POLITECHNIKA WARSZAWSKA
WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA
Ekotoksykologia
Wyznaczenie bezpiecznych stężeń związków chemicznych i ścieków dla biocenoz wodnych. Weryfikacja tych stężeń w modelowych ekosystemach wodnych typu mikrokosm.
Ochrona Środowiska
Grupa II
Poniedziałek 1015 – 1200
WARSZAWA 2009
-
TEMAT
Wyznaczenie bezpiecznych stężeń związków chemicznych i ścieków dla biocenoz wodnych i weryfikacja tych stężeń w modelowych ekosystemach wodnych typu mikrokosm.
-
CEL
Ocena toksyczności ścieków w odniesieniu do organizmów wodnych
-
ZAKRES BADAŃ
-
Przeprowadzenie jednogatunkowych testów toksykologicznych (ścieki z fenolem i parachlorofenolem) z zastosowaniem:
-
ryb (Lebistes reticulatus Peters) – test przeżywalności,
-
skorupiaków (Daphnia magna) – test enzymatyczny, test przeżywalności,
-
glonów (Scenedesmus quardicarda) – test wzrostowy,
-
bakterii luminescencyjnych (Vibrio fischeri) – test enzymatyczny.
-
Wyznaczenie stężeń letalnych (LC) i efektywnych (EC) .
-
Obliczenie jednostek toksyczności ostrej (TUa) i chronicznej ścieków (TUc).
-
Klasyfikacja toksyczności ostrej i ocena toksyczności ścieków według EWG.
-
Wyznaczenie bezpiecznego stężenia ścieków z parachlorofenolem w wodzie odbiornika w strefie wymieszania w okresie 4 dni.
-
Weryfikacja wyznaczonego stężenia dla ścieków z parachlorofenolem w modelowym ekosystemie wodnym typu mikrokosm.
-
METODYKA BADAŃ
Do przeprowadzonych badań zastosowano ścieki wg Weinbergera. Do ścieków zawierających fenol dodano 100 mg fenolu na 1 litr ścieków wg Weinbergera. Do ścieków zawierających parachlorofenol dodano 100 mg parachlorofenolu na 1 litr ścieków wg Weinbergera.
1). Jednogatunkowe testy toksykologiczne.
-
Test przeżywalności z zastosowaniem ryb Lebistes reticulatus Peters wykonany został zgodnie z procedurą podaną w skrypcie "Toksykologia środowiska, ćwiczenia laboratoryjne" Praca zbiorowa pod redakcją Marii Łebkowskiej, str.14. Hodowla ryb do przeprowadzenia badań prowadzona była zgodnie z normą PN – 90C – 04610/04.
-
Test przeżywalności z zastosowaniem skorupiaków Daphnia magna wykonany zgodnie z procedurą podaną w skrypcie "Toksykologia środowiska, ćwiczenia laboratoryjne" Praca zbiorowa pod redakcją Marii Łebkowskiej, str.12. Hodowla skorupiaków do przeprowadzenia badań prowadzona była zgodnie PN – 90C – 04610/03.
-
Test enzymatyczny typu IQ Toxcity Test (Fluotox) z zastosowaniem skorupiaków Daphnia magna wykonany zgodnie z procedurą podaną w skrypcie "Toksykologia środowiska, ćwiczenia laboratoryjne" Praca zbiorowa pod redakcją Marii Łebkowskiej, str.46 Hodowla skorupiaków do przeprowadzenia badań prowadzona była zgodnie PN – 90C – 04610/03.
-
Test wzrostowy z zastosowaniem glonów Scenedesmus quadricauda wykonany zgodnie z procedurą podaną w skrypcie "Toksykologia środowiska, ćwiczenia laboratoryjne" Praca zbiorowa pod redakcją Marii Łebkowskiej, str.33. Glony Scenedesmus quadricauda zostały wyhodowane zgodnie z procedurą podaną w skrypcie "Toksykologia środowiska, ćwiczenia laboratoryjne" Praca zbiorowa pod redakcją Marii Łebkowskiej, str.34.
-
Test enzymatyczny (LUMIStox) z zastosowaniem bakterii luminescencyjnych Vibrio fischeri wykonany zgodnie z procedurą podaną w skrypcie "Toksykologia środowiska, ćwiczenia laboratoryjne" Praca zbiorowa pod redakcją Marii Łebkowskiej, str.36
-
Wartość LC50 obliczono metodą probitową zgodnie z normą PN-90C-04610/04.
-
Wartość EC50 obliczono …………………………………..
-
Jednostki toksyczności ostrej ścieków TUa obliczono ze wzoru:
100
TUa = ———
LC50
(do wzoru za LC50 wstawiamy najniższą wartość spośród uzyskanych danych z testów toksyczności ostrej).
Jednostki toksyczności chronicznej ścieków TUc obliczono ze wzoru:
100
TUc = ———
NOEC
(za NOEC wstawiono najwyższą wartość spośród uzyskanych danych z testów toksyczności chronicznej).
