Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ecotoxicity of ionic liquids as lubricants

Kałdoński T. J., Kałdoński T., Załęska-Radziwiłł M., Pawlak Z.

Journal of KONES

|

2015

|

Vol. 22, No. 1

135--142

EN

In this article there is discussed the influence of ionic liquids on natural environment on the basis of detailed analysis of the literature information and the results of the Authors' researches carried out within the framework of the development and research project no. PBR/15-249/2007/WAT-OR00002904 financed by Ministry of Science and Higher Education during 2007-2011. The literature information about toxic features of ionic liquids is very skimpy, but the detailed analysis of it and the results of our own researches allow us to say that not all ionic liquids should be treated as fully environmentally friendly substances. Among these substances, there are non-toxic and moderately toxic but there are very toxic liquids, too. Therefore, uncritical rating all ionic liquids among Green Chemistry is inappropriate. The test results of ionic liquids ecotoxicity were compared with the results obtained for standard oils used at lubrication technologies, particularly at motorization. All reference oils, according to EU classification, were non-toxic. The tests were carried out in accordance with OECD 202 European normative document, which recommends carrying out the tests for Daphnia Magna crustaceans. There were carried out: acute immobilization tests to Daphnia Magna, calculation of the effective concentrations EC50-t and evaluation of ionic and reference liquids toxicity with regard to used bioindicators

2

Wpływ nanoproduktów na wybrane organizmy - ocena ekotoksykologiczna

Karwowska E., Miaśkiewicz-Pęska E., Załęska-Radziwiłł M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2015

|

T. 18, nr 1

109--118

PL

Wzrost zainteresowania wykorzystaniem różnorodnych nanomateriałów w technologii, przemyśle, medycynie i życiu codziennym skutkuje zwiększeniem ich produkcji, a w konsekwencji - emisji do środowiska naturalnego. Ze względu na liczne doniesienia o negatywnym wpływie nanocząstek na komórki drobnoustrojów, roślin i zwierząt niezbędna jest ocena ich oddziaływania na środowisko. Jest to szczególnie istotne w przypadku nowo syntetyzowanych produktów, mogących znaleźć potencjalne zastosowanie w przemyśle czy gospodarce. W niniejszych badaniach podjęto próbę oceny przydatności standardowych testów ekotoksykologicznych z wykorzystaniem organizmów reprezentujących różne poziomy troficzne (DAPHTOXKIT, THAMNOTOXKIT, ALGALTOXKIT, PHYTOTOXKIT) w procesie wyboru nanomateriałów o potencjalnie najmniejszym oddziaływaniu na środowisko. Przedmiotem analiz były nowo zsyntetyzowane nanoproszki (ZnO, ZnO–S, TiO2, TiO2–Ag, TiO2–Ag2O, TiO2–Pd, TiO2–PdO, TiO2–Au) i nanożele (nano-kserożel TiO2–SiO2–Ag i nano-aerożele: TiO2–SiO2 oraz TiO2–Ag/N/C), mogące w przyszłości znaleźć zastosowanie jako składnik opakowań do przechowywania żywności. Eksperymenty pozwoliły na stwierdzenie znacznego zróżnicowania testowanych nanopreparatów pod względem toksyczności, jak również różnej wrażliwości organizmów testowych na badane substancje. Potwierdziły również przydatność standardowych testów ekotoksykologicznych oraz testów wzrostowych do oceny potencjalnego wpływu nanocząstek na środowisko, pozwalając na wstępne wytypowanie produktów najmniej toksycznych spośród testowanych nanomateriałów.

EN

The increasing interest concerning the application of nanomaterials in the technology, industry, medicine and everyday life results in their increasing production and - in consequence - emission to the natural environment. However, numerous scientific data confirm the negative influence of different nanoproducts (nano-metals, metal nano-oxides, carbon nanotubes, nanoparticles synthetized based on oxygraphene and chitosan) on organisms: bacteria, algae, fungi, small invertebrates, fish. The negative effect of nanoparticles on animal cells was also observed. The impact on the structure and functioning of cell membranes, disorders in methabolic processes in a result of the creation of reactive oxygen forms (ROS) as well as the impact on the activity of the cell enzymes and DNA synthesis are indicated as the potential mechanisms of the negative influence of nanomaterials. The evaluation of the intensity of nanoparticles’ impact on the environment is particularly important in case of newly-synthesized products, which may be potentially applied in practice, for example in the industry. In this research it was attempted to assess the suitability of standard ecological tests (DAPHTOXKIT, THAMNOTOXKIT, ALGALTOXKIT, PHYTOTOXKIT) as well as growth tests with an application of selected strains of bacteria and fungi in order to select the nanomaterials of the lowest influence on the environment. The analyses were focused on newly-synthesized nanoparticles in form of nanopowders (ZnO, ZnO–S, TiO2, TiO2–Ag, TiO2–Ag2O, TiO2–Pd, TiO2–PdO, TiO2–Au) or nanogels (nano-xerogel TiO2–SiO2–Ag and nano-aerogels: TiO2–SiO2 and TiO2–Ag/N/C), of the potential application in future as components of materials to produce packages for the food storage. The selection of the test procedures allowed to determine the influence of tested nanoparticles on the organisms representing different trophic levels. The experiments confirmed that some of the tested materials were toxic or strongly toxic, especially those containing atoms of silver. Because of this, they shouldn’t be applied for the production of food packages, though they revealed the significant antibacterial and antifungal properties. It was also observed that the impact of nanoparticles on tested organisms was diverse, depending on the kind of the organisms. Algae appeared as the most sensitive, which confirmed the significant risk related to the emission of nano-wastes into the water environment. On the other hand, some terrestrial plants revealed both growth inhibition and stimulation effects in the presence of tested nanomaterials. The experiments confirmed the suitability of standard ecotoxicological tests as well as the growth tests for the assessment of the potential influence of newly-synthesized nanoparticles on the natural environment and allowed to pre-select the nanoproducts of the comparatively lowest ecotoxicity.

