Aquatische toxicologie

aquatische toxiciteitstests (assays): toxiciteitstests worden gebruikt om kwalitatieve en kwantitatieve gegevens te verkrijgen over schadelijke (schadelijke) effecten van een toxisch middel op aquatische organismen. Toxiciteitstests kunnen worden gebruikt om het potentieel voor schade aan een aquatisch milieu te beoordelen en om een databank op te zetten die kan worden gebruikt om het risico van een specifieke toxicant in een situatie te beoordelen. Aquatische toxicologieproeven kunnen in het veld of in het laboratorium worden uitgevoerd. Veldexperimenten hebben over het algemeen betrekking op blootstelling aan meerdere soorten en laboratoriumexperimenten hebben over het algemeen betrekking op blootstelling aan één soort. Een dosis-responsrelatie wordt het vaakst gebruikt met een sigmoïdale curve om de toxische effecten op een geselecteerd eindpunt of criteria voor het effect (d.w.z. de dood of een ander schadelijk effect voor het organisme) te kwantificeren. De concentratie bevindt zich op de x-as en de procentuele remming of respons op de y-as.

de criteria voor effecten, of eindpunten waarop wordt getest, kunnen letale en subletale effecten omvatten (zie toxicologische effecten).

Er zijn verschillende soorten toxiciteitstests die op verschillende testsoorten kunnen worden uitgevoerd. Verschillende soorten verschillen in hun gevoeligheid voor chemische stoffen, hoogstwaarschijnlijk als gevolg van verschillen in toegankelijkheid, stofwisseling, excretiesnelheid, genetische factoren, voedingsfactoren, leeftijd, geslacht, gezondheid en stressniveau van het organisme. De meest voorkomende standaardsoorten zijn de dikkopminnow (Pimephales promelas), daphniden( Daphnia magna, D. pulex, D. pulicaria, Ceriodaphnia dubia), midge (Chironomus tentans, C. ruparius), regenboogforel (Oncorhynchus mykiss), schaapskopvis (Cyprinodon variegatu), zebravis (Danio rerio), mysiden (Mysidopsis), Oester (Crassotreas), scud (Hyalalla Azteca), grasgarnalen (Palaemonetes pugio) en mosselen (Mytilus galloprovincialis). Zoals gedefinieerd door ASTM, worden deze soorten routinematig geselecteerd op basis van beschikbaarheid, commercieel, recreatief, en ecologisch belang, in het verleden succesvol gebruik, en regulerend gebruik.

Er zijn verschillende aanvaardbare gestandaardiseerde testmethoden gepubliceerd. Sommige van de meer algemeen aanvaarde agentschappen om methoden te publiceren zijn: the American Public Health Association, US Environmental Protection Agency (EPA), ASTM International, International Organization for Standardization, Environment and Climate Change Canada, and Organisation for Economic Co-operation and Development. Gestandaardiseerde tests bieden de mogelijkheid om resultaten tussen laboratoria te vergelijken.

Er zijn vele soorten toxiciteitstests die algemeen worden aanvaard in de wetenschappelijke literatuur en de regelgevende instanties. Het gebruikte type test hangt van vele factoren af: Specifieke regelgevende instantie die de test uitvoert, beschikbare middelen, fysische en chemische kenmerken van het milieu, type toxisch middel, beschikbare testsoorten, laboratorium-Versus veldtests, eindpuntselectie en beschikbare tijd en middelen voor het uitvoeren van de tests zijn enkele van de meest voorkomende factoren die van invloed zijn op de opzet van de test.

Blootstellingssystemen

Blootstellingssystemen zijn vier algemene technieken waarop de controlegroepen en de testorganismen worden blootgesteld aan de behandeling met behandeld en verdund water of de testoplossingen.

  • statisch. Een statische test stelt het organisme bloot in stilstaand water. De toxische stof wordt aan het water toegevoegd om de juiste te testen concentraties te verkrijgen. De controle-en testorganismen worden in de testoplossingen geplaatst en het water wordt niet gedurende de hele test vervangen.
  • recirculatie. Een recirculatietest stelt het organisme op soortgelijke wijze bloot aan de toxische stof als de statische test, behalve dat de testoplossingen door een apparaat (d.w.z. filter) worden gepompt om de waterkwaliteit te handhaven, maar de concentratie van de toxische stof in het water niet verminderen. Het water wordt continu door de testkamer gecirculeerd, vergelijkbaar met een aquarium met beluchting. Dit type test is duur en het is onduidelijk of het filter of beluchter al dan niet een effect heeft op het gifmiddel.
  • vernieuwing. Bij een vernieuwingstest wordt het organisme op dezelfde wijze als bij de statische test aan de toxische stof blootgesteld omdat het zich in stilstaand water bevindt. Bij een verlengingstest wordt de testoplossing echter periodiek vernieuwd (constante intervallen) door het organisme over te brengen naar een nieuwe testkamer met dezelfde concentratie aan toxische stoffen.
  • doorstroom. Een doorstromingstest stelt het organisme bloot aan het toxisch middel met een stroom in de testkamers en vervolgens uit de testkamers. De eenmalige stroom kan intermitterend of continu zijn. Van tevoren moet een stamoplossing met de juiste concentraties verontreinigingen worden bereid. Doseerpompen of diluters zullen het debiet en het volume van de testoplossing regelen en de juiste verhoudingen van water en verontreiniging zullen worden gemengd.