Ekstrapolowano LC/EC50 do NOEC za pomocą współczynnika ACR = 10 według wzoru:
LC/EC50
NOEC = —————
ACR
-
Ocenę toksyczności ścieków wykonano w odniesieniu do kryteriów ich szkodliwości dla biocenoz wodnych według EWG (ACE 89/BE 2/D3 Final Report Commission EC).
-
Stężenia bezpieczne ścieków obliczono według Technical Support Document for Water Quality - based Toxics Control. US Environmental Protection Agency – Office of Water.
2). Weryfikacja wyznaczonych stężeń w modelowym ekosystemie wodnym typu mikrokosm.
-
Opis stanowiska badawczego:
Badania przeprowadzono w akwariach o pojemności 8 litrów. Wprowadzono: 5 litrów wody pochodzącej z biofiltru, 3 gatunki glonów, 2 gatunki zwierząt (małżoraczki i Daphnia magna) oraz rzęsę. Akwaria aklimatyzowano przez okres 1 tygodnia, następnie wprowadzono odpowiednie ilości ścieków, tak, żeby osiągnęły stężenia równe stężeniu bezpiecznemu oraz 25-krotnie wyższe od tego stężenia. W celu kontroli wykonywanego badania hodowlę prowadzono równolegle w akwariach bez ścieków.
-
Ocena zmian strukturalnych w ekosystemie
Ocenę zmian strukturalnych w ekosystemie przeprowadzono na podstawie zmian liczebności glonów, bakterii, zwierząt oraz wzrostu rzęsy.
TU NALEŻY DODAC
-
ZE SKRYPTU DO BILOGII CZ.1 OPIS: LICZEBNOSC POSZCZEGOLNYCH GATUNKOW W KOMORACH
-
BAKTERIE METODA PLYTKOWA KOCHA
-
Ocena zmian funkcjonalnych w ekosystemie:
Oceny zmian funkcjonalnych w ekosystemie dokonano na podstawie zmian chemicznych wody. Badania chemiczne zostały wykonane zgodnie z przepisami zawartymi w normach Polskiego Komitetu Normalizującego i obejmowały następujące oznaczenia:
-
Chlorki (Cl-) – Oznaczanie chlorków metodą miareczkową z azotanem srebra w obecności chromianu jako wskaźnika wg normy PN-ISO 9297:1994.
-
Azot amonowy (NH4) – Oznaczanie azotu amonowego metodą kolorymetryczną z odczynnikiem Nesslera wg normy PN-C-04576/04:1994.
-
Azot azotanowy (NO3) - Oznaczanie azotu azotanowego metodą kolorymetryczną z kwasem fenolodwusulfonowym wg normy PN/C – 04576.09.
-
Azot azotynowy (NO2) -
-
Fosforany (PO4) -
-
Chemiczne Zapotrzebowanie tlenu (ChZT) - Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania tlenu metodą dwuchromianową wg normy PN-ISO 6060:2006.
Tab.1 Wyniki badań jednogatunkowych
Organizm testowy
|
Rodzaj testu
|
Czas trwania testu
|
LC (EC) 50
|
Fenol [%]
|
Parachlorofenol [%]
|
Lebistes reticules
|
przeżywalności
|
96h
|
17,7
|
4,4
|
Daphnia
|
przeżywalności
|
48h
|
22,5
|
10,2
|
Daphnia
|
enzymatyczny
|
1h
|
15,1
|
3,2
|
Scenedesmus
|
wzrostowy
|
168h (7dni)
|
23,8
|
6,7
|
Vibrio fisheri
|
enzymatyczny
|
0,5h
|
28,5
|
7,1
|
Tab. 2 Jednostki toksyczności ostrej i chronicznej oraz klasyfikacja i ocena toksyczności ostrej wg EWG
-
Tab.3. Wyniki badań jednogatunkowych i jednostki toksyczności ostrej i chronicznej oraz klasyfikacja i ocena toksyczności ostrej wg EWG
Organizm testowy
|
Rodzaj testu
|
Czas trwania
|
LC50(EC50) [%]
|
TUa
|
Ocena toksyczności
|
Klasa
|
NOEC
|
Tuc
|
fenol
|
para -Cl-fenol
|
fenol
|
para -Cl-fenol
|
fenol
|
para -Cl-fenol
|
fenol
|
para -Cl-fenol
|
fenol
|
para -Cl-fenol
|
fenol
|
para -Cl-fenol