3

Polyphosphate accumulating organisms in treatment plants with different wastewater composition

Muszyński A., Załęska-Radziwiłł M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2015

|

Vol. 8, no. 4

99--105

EN

Fluorescence in situ hybridization was applied to investigate the community structure of polyphosphate accumulating organisms (PAOs) in activated sludge of four full-scale wastewater treatment plants (WWTPs) with different configurations of bioreactors and wastewater composition. PAOs constituted 18-36% of the entire bacterial biovolume and they were more abundant in autumn than in spring. More than half of the probe-defined PAOs community were Tetrasphaera, which were particularly abundant in WWTPs with significant contribution of industrial wastewater or sewage from septic tanker trucks. Accumulibacter-PAOs accounted for up to 12% of all bacteria and were more abundant in the WWTP receiving typical domestic wastewater. Halomonas-PAOs did not generally exceed 1% of total biovolume and constituted a minor fraction of the PAOs community in all the tested WWTPs. Significant contribution of industrial wastewater and sewage from septic tanker trucks were the decisive factors in determining the PAOs community structure.

PL

Zbadano strukturę populacji bakterii akumulujących fosfor (PAO) w osadzie czynnym czterech oczyszczalni różniących się układem technicznym i składem dopływających ścieków. Badania prowadzono metodą fluorescencyjnej hybrydyzacji in-situ. Ogólna liczebność PAO w osadzie czynnym była wyższa na jesieni niż na wiosnę i zawierała się w granicach 18-36% ogółu bakterii. Ponad połowa PAO w badanych układach należała do rodzaju Tetrasphaera, które były szczególnie liczne w osadzie czynnym układów z dużym udziałem ścieków dowożonych transportem asenizacyjnym oraz pochodzących z przemysłu spożywczego. Zawartość Accumulibacter nie przekraczała 12%, osiągając najwyższe wartości w oczyszczalni, do której doprowadzano typowe ścieki bytowe. Liczebność Halomonas nie przekraczała na ogół 1% i bakterie te stanowiły mniejszość w populacji PAO we wszystkich badanych układach. Istotnym czynnikiem, wpływającym na strukturę PAO, był rodzaj dopływających ścieków, a w szczególności udział ścieków przemysłowych i dowożonych transportem asenizacyjnym.

4

Selected problems of the utilization of wastewater from wood industry by biological processes

Łebkowska M., Załęska-Radziwiłł M.

Environment Protection Engineering

|

2014

|

Vol. 40, nr 4

69--75

EN

A review of literature data has been presented, concerning selected problems of the utilization of wastewater from woodworking industry with the participation of microorganisms. Special attention has been focused on the biodegradation of components contained in water extracts from natural wood, leachates from wood waste and industrial wastewater generated in manufacturing wood products. Significance of white-rot fungi in enzymatic decomposition of lignin complexes has been emphasized. Many of chemical compounds which have toxic effect on water organisms are present in wastewater from wood industry. Although a lot of these compounds are potentially biodegradable, the decomposition process, especially of adhesives, may be inhibited by their high and harmful concentrations.

5

Wyznaczanie bezpiecznej zawartości leków w środowisku wodnym na podstawie badań ekotoksykologicznych

Affek K., Załęska-Radziwiłł M., Łebkowska M.

