól. A toxicitási vizsgálatok felhasználhatók a vízi környezet károsodásának lehetőségének felmérésére, és olyan adatbázist biztosíthatnak, amely felhasználható az adott helyzetben egy adott mérgező anyaghoz kapcsolódó kockázat felmérésére. Vízi toxikológiai vizsgálatok végezhetők a terepen vagy a laboratóriumban. A terepi kísérletek általában több faj expozíciójára, a laboratóriumi kísérletek pedig általában egyetlen faj expozíciójára vonatkoznak. A dózis-válasz összefüggést leggyakrabban szigmoid görbével használják a toxikus hatások számszerűsítésére egy kiválasztott végponton vagy hatáskritériumokon (azaz halál vagy a szervezetre gyakorolt egyéb káros hatás). A koncentráció az x tengelyen, a százalékos gátlás vagy válasz pedig az y tengelyen van.

a hatások kritériumai vagy a vizsgált végpontok magukban foglalhatják a halálos és a szubletális hatásokat (lásd toxikológiai hatások).

különböző típusú toxicitási vizsgálatok végezhetők különböző vizsgálati fajokon. A különböző fajok különböznek a vegyi anyagokkal szembeni érzékenységükben, valószínűleg a hozzáférhetőség, az anyagcsere-sebesség, a kiválasztódási sebesség, a genetikai tényezők, az étrendi tényezők, az életkor, a nem, az egészség és a stressz szintjének különbségei miatt. Gyakori standard vizsgálati fajok a hasfejű minnow (Pimephales promelas), daphnids (Daphnia magna, D. pulex, D. pulicaria, Ceriodaphnia dubia), midge (Chironomus tentans, C. ruparius), szivárványos pisztráng (Oncorhynchus mykiss), juhhal (Cyprinodon variegatu), zebrahal (Danio rerio), mysidopsis (mysidopsis), osztriga (Crassotreas), scud (Hyalalla Azteca), fű garnélarák (Palaemonetes pugio) és kagyló (Mytilus galloprovincialis). Az ASTM meghatározása szerint ezeket a fajokat rutinszerűen választják ki a rendelkezésre állás, a kereskedelmi, rekreációs és ökológiai fontosság, a múltbeli sikeres felhasználás és a szabályozási felhasználás alapján.

számos elfogadható szabványosított vizsgálati módszert tettek közzé. A módszerek közzétételére szélesebb körben elfogadott ügynökségek közül néhány: az Amerikai Közegészségügyi Szövetség, az amerikai Környezetvédelmi Ügynökség (EPA), az ASTM International, A Kanadai Nemzetközi Szabványügyi, Környezetvédelmi és Éghajlatváltozási szervezet, valamint a Gazdasági Együttműködési és Fejlesztési Szervezet. A szabványosított tesztek lehetővé teszik az eredmények összehasonlítását a laboratóriumok között.

a tudományos szakirodalomban és a szabályozó ügynökségekben széles körben elfogadott számos toxicitási vizsgálat létezik. Az alkalmazott teszt típusa számos tényezőtől függ: A vizsgálatot végző speciális szabályozó ügynökség, a rendelkezésre álló erőforrások, a környezet fizikai és kémiai jellemzői, a mérgező anyag típusa, a rendelkezésre álló vizsgálati fajok, a laboratóriumi és a helyszíni vizsgálatok, a végpontok kiválasztása, valamint a vizsgálatok elvégzéséhez rendelkezésre álló idő és erőforrások a vizsgálatok tervezését befolyásoló leggyakoribb tényezők.

expozíciós rendszerek

az expozíciós rendszerek négy általános technika a kontrollok és a vizsgált organizmusok a kezelt és hígított vízzel vagy a vizsgálati oldatokkal való érintkezésnek vannak kitéve.

