Biotest z zastosowaniem synchronicznej hodowli glonów Chlorella vulgaris w kontroli jakości środowiska

Czaplicka, A.; Lodowska, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Biotest z zastosowaniem synchronicznej hodowli glonów Chlorella vulgaris w kontroli jakości środowiska

Autorzy

Czaplicka A. , Lodowska J.

Identyfikatory

Warianty tytułu

The environment quality control by Chlorella vulgaris synchronous culture bioassay

Języki publikacji

Abstrakty

Wykorzystanie biotestów w ocenie toksyczności środowiska wodnego jest cennym uzupełnieniem badań fizykochemicznych zapewniających bezpieczeństwo systemów zaopatrzenia ludności w wodę i logistyki jej zapasów. Obecnie wykorzystuje się ponad sto krótkoterminowych biotestów, w literaturze światowej zwanych short-term bioassays. Jednym z nich jest synchroniczna hodowla glonów Chlorella vulgaris. Celem artykułu jest przegląd zastosowań tego biotestu jako taniej i szybkiej metody kontroli jakości wód oraz wskazanie kryteriów, jakie mogą być w tym celu przydatne. Jednym z nich mogą być zmiany absorbancji komórek (680 nm), odzwierciedlające ich aktywność biologiczną (pomiary spektrofotometryczne prowadzone co godzinę w pierwszych 10 godzinach cyklu życiowego komórek - faza jasna). W ocenie toksyczności środowiska wodnego mogą być również wykorzystane zmiany profilu barwników fotosyntetycznych wyizolowanych z komórek potomnych Chlorella (24 godz.) oraz współczynnik podziału komórek (obliczony na podstawie ich liczebności na początku i końcu cyklu hodowlanego - 0 godz. i 24 godz.). Synchroniczna hodowla glonów Chlorella vulgaris może znaleźć zastosowanie w ocenie nie tylko czystości wód zbiorników wody pitnej (zbiornik Goczałkowice) lub rzek (Odra), lecz również toksyczności ścieków pochodzących z zakładów przemysłowych, np. garbarni.

Bioassays evaluating the toxicity of the aquatic environment are a valuable addition to tests that ensure the safety of water supply systems and logistics of water stocks. Currently more than one hundred short-term bioassays are used in the world. One of them is synchronous culture of Chlorella vulgaris algae. The aim of this study is to review applications of this bioassay as a cheap and fast method of water quality control and to show the criteria useful during the test. One of these criteria is the change of culture absorbance (680 nm), reflecting the biological activity of algae cells (spectrophotometric measurements are carried out every hour of the first 10 hours of the life cycle of cells - the light phase). The profile of changes of photosynthetic pigments, isolated from Chlorella cells (24 h), and the ratio of cell division (calculated on the basis of their number at the beginning and end of the culture cycle - 0 h and 24 h) may also be used to evaluate the toxicity of the aquatic environment. The synchronous culture of Chlorella vulgaris can be used to evaluate not only the water quality of potable water reservoirs (Goczałkowice) or of rivers (Oder), but also the toxicity of waste water from industrial plants, for example tanneries.

Słowa kluczowe

Chlorella vulgaris toksyczność biotest synchroniczna hodowla jakość wody barwnik fotosyntetyczny zbiornik Goczałkowice

Chlorella vulgaris ecotoxicity ecotoxicity test synchronous culture water quality control photosynthetic pigments Goczałkowice Reservoir

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Gospodarka Wodna

Rocznik

2017

Tom

Nr 3

Strony

78--81

Opis fizyczny

Bibliogr. 29 poz., rys.

Twórcy

autor

Czaplicka A.

Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Zaopatrzenia w Wodę i Ochrony Środowiska

autor

Lodowska J.

Śląski Uniwersytet Medyczny, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Katedra i Zakład Biochemii