Ochrona Środowiska

|

2013

|

Vol. 35, nr 4

51--56

PL

Omówiono wyniki badań ekotoksykologicznych nad wyznaczeniem bezpiecznej zawartości 5-fluorouracylu w wodzie. W tym celu zastosowano metodę EMA (European Medicines Agency) do wyznaczania bezpiecznych ilości farmaceutyków, którą zweryfikowano w badaniach wielogatunkowych w modelowych ekosystemach wodnych typu mikrokosm. Przeprowadzone eksperymenty wykazały, że zawartość leku w wodzie nie może być uznana za bezpieczną. Ponadto współczynnik AF=10 (zgodnie z zaleceniami EMA) nie może stanowić podstawy do szacowania bezpiecznej ilości farmaceutyków dla biocenoz wodnych. Badania bioróżnorodności wykazały, że tzw. zawartość bezpieczna 5-fluorouracylu powodowała zmniejszenie wartości wskaźnika Shannona-Wienera w odniesieniu do organizmów mikrobentosu. Stwierdzono, że podstawę do ekotoksykologicznej oceny ryzyka wywołanego obecnością leków w wodach powierzchniowych powinien stanowić zestaw testów chronicznych uzupełniony badaniami molekularnymi oraz testami wielogatunkowymi typu mikrokosm. Należy podkreślić, że bezpieczne ilości farmaceutyków, które nie wywołują ryzyka dla organizmów wodnych i człowieka powinny być podstawą optymalizacji procesów oczyszczania ścieków i usuwania leków z wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi.

EN

The results of ecotoxicological research on determination of safe concentration limits of 5-fluorouracil (anticancer drug) in water were discussed. A method for determination of safe concentrations of pharmaceuticals according to the EMA (European Medicines Agency) guidelines was employed for this purpose. The procedure was verified in microcosm, multispecies model ecosystem studies. The experiments demonstrated that concentrations determined in water by the EMA recommended method cannot be considered safe. Additionally, the coefficient AF=10 (acc. to EMA recommendations) cannot form the basis for estimates of safe concentration limits of pharmaceuticals in aquatic biocenoses. The bioequivalence studies showed that so-called safe 5-fluorouracil concentration led to decrease in Shannon-Wiener index value in regard to microbentos. It was found that ecotoxicological risk assessment for the presence of pharmaceutical in surface waters should be based on chronic test set supported with molecular studies and multispecies microcosm testing. It should be noted that safe concentrations of pharmaceuticals that cause no risk to aquatic biota and humans should form the basis for the process optimization in regard to wastewater treatment and elimination of medicines from potable water.

6

Zastosowanie badań molekularnych do oceny wpływu farmaceutyków na organizmy ekosystemu wodnego

Affek K., Załęska-Radziwiłł M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2012

|

Nr 9

392-395

PL

W ostatnich latach zaobserwowano wzrost stężeń farmaceutyków w wodach powierzchniowych. Długotrwałe narażenie na środki lecznicze może powodować szereg nieprzewidywalnych zmian na poziomie molekularnym w komórkach organizmów i w konsekwencji prowadzić do zmian bioróż-norodności. W badaniach ekotoksykologicznych szerokie zastosowanie znalazła genetyka molekularna. W niniejszej pracy omówiono wybrane molekularne techniki badawcze (testy mutagenności, cytogenetyczne, immunologiczne, na bazie PCR i mikromacierzy) w kontekście ich zastosowania w badaniach szkodliwości farmaceutyków obecnych w wodach powierzchniowych w stosunku do biocenozy.

EN

Concentrations of pharmaceuticals in surface waters have increased recently. Chronic exposure to drugs can cause a number of unforeseeable molecular changes in the cells of organisms, and can consequently lead to changes in biodiversity. Molecular genetics has found widespread use in ecotoxicological studies. This paper discusses some molecular techniques (mutagenicity, cytogenetic and immunological tests, tests based on PCR and microarrays) in the context of assessment of the influence that pharmaceuticals present in surface waters have on biocenosis.

7

Substancje farmaceutyczne w środowisku wodnym - występowanie i zagrożenia

Łebkowska M., Załęska-Radziwiłł M., Affek K.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2012

|

Nr 3

129-133

PL

W pracy przedstawiono przegląd danych z piśmiennictwa dotyczący występowania substancji czynnych wchodzących w skład leków w ściekach, wodach powierzchniowych i w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Zwrócono uwagę na nieskuteczność usuwania farmaceutyków w konwencjonalnych procesach uzdatniania wody. Większą efektywnością eliminacji tych związków charakteryzują się metody odwróconej osmozy i nanofiltracji oraz wysokoefektywne sposoby utleniania. Omówiono badania nad ekotoksycznością wybranych leków w zakresie toksyczności ostrej i chronicznej. W części końcowej pracy sformułowano uwagi i zalecenia wskazujące na konieczność podejmowania badań naukowych i działań zmierzających do minimalizacji ryzyka związanego z występowaniem farmaceutycznych substancji czynnych, zwanych również farmaceutykami, w środowisku wodnym.