soorten testedit

Acute tests zijn kortdurende blootstellingstests (uren of dagen) en gebruiken doorgaans letaliteit als eindpunt. Bij acute blootstelling komen organismen in één geval of in meerdere gevallen gedurende een korte periode in contact met hogere doses van het toxisch middel en veroorzaken zij gewoonlijk onmiddellijke effecten, afhankelijk van de absorptietijd van het toxisch middel. Deze tests worden over het algemeen uitgevoerd op organismen gedurende een bepaalde periode van de levenscyclus van het organisme, en worden beschouwd als partiële levenscyclustests. Acute tests zijn niet geldig als de sterfte in het controlemonster meer dan 10% bedraagt. De resultaten worden gerapporteerd in EC50, of concentratie die vijftig procent van de steekproefgrootte zal beà nvloeden.

chronische tests zijn langetermijntests (weken, maanden, jaren), in verhouding tot de levensduur van het testorganisme (>10% van de levensduur) en gebruiken over het algemeen subletale eindpunten. Bij chronische blootstelling komen organismen in contact met lage, continue doses van een toxisch middel. Chronische blootstelling kan effecten aan acute blootstelling veroorzaken, maar kan ook leiden tot effecten die zich langzaam ontwikkelen. Chronische tests worden over het algemeen beschouwd als tests met een volledige levenscyclus en bestrijken een volledige generatietijd of reproductieve levenscyclus (“ei tot ei”). Chronische tests worden niet als geldig beschouwd als de sterfte in het controlemonster meer dan 20% bedraagt. Deze resultaten worden over het algemeen gerapporteerd in NOECs (no observed effects level) en LOECs (Lowest observed effects level).

vroege levensfasetests worden beschouwd als subchronische blootstellingen die minder zijn dan een volledige reproductieve levenscyclus en blootstelling tijdens vroege, gevoelige levensfasen van een organisme omvatten. Deze blootstellingen worden ook genoemd kritische levensfase, embryo-larve, of ei-friettesten. Tests in de vroege levensfase worden niet als geldig beschouwd als de mortaliteit in het controlemonster meer dan 30% bedraagt.

subletale tests op korte termijn worden gebruikt om de toxiciteit van effluenten voor in het water levende organismen te evalueren. Deze methoden worden ontwikkeld door de EPA, en richten zich alleen op de meest gevoelige levensstadia. Eindpunten voor deze test zijn veranderingen in groei, reproductie en overleving. NOECs, LOECs en EC50s worden in deze tests gerapporteerd.

Bioaccumulatietests zijn toxiciteitstests die kunnen worden gebruikt voor hydrofobe chemische stoffen die zich in het vetweefsel van in het water levende organismen kunnen verzamelen. Toxicanten met lage oplosbaarheden in water kunnen over het algemeen worden opgeslagen in het vetweefsel als gevolg van het hoge lipidengehalte in dit weefsel. De opslag van deze toxische stoffen in het organisme kan leiden tot cumulatieve toxiciteit. Bioaccumulatietests maken gebruik van bioconcentratiefactoren (BCF) om concentraties van hydrofobe contaminanten in organismen te voorspellen. De BCF is de verhouding tussen de gemiddelde concentratie van de teststof in het weefsel van het testorganisme (onder steady-state-omstandigheden) en de gemiddelde gemeten concentratie in het water.

Zoetwatertests en zoutwatertests hebben verschillende standaardmethoden, met name zoals vastgesteld door de regelgevende instanties. Deze tests omvatten echter in het algemeen een controle (negatief en/of positief), een geometrische verdunningsreeks of een andere geschikte logaritmische verdunningsreeks, testkamers en gelijke aantallen duplo ‘ s en een testorganisme. De exacte blootstellingstijd en de duur van de test zijn afhankelijk van het type test (acuut Versus chronisch) en het type organisme. Temperatuur, waterkwaliteitsparameters en licht zullen afhangen van de eisen van de regelgever en het type organisme.

in de VS zijn veel afvalwaterlozers (bijv. fabrieken, elektriciteitscentrales, raffinaderijen, mijnen, gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties) verplicht om periodieke “Whole effluent toxicity” (natte) tests uit te voeren in het kader van het National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES) permit program, overeenkomstig de Clean Water Act. Voor installaties die in zoet water lozen, wordt effluent gebruikt voor het uitvoeren van statische-acute multi-concentratie toxiciteitstests met onder andere Ceriodaphnia dubia (watervlo) en Pimephales promelas (fathead minnow). De testorganismen worden gedurende 48 uur onder statische omstandigheden blootgesteld aan vijf concentraties van het effluent. De belangrijkste afwijking bij de toxiciteitstests voor chronisch effluent op korte termijn en de toxiciteitstests voor acuut effluent is dat de chronische test op korte termijn zeven dagen duurt en de acute test 48 uur. Voor lozingen in zee-en estuariene wateren zijn de gebruikte testsoorten schaapskop minnow (Cyprinodon variegatus), inland silverside (Menidia beryllina), Americamysis bahia en paarse zee-egel (Strongylocentrotus purpuratus).

Sedimenttestwerk

op enig moment accumuleren de meeste chemische stoffen uit zowel antropogene als natuurlijke bronnen zich in het sediment. Sedimenttoxiciteit kan daarom een belangrijke rol spelen bij de schadelijke biologische effecten die worden waargenomen bij in het water levende organismen, met name die in benthische habitats. Een aanbevolen aanpak voor het testen van sediment is de toepassing van de Sedimentkwaliteitstriade (SQT), waarbij sedimentchemie, toxiciteit en veldveranderingen gelijktijdig worden onderzocht, zodat meer volledige informatie kan worden verzameld. Het verzamelen, verwerken en opslaan van sediment kan een effect hebben op de biologische beschikbaarheid en om deze reden zijn standaardmethoden ontwikkeld om dit doel te bereiken.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.