Bibliografia

1. Borns E., H. Bohm, D. Schultze. 1973. Untersuchungen zum Einflüsse verschiedener Nahrloossungs kombinationen auf das Wachstum synchroner kulturen von Chlorella vulgaris, Wiss. Hefte des Pedagog, Institut Köthen, 2, 55.
2. Bulich A.A.1982. A practical and reliable method for monitoring the toxicity of aquatic samples. Process Biochem, 17, 45-47.
3. Chiu S.Y., C.Y. Kao, C.H. Chen, T.C. Kuan, S.C. Ong, C.S. Lin. 2008. Reduction of C02 by a high-density culture of Chlorella sp. in a semicontinuous photobioreactor. Bioresour Technol, 99(9): 3389-3396.
4. Cukurluoglu S., A. Muezzinoglu. 2013. Assessment of toxicity in waters due to heavy metals derived from atmospheric deposition using Vibrio fischeri. J. Environ. Sci. Health o Tox. Hazard Subst Environ Eng, 48(1): 57-66.
5. Czaplicka-Kotas A. 2007. Badania wpływu jakości wody na wytwarzanie barwników fotosyntetycznych w komórkach glonów Chlorella vulgaris na potrzeby biomonitoringu wód powierzchniowych. Ochr Śr., 1: 27-33.
6. Czaplicka-Kotas A., B. Cwalina, A. Szostak, P. Nogaj, Z. Ślusarczyk. 2004. Wpływ powodzi na jakość wód Goczałkowickiego Zbiornika Wodnego. Czasopismo Techniczne Wyd. PK z. 8-Ś/2004, Kraków, 49-58.
7. Czaplicka-Kotas A., J. Lodowska. 2014. Biomonitoring of surface water by synchronous culture of Chlorella vulgaris algae. Environ Protect Eng. 40(4): 29-40.
8. Czaplicka-Kotas A., J. Lodowska, A. Wilczok, Z. Ślusarczyk. 2009. Changes of photosynthetic pigments concentration in the synchronous culture of Chlorella vulgaris as an indicator of water quality in Goczałkowice Reservoir. Arch Environ Protect. 35(1): 65-73.
9. Grabowski J., P.P. Scully, R. Edwards, S. El Saadawy, M. Latosihska. 1997. Toksyczność metali dla mikroorganizmów - badania metodą fluorogennego substratu. Biotechnologia, 1(36): 25-36.
10. Griffiths M.J., C. Garcin, R.P van Hille, S.T. Harrison. 2011. Interference by pigment in the estimation of microalgal biomass concentration by optical density.). Microbiol. Methods. 85(2): 119-123.
11. Hsieh C.H., W.T. Wu. 2009. Cultivation of microalgae for oil production with a cultivation strategy of urea limitation. Bioresour Technol. 100(17): 3921-3926.
12. Kuhl A., H. Lorenzen. 1964. The handling and culturing of Chlorella [w:] Prescott D. M. [Ed.], Methods in Cell Physiology, Academic Press. New York, London, 159-187.
13. Leszczyńska M. 1996. Testy toksyczności w ochronie i kontroli jakości wód, Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Zaopatrzenie w wodę miast i wsi", Poznań, 41-55.
14. Lodowska J., A. Czaplicka-Kotas, P. Nogaj, I. Tam, A. Wilczok, B. Cwalina. 1998. Synchronous culture of Chlorella vulgaris as a biotest for quality of waste- water from tannery. Proc. Int. Conf. Trace Elements: Effect on Organisms and Environment, Cieszyn, 23-26.06.1998, 103-107.
15. Malara A., P. Oleszczuk. 2013. Application of a battery of biotests for the determination of leachate toxicity to bacteria and invertebrates from sewage sludge-amended soil. Environ Sci. Pollut. Res. Int. 20(5): 3435-3446.
16. Mazurek U. 1993. Changes of C18 fatty acids content in phospholipides of synchronously cultured Chlorella vulgaris. Acta Biochim Polon. 40(1): 120-122.
17. Mazurek U., T. Naglik, A. Wilczok, M. Latocha. 1990. Effect of cadmium on photosynthetic pigments in synchronously growing Chlorella cells. Acta Biochim Polon. 37(3): 391-394.
18. Mazurek U., A. Wilczok, D. Tyrawska, D. Świderska. 1992. The development of Chlorella vulgaris cells exposed to cadmium at successive stages of their life Cycle. Biol. Plant. 34(3-4): 319-323.
19. Nałęcz-Jawecki G., J. Sawicki. 2002. A comparison of sensitivity of spirotox biotest with standard toxicity tests. Arch Environ Contam Toxicol. 42(4): 389- 395.
20. Parfiniewicz B. 1998. Ocena toksyczności Cd (II) w obecności Cu (II), Co (II) i Zn (II) w synchronicznej hodowli glonów Chlorella vulgaris Beijerinck 1890, szczep A-8. Praca doktorska ŚAM, Sosnowiec.
21. Skowroński T. 1988. Wpływ kadmu na glony jednokomórkowe. Postępy Mikrobiol. XXVI 1(1 /2): 77-94.
22. Sosak-Świderska B., D. Tyrawska, U. Mazurek, A. Wilczok. 1994. Morphometric evaluation of cadmium - contaminated Chlorella vulgaris Beij. 1890, strain A8 cells. Pol. Arch. Hydrobiol., 41(1): 133-147.
23. Świerczek-Zięba G., J. Lodowska, U. Mazurek, S. Kurkiewicz, T. Wilczok. 2001. Metaprolol effect on fatty acids composition of cell membrane phospholipids. Sci Pharm. 69: 167-178.
24. Wardas W. 1983. Interakcja egzogennych węglowodorów z glonami Chlorella w środowisku wodnym, Prace Nauk. Inż. Ochr. Śród. Politechniki Wrocławskiej 53, seria: Monografie 22: 5-107.
25. Wilczok A., U. Mazurek. 1987. The role of water in size and shape characteristics of newly formed aplanospores of Chlorella vulgaris. Stud. Biophys. 122(1-3): 237-248.
26. Wilczok A., U. Mazurek, D. Tyrawska, B. Sosak-Świderska. 1994. Effect of cadmium on the cell division of Chlorella vulgaris Beijerinck 1890, strain A-8. Pol. Arch. Hydrobiol. 41(1): 123-131.
27. Wilczok T, E. Buszman, U. Mazurek, A. Wilczok, K. Raczek. 1985. Influence of colchicine and colchiceine on the cell cycle of Chlorella vulgaris. Wiss Hefte d. Pad. Inst. Köthen, 1(12): 59-61.
28. Wilczok T., J. Dworzański, T. Farbiszewska, M. Goss, Z. Dzierżewicz, U. Mazurek, M. Krystek, K. Raczek, M. Dębowski, I. Simon. 1984. Badania toksycznych zanieczyszczeń organicznych w wodach Odry i jej dorzecza. Forum Odrzańskie Opole 1983, Zeszyty Odrzańskie Seria Nowa, nr 12, 54-71.
29. Wytyczne OECD do badań substancji chemicznych, Glony, badanie hamowania wzrostu. 1984, nr 201.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-cb86f31c-72b8-481e-86bb-648e4c05e7a2