EN

This paper presents an overview of the literature concerning the occurrence of drugs in wastewater, surface and potable water. Ineffectiveness of conventional removal of pharmaceuticals in water treatment processes is emphasized. Application of reverse osmosis, nanofiltration and advanced oxidation processes makes these compounds easier to eliminate. Research on the acute and chronic ecotoxicity of selected drugs is discussed. Final remarks and recommendations indicate the necessity to undertake research and action to mitigate risks related to the occurrence of pharmaceuticals in the aquatic environment.

8

Występowanie i ekotoksyczność nanocząstek

Łebkowska M., Załęska-Radziwiłł M.

Ochrona Środowiska

|

2011

|

Vol. 33, nr 4

23-26

PL

Przedstawiono problematykę związaną z badaniami ekotoksykologiczny-mi nanocząstek. Omówiono rodzaje nanocząstek i nanomateriałów, takich jak nanometale, nanoceramiki, nanopolimery i nanostruktury węglowe. Scharakteryzowano interakcje nanocząstek z organizmami wodnymi i lądowymi. Omówiono wyniki badań toksyczności nanocząstek zawierających tytan, cynk, srebro, cer oraz fulereny (C60). Wykazano, że oddziaływanie nanomateriałów na organizmy i środowisko ich bytowania nie jest w dostatecznym stopniu poznane. Dotyczy to szczególnie biodostępności nanocząstek i mechanizmów ich przenoszenia w łańcuchu troficznym. Podkreślono, że stosowanie nanoczastek, w tym także w procesach oczyszczania wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, stwarza możliwość ich przedostawania się do sieci wodociągowej. Zwrócono uwagę na potrzebę rozwoju metod testowych i ich standaryzację oraz konieczność stworzenia ekotoksykologicznych baz danych obejmujących stosowane i nowo produkowane nanomateriały. Szerokie wykorzystanie nanomateriałów w technice powinno być podstawą do interdyscyplinarnych działań zmierzających do oszacowania ryzyka, jakie stanowią nanocząstki dla zdrowia ludzi.

EN

The paper reports on problems dealt with in ecotoxicological studies of nanoparticles. The types of nanoparticles and nanomaterials such as nanometals, nanoceramics, nanopolymers and carbon nanostructures are described in detail, and the interactions of nanoparticles with water and land organisms are characterized. Nanoparticles containing titanium, zinc, silver, cerium and fullerenes (C60) were tested for toxicity and the results obtained are discussed. However, the problem of how nanomaterials impact on living organisms and their habitat has not been sufficiently well recognized. This holds true not only for the bioavailability of nanoparticles and the mechanism governing their transport in the trophic chain. It has been emphasized that the use of nanoparticles - and this includes application in water treatment for human consumption - poses potential risk that they will penetrate the water distribution system. Furthermore, it has been stressed that the need for the development and standardization of reliable testing methods, as well as the necessity of establishing ecotoxicological data bases that would provide information about the nanomaterials already used and those being currently manufactured, has taken on a sense of significance. The widespread use of nanomaterials in engineering applications should be regarded as a spur to interdisciplinary research aimed at assessing potential health implications to the human organism.

9

Usable products from sewage and solid waste

Łebkowska M., Załęska-Radziwiłł M.

Archives of Environmental Protection

|

2011

|

Vol. 37, no. 3

15-19

EN

Sewage and solid waste can be a valuable source of materials used directly or indirectly in manufacturing of usable products. These processes are associated with elimination of pollutants from liquid and solid wastes. The best-known methods of waste management are production of biogas and composting. This paper focuses on the possibility of obtaining biomass as a source of protein feed (whose value, in terms of the composition of aminoacids and microelements, is comparable with conventional feed, e.g. soymeal, bonemeal or fishmeal). Sewage components for bacterial, fungal, algal and vascular plants' culture are characterized as a source of protein feed. Methods of industrial scale production of enzymes, mainly proteases and lipases that have broad applications in various industries, are discussed. Development perspectives of inexpensive methods of usable products from waste production are showed. Interdisciplinary nature of presented issues, which requires cooperation of specialists in biology, chemistry and technology, is emphasized.

PL

Ścieki i odpady stałe mogą być cennym źródłem surowców wykorzystywanych bezpośrednio lub pośrednio do wytwarzania użytecznych produktów. Procesom tym towarzyszy eliminacja zanieczyszczeń z odpadów płynnych i stałych. Do najbardziej znanych sposobów zagospodarowania odpadów należy produkcja biogazu i kompostowanie. W niniejszej pracy zwrócono szczególną uwagę na możliwość pozyskiwania biomasy jako źródła białka paszowego, którego wartość pod względem składu aminokwasów i mikroelementów jest porównywalna z paszami konwencjonalnymi, między innymi z mączką sojową, kostną, rybną. Scharakteryzowano surowce ze ścieków do hodowli bakterii, grzybów, glonów i roślin naczyniowych jako źródeł białka paszowego. Omówiono sposoby produkcji na skalę przemysłową enzymów, głównie proteaz i lipaz mających szerokie zastosowanie w różnych gałęziach gospodarki. Wskazano perspektywy rozwoju metod wytwarzania użytecznych produktów z odpadów, eliminujących drogie technologie. Podkreślono interdyscyplinarny charakter przedstawionej problematyki, wymagającej współdziałania specjalistów z zakresu biologii, chemii i technologii.

