Badania wpływu bezpiecznych stężeń wybranych WWA na biocenozę wodną

• Autorzy: Załęska-Radziwił M. , Łebkowska M. , Kalinowski R.

Warianty tytułu

EN

Assessing the effects of the safety concentrations of some PAHs on the aquatic biocoenosis.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy dokonano weryfikacji wpływu tzw. bezpiecznych stężeń wybranych WWA (naftalen, fenantren, antracen i piren) - obliczonych na podstawie jednogatunkowych testów toksykologicznych - na biocenozę w modelowym, laboratoryjnym ekosystemie wodnym typu mikrokosm. Ocenę zmian strukturalnych i funkcjonalnych w ekosystemie wodnym przeprowadzono na podstawie analizy ilościowej i jakościowej fito- i zooplanktonu, osadu dennego, wzrostu roślin naczyniowych, oznaczeń enzymatycznych, mikrobiologicznych i wskaźników fizyczno-chemicznych. W końcowym czasie trwania badań zaobserwowano rozwój glonów, głównie zielenic Scenedesmus quadricauda i Selenastrum capricornutum, a w niektórych próbkach także Chlorella vulgaris. W warunkach doświadczeń licznie rozwijały się Heterocypris inconguretus i Brachionus calyciflorus. Nie zaobserwowano wystąpienia skutku śmiertelnego u ryb Lebistes reticulatus. Analiza mikroskopowa osadu dennego wykazała obecność licznych pierwotniaków zarówno w próbkach kontrolnych, jak i z dodatkiem WWA. Aktywność enzymatyczna osadu dennego charakteryzowała się fluktuacjami, zależnie od dopływu substratów pokarmowych pochodzących z obumierania organizmów. Na podstawie badań mikrobiologicznych stwierdzono, że liczebność bakterii w wodzie zmniejszyła się o rząd wielkości we wszystkich próbkach badanych i kontrolnych w czasie 14÷42 d, w porównaniu z ich liczbą stwierdzoną w czasie pierwszych 7 d doświadczeń. Liczebność grzybów na ogół ulegała znacznemu zmniejszeniu w czasie eksperymentu. Reasumując wyniki badań uzyskane w 42-dobowym eksperymencie przeprowadzonym w modelowym ekosystemie wodnym należy stwierdzić, że wyznaczone na podstawie jednogatunkowych testów toksykologicznych bezpieczne stężenia badanych WWA nie wpłynęły negatywnie na strukturę i funkcjonowanie biocenozy wodnej.

EN

The effects of the so-called safety concentrations on the aquatic biocoenosis in a model laboratory microcosm ecosystem were verified for the following PAHs of choice: naphthalene, phenanthrene, anthracene and pyrene. The safety concentrations were calculated using the results of laboratory single species toxicity tests. Structural and functional changes in the aquatic ecosystem were assessed by quantitative and qualitative analysis of the phyto- and zooplankton, bottom sediment, vascular plant growth, enzymatic reactions, as well as microbiological and physicochemical parameters. During the final period of the experiments algae growth was observed, primarily of the chlorophyta Scenedesmus quadricauda and Selenastrum capricornutum, and in some samples also Chlorella vulgaris. The experimental conditions applied favored a high growth of Heterocypris inconguretus and Brachionus calyciflorus. No PAH-influenced deaths were found to occur in the fish species Lebistes reticulatus. Microscopic examinations of the bottom sediment have revealed the presence of numerous protozoa both in the controls and in the PAH containing samples. Enzymatic activity of the bottom sediment fluctuated in the course of the experiments, according to the inflow of the food substrate coming from the atrophy of the organisms. Microbiological examinations make it clear that between the 14th and 42nd day of the test the number of bacteria in the water decreased by an order of magnitude in all the samples as compared to the number determined within the first 7 days. Summing up, the results obtained from a 42-day experiment conducted in a model aquatic ecosystem have demonstrated that the safety concentrations of the PAHs chosen, which were established in the course of single species toxicity tests, exert no adverse effect either on the structure or on the functionality of the aquatic biocoenosis.

Słowa kluczowe

PL

naftalen; fenantren; antracen; piren; biocenoza wodna; mikrokosm; stężenie bezpieczne

EN

naphthalene; phenanthrene; anthracene; pyrene; aquatic biocoenosis; microcosm; safety concentration

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 30, nr 4
• Strony: 19--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab.

Twórcy

autor

Załęska-Radziwił M.

autor

Łebkowska M.

autor

Kalinowski R.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Środowiska, Zakład Biologii, ul. Nowowiejska 20, 00-653 Warszawa,