  • statikus. A statikus teszt a szervezetet csendes vízben teszi ki. A mérgező anyagot a megfelelő vizsgálandó koncentrációk elérése érdekében adják a vízhez. A kontroll-és vizsgálati organizmusokat a vizsgálati oldatokba helyezik, és a vizet a vizsgálat teljes időtartama alatt nem cserélik.
  • recirkuláció. A recirkulációs vizsgálat a statikus vizsgálathoz hasonló módon teszi ki a szervezetet a mérgező anyagnak, azzal a különbséggel, hogy a vizsgálati oldatokat egy berendezésen (azaz szűrőn) keresztül pumpálják a vízminőség fenntartása érdekében, de nem csökkentik a mérgező anyag koncentrációját a vízben. A vizet folyamatosan keringtetik a vizsgálati kamrában, hasonlóan a levegőztetett akváriumhoz. Ez a fajta vizsgálat drága, és nem világos, hogy a szűrő vagy a levegőztető hatással van-e a mérgező anyagra.
  • megújítás. A megújítási teszt a szervezetet a statikus teszthez hasonló módon teszi ki a mérgező anyagnak, mivel állóvízben van. A megújítási vizsgálat során azonban a vizsgálati oldatot periodikusan (állandó időközönként) megújítják úgy, hogy a szervezetet egy ugyanolyan koncentrációjú toxikus anyagot tartalmazó friss vizsgálati kamrába helyezik át.
  • átfolyás. Az átfolyásos vizsgálat a szervezetet a mérgező anyagnak teszi ki, amely a tesztkamrákba, majd a tesztkamrákból áramlik. Az egyszeri áramlás lehet szakaszos vagy folyamatos. A szennyezőanyag megfelelő koncentrációjú törzsoldatát előzetesen el kell készíteni. Az adagolószivattyúk vagy hígítók szabályozzák a vizsgálati oldat áramlását és térfogatát, és összekeverik a víz és a szennyező anyag megfelelő arányát.

a tesztek típusai [szerkesztés]

az akut tesztek rövid távú expozíciós tesztek (órák vagy napok), és általában a letalitást használják végpontként. Akut expozíció esetén az organizmusok a toxikus anyag nagyobb dózisaival érintkeznek egyetlen esemény vagy több esemény során, rövid idő alatt, és általában azonnali hatásokat váltanak ki, a toxikus anyag felszívódási idejétől függően. Ezeket a vizsgálatokat általában organizmusokon végzik a szervezet életciklusának egy meghatározott időszakában, és részleges életciklus-vizsgálatoknak minősülnek. Az akut tesztek nem érvényesek, ha a kontroll mintában a mortalitás meghaladja a 10% – ot. Az eredményeket EC50-ben vagy olyan koncentrációban jelentik, amely a minta méretének ötven százalékát érinti.

a krónikus tesztek hosszú távú tesztek (hetek, hónapok évek), a vizsgált szervezet élettartamához viszonyítva (> az élettartam 10%-A), és általában szubletális végpontokat használnak. Krónikus expozíció esetén az organizmusok alacsony, folyamatos toxikus dózisokkal érintkeznek. A krónikus expozíció hatással lehet az akut expozícióra, de lassan kialakuló hatásokat is eredményezhet. A krónikus teszteket általában teljes életciklus-teszteknek tekintik, és egy teljes generációs vagy reproduktív életciklusra terjednek ki (“tojás-tojás”). A krónikus tesztek nem tekinthetők érvényesnek, ha a kontroll mintában a mortalitás meghaladja a 20% – ot. Ezeket az eredményeket általában NOECs-ben (no observed effects level) és LOECs-ben (Lowest observed effects level) jelentették.

a korai életszakaszra vonatkozó vizsgálatokat szubkrónikus expozíciónak kell tekinteni, amely kisebb, mint a teljes reprodukciós életciklus, és magában foglalja a szervezet korai, érzékeny életszakaszaiban történő expozíciót. Ezeket az expozíciókat kritikus életszakasznak is nevezik, embrió-lárva, vagy tojássütési tesztek. A korai életszakaszú tesztek nem tekinthetők érvényesnek, ha a kontroll mintában a mortalitás meghaladja a 30% – ot.