10

Environmental risk assessment of selected pharmaceuticals present in surface waters in relation to animals

Załęska-Radziwiłł M., Łebkowska M., Affek K., Zarzeczna A.

Archives of Environmental Protection

|

2011

|

Vol. 37, no. 3

31-42

EN

This paper addresses the issue of antibacterial drugs, estrogens and cytostatic drugs' presence in surface waters and their influence on animals. The ecotoxicity and the impact of three active compounds: ciprofloxacin, 17α-ethinylestradiol and 5-fluorouracil on protozoa, crustaceans and fish were examined. Acute tests (crustaceans' immobilization test, fish survival test, enzymatic test on Daphnia magna) and chronic tests (growth test on protozoa, reproduction test on crustaceans and juvenile growth test on two species of fish) were performed. Acute toxicity studies revealed diversified species - sensitivity to the tested compounds. Crustaceans Artemia salina were the most resistant to all three pharmaceuticals. Fish also demonstrated low sensitivity to ciprofloxacin and 5-fluorouracil (LC(EC)50-96h > 100 mg/l). In the survival tests, the greatest harm in respect to fish and crustaceans was demonstrated by 17α-ethinylestradiol, and in the enzymatic tests - by ciprofloxacin. In all chronic tests, the toxic effects of drugs were proven. Tested compounds limited reproduction of crustaceans and growth of protozoa and fry. The risk assessment, conducted on the basis of the PEC/PNEC quotient, showed a significant risk in relation to aquatic animals caused by the presence of 17α-ethinylestradiol and 5-fluorouracil in concentrations detected in surface waters.

PL

W pracy podjęto problem obecności leków antybakteryjnych, estrogenów i cytostatyków w wodach powierzchniowych i ich oddziaływania na organizmy zwierzęce. Zbadano ekotoksyczność trzech substancji aktywnych: cyprofloksacyny, 17 α-etynyloestradiolu i 5-fluorouracylu w odniesieniu do pierwotniaków, skorupiaków i ryb. Przeprowadzono testy ostre: immobilizacji ze skorupiakami, przeżywalności z rybami, enzymatyczny z Daphnia magna, oraz chroniczne: wzrostowy z pierwotniakami, reprodukcji ze skorupiakami i wzrostu narybku z dwoma gatunkami ryb. Badania toksyczności ostrej wykazały zróżnicowaną wrażliwość organizmów - najbardziej oporne na działanie wszystkich badanych związków były skorupiaki Artemia salina, małą wrażliwość na działanie cyprofloksacyny i 5-fluorouracylu wykazały również ryby – (LC(EC)50-96h > 100mg/l). Największą szkodliwością w stosunku do ryb i skorupiaków w badaniach przeżywalności charakteryzował się 17 α-etynyloestradiol, a w badaniach enzymatycznych cyprofloksacyna. We wszystkich testach chronicznych stwierdzono działanie toksyczne badanych leków. Związki te ograniczały reprodukcję skorupiaków, wzrost pierwotniaków i narybku. Ocena ryzyka dokonana na podstawie ilorazu PEC/PNEC wykazała duże ryzyko w stosunku do zwierząt wodnych wywołane obecnością 17 α-etynyloestradiolu i 5-fluorouracylu w wykrywanych stężeniach w wodach powierzchniowych.

11

Badania ekotoksykologiczne w procesioe ekologicznej oceny ryzyka w środowisku wodnym