|
Lebistes reticulates
|
przeżywalności
|
96h
|
17,7
|
4,4
|
5,65
|
22,73
|
toksyczne
|
silnie toksyczne
|
II
|
III
|
1,77
|
0,44
|
56,50
|
227,27
|
Daphnia magna
|
przeżywalności
|
48h
|
22,5
|
10,2
|
4,44
|
9,80
|
toksyczne
|
toksyczne
|
II
|
II
|
2,25
|
1,02
|
44,44
|
98,04
|
Daphnia magna
|
enzymatyczny (fluotox)
|
1h
|
15,1
|
3,2
|
6,62
|
31,25
|
toksyczne
|
silnie toksyczne
|
II
|
III
|
1,51
|
0,32
|
66,23
|
312,50
|
Scenedesmus quadricauda
|
wzrostowy
|
7dni
|
23,8
|
6,7
|
4,20
|
14,93
|
toksyczne
|
silnie toksyczne
|
II
|
III
|
2,38
|
0,67
|
42,02
|
149,25
|
Vibrio fischeri
|
enzymatyczny (bioluminescencja)
|
0,5h
|
28,5
|
7,1
|
3,51
|
14,08
|
toksyczne
|
silnie toksyczne
|
II
|
III
|
2,85
|
0,71
|
35,09
|
140,85
|
b) Wyniki badań chemicznych
Chlorki Cl-
|
data
|
stężenie [mgCl-/dm3]
|
kontrola
|
C bezpieczne
|
25x C bezpieczne
|
01/12/2008
|
114,0
|
120,0
|
110,0
|
08/12/2008
|
132,0
|
136,0
|
145,0
|
15/12/2008
|
162,5
|
153,5
|
146,0
|
22/12/2008
|
172,0
|
171,0
|
176,0
|
Azot azotynowy NO2
|
data
|
stężenie [mg/dm3]
|
kontrola
|
C bezpieczne
|
25x C bezpieczne
|
01/12/2008
|
0,018
|
0,015
|
0,020
|
08/12/2008
|
0,041
|
0,048
|
0,078
|
15/12/2008
|
0,062
|
0,062
|
0,056
|
22/12/2008
|
0,071
|
0,045
|
0,050
|
Azot amonowy NH4
|
data
|
stężenie [mg/dm3]
|
kontrola
|
C bezpieczne
|
25x C bezpieczne
|
01/12/2008
|
0,06
|
0,12
|
0,92
|
08/12/2008
|
0,12
|
0,14
|
0,44
|
15/12/2008
|
0,14
|
0,14
|
0,92
|
22/12/2008
|
0,22
|
0,46
|
1,18
|
Azot azotanowy NO3
|
data
|
stężenie [mgNO3/dm3]
|
kontrola
|
C bezpieczne
|
25x C bezpieczne
|
01/12/2008
|
1,30
|
1,00
|
1,20
|
08/12/2008
|
1,30
|
1,30
|
1,40
|
15/12/2008
|
1,60
|
0,60
|
0,30
|
22/12/2008
|
1,20
|
0,30
|
0,10
|
ChZT
|
data
|
stężenie [mgO2/dm3]
|
kontrola
|
C bezpieczne
|
25x C bezpieczne
|
01/12/2008
|
4,8
|
48,0
|
62,4
|
08/12/2008
|
72,0
|
81,6
|
110,4
|
15/12/2008
|
81,6
|
96,0
|
148,8
|
22/12/2008
|
91,2
|
129,6
|
225,6
|
Fosforany PO43-
|
data
|
stężenie [mgPO4/dm3]
|
kontrola
|
C bezpieczne
|
25x C bezpieczne
|
01/12/2008
|
0,80
|
1,50
|
9,10
|
08/12/2008
|
0,22
|
0,23
|
0,26
|
15/12/2008
|
0,12
|
0,14
|
0,41
|
22/12/2008
|
0,17
|
0,31
|
0,54
|
Wyniki mikrobiologiczne (bakterie)
Kontrola |
|
-1
|
-2
|
-3
|
-4
|
-5
|
-6
| I |
np
|
67
|
10
|
1
|
1
|
25
|
II
|
np
|
1408
|
266
|
17
|
8
|
brak
|
III
|
np
|
268
|
312
|
34
|
6
|
2
|
IV
|
np
|
172
|
169
|
16
|
1
|
13
|
Stężenie bezpieczne
|
|
-1
|
-2
|
-3
|
-4
|
-5
|
-6
|
I
|
np
|
np
|
16
|
5
|
4
|
49
|
II
|
np
|
1020
|
146
|
12
|
3
|
1
|
III
|
np
|
np
|
218
|
15
|
2
|
2
|
IV
|
np
|
1776
|
216
|
52
|
3
|
brak
|
25 x stężenie bezpieczne
|
|
-1
|
-2
|
-3
|
-4
|
-5
|
-6
|
I
|
np
|
np
|
212
|
47
|
9
|
3
|
II
|
np
|
1152
|
212
|
21
|
5
|
15
|
III
|
np
|
238
|
328
|
34
|
4
|
1
|
IV
|
np
|
np
|
np
|
15
|
2
|
1
|
Tab. 5.2.1. Zestawienie wyników badań mikrobiologicznych
|
kontrola
|
stężenie bezpieczne
|
25 x stężenie bezpieczne
|
I
|
0,89*104
|
1,6*104
|
34,1*104
|
II
|
19,23*104
|
12,27*104
|
25,93*104
|
III
|
41,73*104
|
18,93*104
|
27,3*104
|
IV
|
43,23*104
|
19,68*104
|
17,5*104
|
Wykr. 5.2.1. Zestawienie wyników badań mikrobiologicznych
|