rövid távú szubletális vizsgálatokat alkalmaznak a szennyvíz vízi szervezetekre gyakorolt toxicitásának értékelésére. Ezeket a módszereket az EPA fejlesztette ki, és csak a legérzékenyebb életszakaszokra összpontosítanak. E vizsgálat végpontjai közé tartoznak a növekedés, a szaporodás és a túlélés változásai. Ezekben a vizsgálatokban NOECs, LOECs és EC50s értékeket jelentettek.

a Bioakkumulációs vizsgálatok olyan toxicitási vizsgálatok, amelyek a vízi élőlények zsírszövetében felhalmozódó hidrofób vegyi anyagok esetében alkalmazhatók. A vízben alacsony oldhatóságú mérgező anyagok általában a zsírszövetben tárolhatók a szövet magas lipidtartalma miatt. Ezeknek a mérgező anyagoknak a szervezetben történő tárolása kumulatív toxicitáshoz vezethet. A Bioakkumulációs vizsgálatok Biokoncentrációs faktorokat (BCF) használnak a hidrofób szennyező anyagok koncentrációjának előrejelzésére az organizmusokban. A BCF a vizsgált vegyi anyagnak a vizsgált szervezet szövetében (egyensúlyi állapotban) felhalmozódott átlagos koncentrációjának a vízben mért átlagos koncentrációhoz viszonyított aránya.

az édesvízi és a sósvízi vizsgálatok különböző szabványos módszerekkel rendelkeznek, különösen a szabályozó ügynökségek által meghatározott módon. Ezek a vizsgálatok azonban általában tartalmaznak egy kontroll (negatív és/vagy pozitív), egy geometriai hígítási sorozatot vagy más megfelelő logaritmikus hígítási sorozatot, tesztkamrákat és azonos számú ismétlést, valamint egy vizsgálati szervezetet. A pontos expozíciós idő és a vizsgálat időtartama a vizsgálat típusától (akut vagy krónikus) és a szervezet típusától függ. A hőmérséklet, a vízminőségi paraméterek és a fény a szabályozó követelményeitől és a szervezet típusától függ.

Az Egyesült Államokban számos szennyvízelvezető (pl. gyárak, erőművek, finomítók, bányák, települési szennyvíztisztító telepek) kötelesek időszakos teljes szennyvíz toxicitási (nedves) vizsgálatokat végezni a Nemzeti szennyezőanyag-kibocsátási rendszer (NPDES) engedélyezési programja alapján, a tiszta vízről szóló törvény. Az édesvízbe ürítő létesítmények esetében a szennyvizet statikus-akut, több koncentrációjú toxicitási vizsgálatok elvégzésére használják Ceriodaphnia dubia (vízibolha) és Pimephales promelas (fathead minnow), többek között Fajok. A vizsgált organizmusokat statikus körülmények között 48 órán át öt koncentrációban kell kitenni a szennyvíz hatásának. A rövid távú krónikus szennyvíz toxicitási vizsgálatok és az akut szennyvíz toxicitási vizsgálatok fő eltérése az, hogy a rövid távú krónikus vizsgálat hét napig, az akut vizsgálat pedig 48 órán át tart. A tengeri és folyótorkolati vizekbe történő kibocsátások esetében a vizsgált fajok a következők: birkahús minnow (Cyprinodon variegatus), belvízi ezüstös sün (Menidia beryllina), Americamysis bahia és lila tengeri sün (Strongylocentrotus purpuratus).

Üledékvizsgálatokszerkeszt

valamikor a legtöbb emberi és természetes forrásból származó vegyi anyag felhalmozódik az üledékben. Emiatt az üledék toxicitása nagy szerepet játszhat a vízi szervezetekben tapasztalt káros biológiai hatásokban, különösen azokban, amelyek Bentos élőhelyeken élnek. Az üledékvizsgálat ajánlott megközelítése az Üledékminőség-Triád (SQT) alkalmazása, amely magában foglalja az üledék kémiai, toxicitási és terepi változásainak egyidejű vizsgálatát, hogy teljesebb információkat lehessen gyűjteni. Az üledék gyűjtése, kezelése és tárolása hatással lehet A biohasznosulásra, ezért ennek a célnak megfelelő standard módszereket fejlesztettek ki.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.