Załęska-Radziwiłł M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2007

|

z. 52

3-196

PL

Przedmiotem niniejszej pracy jest ekotoksykologiczna ocena ryzyka wywołanego obecnością pestycydów chloroorganicznych w ekosystemie wodnym na podstawie testów jednogatunko-wych i weryfikacja uzyskanych wyników w testach wielogatunkowych w warunkach laboratoryjnych i polowych. Jako substancje modelowe zastosowano endosulfan i metoksychlor. Ocenę zagrożenia i ryzyka dokonano dla trzech różnych przewidywanych stężeń pestycydów określających narażenie (PEC) na podstawie stosunku toksyczności do narażenia (TER), ilorazu zagrożenia (HQ), współczynnika ryzyka (RQ = PEC/PNEC), frakcji zagrożonych gatunków (PAP) oraz wskaźnikowego systemu klasyfikacji ryzyka dla wód powierzchniowych PRISWi i PRISW^. Do oceny selektywności i możliwości użycia pestycydów w warunkach naturalnych zastosowano indeks bezpieczeństwa (IB). Przewidywane stężenie niewywołujące negatywnych skutków w środowisku (PNEC) obliczono na podstawie wyników badań własnych oraz danych literaturowych, przy zastosowaniu współczynników bezpieczeństwa oraz empirycznych modeli statystycznych opartych na rozkładzie wrażliwości gatunkowej (SSD). SSD zastosowano również do wyznaczenia PAF. PNEC i PAP wyznaczono dla wszystkich organizmów ekosystemu wodnego oraz dodatkowo dla kręgowców, bezkręgowców, stawonogów, bezkręgowców z wyłączeniem stawonogów, organizmów celowych (owadów) i niecelowych stawonogów. Wykazano, że endosulfan i metoksychlor należą do związków silnie toksycznych. Stwierdzono, że deterministyczna ocena ryzyka na podstawie HQ i TER jest wysoce konserwatywna, gdyż ogranicza dane toksyczności i narażenia do pojedynczych wartości i może prowadzić do błędnych wniosków dotyczących potencjalnych zagrożeń w środowisku. Do obliczeń PNEC można zastosować model własny, niezakładający postaci rozkładu wartości LC(EC)50-t. Wykazano, że szacowanie ryzyka jest bardziej miarodajne dla określonych grup organizmów uwzględniających ich rolę w poszczególnych poziomach troficznych aniżeli dla wszystkich organizmów w pojedynczym zbiorze. Analiza PAF udokumentowała, że w przypadku endosul-fanu ryzyko jest znaczne przy dopuszczalnym stężeniu pestycydów chloroorganicznych dla wód. Weryfikacja oceny zagrożenia i ryzyka w środowisku mikrokosmów laboratoryjnych wykazała, że wpływ pestycydów zwiększał się podczas stałego przepływu wody z badanymi związkarni w porównaniu z jednorazowym ich zastosowaniem. Pestycydy obniżały bioróżnorodność zwierząt w zbiorowiskach organizmów, kumulowały się w rybach i osadach dennych, sprzyjały rozwojowi glonów oraz bakterii wykorzystujących te związki jako jedyne źródło węgla i energii. Zjawiska te zostały potwierdzone w warunkach naturalnych. Wysoka szkodliwość badanych pestycydów, w tym niekorzystny wpływ na procesy hormonalne oraz kumulacja w osadach i materiale biologicznym, stanowi przeciwwskazanie do ich stosowania.

EN

The aim of presented research was the ecotoxicological risk assessment for water ecosystem polluted with chloroorganic pesticides on the basis of the single-species tests and the verification of the obtained results in multi-species tests in laboratory and in field conditions. The model substances chosen for the tests were endosulfan and metoxychlor. Hazard and risk assessment was prepared for three different predicted concentrations of the pesticides as the Predicted Environmental Concentration (PEC) on the basis of the Toxicity-Exposure Ratio (TER), Hazard Quotient (HQ), Risk Quotient (RQ = PEC/PNEC), Potentially Affected Fraction (PAF) and the Pesticide Risk Index for Surface Water PRISWi and PRISW^. In order to determine the selectivity and the possibility to use the pesticides in natural conditions a safety index IB was applied. Predicted No-Effect Concentration (PNEC) was calculated on the basis of the results of author's own research and the literature data using assessment factors and the empirical statistical models based on the Species Sensitivity Distribution (SSD). SSD was also used to determine PAF. PNEC and PAF was determined for all organisms living in water ecosystem and additionally for vertebrates, invertebrates, arthropoda, invertebrates excluding arthropoda, target arthropoda (insects) and other arthropoda. Endosulfan and metoxychlor were proved to be highly toxic compounds. The deterministic risk assessment on the basis of Hazard Quotient (HQ) and Toxicity-Exposure Ratio (TER) was found to be too conservative due to the fact that it limits the toxicity data and hazard data to the isolated values. It may result in false conclusions to the potential hazard in environment. In order to determine the Predicted No-Effect Concentration another offered by the author model can be used. The proposed model does not assume LC(EC)50-t distribution to be in fixed form. It was also proved that the risk assessment is more accurate for defined groups of organisms when their role at different trophic level is taken into consideration than for all organisms in ecosystem. PAF analysis confirmed that risk for endosulfan is very high even when the concentration of chloroorganic pesticides in water is at acceptable level. The verification of the risk and hazard assessment in laboratory microcosms showed that impact of pesticides was higher with the constant inflow of water containing the tested compounds when in comparison to the single use of pesticides at the beginning of the test. The presence of pesticides in the ecosystem resulted in the decrease of biodiversity of animals in the community. Pesticides cumulated in fish and in bottom sediments, stimulated the algae growth and the growth of bacteria using those compounds as the sole source of carbon and energy. These phenomena were confirmed in natural conditions. High harmfulness of the tested pesticides, especially the adverse impact on the hormonal processes and the accumulation in sediments and biological material is the clear contraindication against their use.