Bibliografia

• 1. A. AKSMANN, Z. TUKAJ: The effect of anthracene and phenanthrene on the growth, photosynthesis, and SOD activity of the green algae Scenedesmus armatus depends on the PAR irradiance and CO2 level. Archives of Environmental Contamination and Toxicology 2004, 47, pp. 177–184.
• 2. J.L. BONNET, P. GUIRAUD, M. DUSSER, M. KADRI, J. LAFFOSSE, R. STEIMAN, J. BOHATIER: Assessment of anthracene toxicity toward environmental eukaryotic microorganisms: Tetrahymena pyriformis and selected micromycetes. Ecotoxicology and Environmental Safety 2005, 60, pp. 87–100.
• 3. J. BRANDYS: Toksykologia. Wybrane zagadnienia. Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, Kraków 1999.
• 4. Y.S. EL-ALAWI, B.J. MCCONKEY, D.G. DIXON, B.M. GREENBERG: Measurement of short and long-term toxicity of polycyclic aromatic hydrocarbons using luminescent bacteria. Ecotoxicology and Environmental Safety 2002, 51, pp. 12–21.
• 5. Environmental Protection Agency ECOTOX Database. http://www.epa.gov/ecotox/
• 6. V.E. FORBES, T.L. FORBES: Ecotoxicology in Theory and Practice. Chapman & Hall, Cambridge 1994.
• 7. A. GRABIŃSKA-ŁONIEWSKA: Ćwiczenia laboratoryjne z mikrobiologii ogólnej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999.
• 8. D.F. KALF, T. CROMMENTUIJN, E.J. VAN DE PLASSCHE: Environmental quality objectives for 10 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Ecotoxicology and Environmental Safety 1997, 36, pp. 89-97.
• 9. K. KERSTIG: Functional endpoints in field testing. In: Freshwater Field Tests for Hazard Assessment of Chemicals [Eds. I.R. HILL, F. HEIMBACH, P. LEEUWANGH, P. MITTHIESSEN]. Lewis Publishers, CRC Press Inc., 1994.
• 10. R. LASKOWSKI, P. MIGULA: Ekotoksykologia. Od komórki do ekosystemu. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 2004.
• 11. H.J. LEE, J. VILLAUME, D.C. CULLEN, B.C. KIM, M.B. GU: Monitoring and classification of PAH toxicity using an immobilized bioluminescent bacteria. Biosensors and Bioelectronics 2003, 18, pp. 571–577.
• 12. J.M. NEFF, S.A. STOUT, D.G. GUNSTERT: Ecological risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in sediments: Identifying sources and ecological hazard. Integrated Environmental Assessment and Management 2005, 1, 1, pp. 22–33.
• 13. PN-C-04537-02:1973. Woda i ścieki. Badania zawartości związków fosforu. Oznaczanie rozpuszczalnych ortofosforanów. Metoda kolorymetryczna przy użyciu molibdenianu amonowego i chlorku cynawego jako czynnika redukującego.
• 14. PN-C-04576-06:1973. Woda i ścieki. Badania zawartości związków azotu. Oznaczanie azotu azotynowego metodą kolorymetryczną z kwasem sulfanilowym i 1-naftyloaminą.
• 15. PN-C-04576-08:1973. Woda i ścieki. Badania zawartości związków azotu. Oznaczanie azotu azotanowego. Metoda kolorymetryczna z kwasem fenolodwusulfonowym.
• 16. PN-C-04576-4:1994. Woda i ścieki. Badania zawartości związków azotu. Oznaczanie azotu amonowego w wodzie metodą bezpośredniej nessleryzacji.
• 17. PN-C-04578-03:1974. Woda i ścieki. Badania zapotrzebowania tlenu i zawartości węgla organicznego. Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) metodą dwuchromianową.
• 18. PN-C-04616-08:1982. Woda i ścieki. Badania specjalne osadów. Oznaczanie aktywności dehydrogenaz w osadzie czynnym metodą spektrofotometryczną z TTC.
• 19. PN-EN ISO 17993:2005. Jakość wody. Oznaczanie 15 wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w wodzie metodą HPLC z detekcją fluorescencyjną po ekstrakcji ciecz–ciecz.
• 20. PN-ISO 9297:1994. Jakość wody. Oznaczanie chlorków. Metoda miareczkowania azotanem srebra w obecności chromianu jako wskaźnika (metoda Mohra).
• 21. A.Y. RENOUX, D. MILLETTE, R.D. TYAGI, R. SAMSON: Detoxification of fluorine, phenanthrene, carbazole and p-cresol in columns of aquifer sand as studied by the Microtox assay. Water Research 1999, 33, 9, pp. 2045–2052.
• 22. M. STRELOKE: Objectives and design of aquatic field microcosm studies for pesticide registration. Notes from technical workshop: Regulatory evaluation of aquatic microcosm studies with pesticides, Brighton 2002.
• 23. TOC Instruction Manual. Total Organic Carbon Analyzer Model TOC-5000. Shimadzu Corporation, Environmental Analyzers Plant, Analytical Instruments Division.
• 24. UTHSCSA ImageTool, Version 3.0 Final. http://ddsdx.uthscsa.edu/dig/itdesc.html.
• 25. R.P.A. VAN, T.C.M. WIJNGAARDEN, B. VAN DEN BRINK, P.J. ?????: Threshold levels of effects of insecticides in freshwater ecosystems: A review. Ecotoxicology 2005, 14, pp. 355–380.
• 26. G. VERRHIEST, B. CLEMENT, G. BLAKE: Single and combine effects of sediment-associated PAHs on three species of freshwater macroinvertebrates. Ecotoxicology 2001, 10, pp. 363–372.
• 27. M. ZAŁĘSKA-RADZIWIŁŁ: Wyznaczanie bezpiecznych stężeń zanieczyszczeń w wodach powierzchniowych na podstawie testów toksykologicznych. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych 1999, 18, ss. 491–501.
• 28. M. ZAŁĘSKA-RADZIWIŁŁ, R. KALINOWSKI: Badanie toksyczności wybranych WWA. Praca statutowa nr 504G/1112/0014/06, Politechnika Warszawska, Warszawa 2006 (praca niepublikowana).