12

Endocrine disruptors - ecotoxicological assays

Łebkowska M., Załęska-Radziwiłł M.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

2007

|

Vol. 33, no. 3

81-88

EN

Endocrine disrupting compounds (EDCs) have the potential to alter hormone pathways that regulate life processes in humans, vertebrates and invertebrates. Besides xenobiotics having endocrine effects, there arc naturally occurring estrogenie compounds. The limited number of studies with EDCs in invertebrates is partially due to the fact that their hormonal systems arc rather poorly understood in comparison with vertebrates. It is also important, but difficult to discriminate between hormone - mediated and other toxicological modes of action. Data of the potentially adverse impact of EDCs on wildlife species arc reviewed.

PL

Związki zakłócające procesy hormonalne (EDs - endocrine disruptors) zmieniają funkcje hormonów regulujących przemiany fizjologiczne u ludzi, kręgowców i bezkręgowców. Do tych związków należą zarówno ksenobiotyki jak i substancje pochodzenia naturalnego między innymi o charakterze estrogenów. W piśmiennictwie jest niewiele danych o systemach hormonalnych u bezkręgowców i zaburzeniach w ich funkcjach pod wpływem zanieczyszczeń. W artykule podano informacje mające na celu przybliżenie problemów metodycznych w badaniach ckotoksykologicznych wybranych ED na niektórych grupach bezkręgowców.

13

Ocena ryzyka wywoływanego obecnością wybranych WWA w wodach powierzchniowych

Kalinowski R., Załęska-Radziwiłł M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2005

|

T. 8, nr 2

179-188

PL

Badania przeprowadzone w niniejszej pracy miały na celu ocenę ryzyka w środowisku wodnym wywołanego obecnością wybranych WWA - naftalenu, fenantrenu, antracenu i pirenu. Do realizacji tego celu wykonano "baterię" testów toksykologicznych z użyciem sześciu bioindykatorów - reprezentantów łańcucha pokarmowego. Wybór testów był podyktowany niewielką ilością danych toksykologicznych w piśmiennictwie odnośnie do badanych substancji oraz znacznymi różnicami w wynikach uzyskanych dla organizmów testowych. Otrzymane w pracy wartości stężeń LC(EC)50 posłużyły do oceny szkodliwości badanych związków, jak również do wyznaczenia ich stężeń bezpiecznych dla biocenoz wodnych oraz współczynnika ryzyka (RQ = PEC/PNEC, PEC - Predicted Environmental Concentration, PNEC - Predicted No Effect Concentration). Jako PEC przyjęto dane z Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 21 lutego 2004 r., jako PNEC - stężenia bezpieczne wyznaczone zmodyfikowaną metodą Załęskiej-Radziwiłł. Badane WWA wykazały najwyższą toksyczność w stosunku do reakcji enzymatycznych, w tym procesów hydrolizy (test FLUOTOX), oddychania i luminescencji (test LUMIStox). WWA charakteryzowały się także znaczną toksycznością w odniesieniu do wzrostu glonów. Wartości stężeń bezpiecznych WWA obniżały się wraz ze wzrostem masy cząsteczkowej tych związków. Biorąc pod uwagę wartości graniczne stężeń sumy WWA dla poszczególnych klas czystości wód powierzchniowych, ryzyko dla biocenoz wodnych występuje w przypadku fenantrenu i pirenu od II do V klasy czystości wód, a dla antracenu od III do V klasy. Naftalen nie w ykazał ryzyka w żadnej z klas czystości.

EN

The main goal of research presented in the study was to provide the risk assessment for water environment caused by the presence of chosen Polycyclic Aromatic Hydrocarbons -naphthalene, phenanthrene, anthracene and pyrene. To obtain this goal a battery of toxicity tests with six bioindicators: luminescent bacteria Vibrio fischeri, algae Selenastrum capricornutum, cladocera Daphnia magna Strauss, oligochaetes Tubifex tubifex, insect's larva Chironomus sp. and fish - Lebistes reticulatus Peters - representatives of water food chain was carried out. The choice of tests was imposed by the insufficient toxicity data concerning the investigated compounds in literature and the notable differences in tests results for different bioindicators. The obtained LC(EC)-50 values collected in Hazard Toxicity Profile were used to estimate harmfulness of investigated compounds and to calculate their safe concentrations for water biocenosis and Risk Quotient factor (RQ = PEC/PNEC, PEC - Predicted Environmental Concentration, PNEC - Predicted No-Effect Concentration). The concentrations of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons taken from the Ordinance of Minister of Environment in Poland dated 21st of February, 2004 were used as PEC. PNEC were safe concentrations calculated basing on the modified method by Zaleska-Radziwill. The isolated Polycyclic Aromatic Hydrocarbons investigated in the study showed the highest toxicity towards enzymatic reactions including the processes of hydrolysis (FLUOTOX test), respiration and luminescence (LUMIStox test). PAHs also displayed notable toxicity towards the algae growth. The values of single Polycyclic Aromatic Hydrocarbons safe concentrations decreased with increasing their molecular weight. Considering the limiting values of concentrations of PAHs for different classes of water quality, in the case of phenanthrene and pyrene there is a risk for water biocenosis im waters from the 2-nd to the 5-th class, and for anthracene in waters from the 3-rd to 5-th class. Naphtalene did not indicate any risk for waters of all classes.

14

Mikroorganizmy jako przyczyna pogarszania zapachu wody

Łebkowska M., Załęska-Radziwiłł M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2005

|

T. 8, nr 2

171-178

PL

Przedstawiono przegląd danych z piśmiennictwa dotyczący przyczyn pogarszania zapachu wody z uwzględnieniem mikroorganizmów, głównie cyjanobakterii i glonów. Liczne przypadki wystąpienia odorów wody na świecie i w Polsce wskazują na konieczność stałej kontroli biologicznej wody ujmowanej przez stacje uzdatniania oraz złóż filtracyjnych i przewodów prowadzących wodę do urządzeń odpowiedzialnych za jej oczyszczanie. Odory są w niewielkim stopniu usuwane w konwencjonalnych procesach uzdatniania wody. Wyróżnia się dwie grupy związków tworzonych przez cyjanobakterie i glony. Pierwsza obejmuje składniki syntezowane podczas wzrostu, deponowane w komórkach lub wydzielane pozakomórkowo. Druga grupa to substancje pochodzące z obumarłych organizmów przy zachowaniu aktywności enzymów - lipooksygenaz i oksygenaz karotenowych. Związki odoryzujące wodę są wytwarzane także przez bakterie i grzyby podczas rozkładu związków organicznych. Substancje zapachowe pochodzenia biologicznego to głównie terpeny i ich pochodne, kwasy organiczne, alkohole, ketony, aldehydy, estry, pirazyny i związki siarki. Najczęściej identyfikuje się geosminę i 2-metyloizoborneol. Odory produkowane przez mikroorganizmy nadają wodzie zapachy, m.in. błotniste, stęchłe, pleśni, aromatyczne, siana, rybne i septyczne. Na uwagę zasługuje fakt, iż próg zapachu pojawiający się w wodzie występuje przy śladowych ilościach związków odoryzujących, często rzędu ng/l. Natężenie zapachów wody nie zawsze koreluje z biomasą sinic i glonów.

EN

Presented article is a review of data taken from publications concerning causes of water odour in a connection with microorganisms, mainly cyanobacteria and algae. Frequent cases of bad water odour worldwide as well as in Poland indicate that the permanent and careful biological water control is necessary. It refers to the intake water of the Water Treatment Stations, infiltration beds and pipes leading water flow to the adequate cleaning units. Tastes and odours are not efficiently removed by conventional water treatment. The organisms most often linked to odour problem are Actinomycetes, Cyanobacteria and various types of algae. Other aquatic organisms such as sulphate-reducing bacteria, fungi, protozoa, nematodes, crustaceans have been identified as odour contributors. Among the Actinomycetes group the genus involved in odour production is Streptomyces. Cyanobacteria associated with odour episodes are various species of the genera Oscillatoria, Anabaena, Aphanizomenon and Phormidium. The genera of diatoms most often mentioned as odour producers are: Asterionella, Cyclotella, Melosira; some of the chysophytes are Synura and Dinobryon. Crustaceans as Cyclops, Daphnia and protozoans - Amoebae can cause odour problems, when they are present in a large biomass. Two groups of compounds which are formed by cyanobacteria and algae can be distinguished. In the first group there are those compounds that are synthesized during growth and are deposited in or excreted from cells. A second group contains compounds, that are only produced when the integrity of the cells is destroyed and lipooxygenases and carotene oxygenases become active. Odours compounds are also formed by bacteria and fungi during organic substances biodegradation. Biologically originated odours are terpens, and their derivatives, organic acids, alcohols, ketones, aldehydes, esters, pyrazines and sulphides. Most frequently geosmin and 2-methyloisoborneol are identified. Water odours produced by microorganisms are muddy/musty, fragrant, grassy, fishy and septic. It was stated that odour threshold in water is very low, of magnitude order about 1 ng/l. Odours intensity does not ever correlate with algal biomass and with optimal growth conditions in environment.