Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ecotoxicological biotests as tools for continuous monitoring of water quality in dam reservoir

Łaszczyca Piotr, Nakonieczny Mirosław, Kostecki Maciej

Archives of Environmental Protection

|

2023

|

Vol. 49, no 1

25--38

EN

Ecotoxicological biotests were applied in order to evaluate their suitability as early warning systems in the continuous monitoring of lowland shallow dam reservoirs located in Central Europe. The following biotests were used: Daphtoxkit F™magna, Algaltoxkit F™, Ostracodtoxkit F, Phytotoxkit and MARA Test. The experiment was conducted from July 2010 to December 2012 in Goczalkowice Reservoir (the Vistula River, Poland), serving as a model. For the analysis, 41 out of 52 measured water indices were used to assess its toxicity to living organisms. The results of biotests were correlated with 41 hydrochemical indices of water quality. The pattern of relationships among the result of biotest and hydrochemical indices as well as Factor Analysis (FA) and Primary Component Analysis (PCA) revealed that: i) signs of ecotoxicity detected with biotests were associated with either low flow periods or spring surface runoff of water; ii) single events of increased ecotoxicity in the depression areas behind saddle dam pump stations appeared after high flow periods; iii) elevated toxicity was accompanied by high concentrations of dissolved and suspended substances; iv) FA and PCA demonstrated correlations among the results of biotests and damming parameters, water conductivity, alkali and transitory metal metals (Ca, Fe, Cu, Zn), and several forms of nitrogen phosphorous and carbon compounds concentration. The relationships suggest that batteries of biotests may serve as a cost-eff ective tool for continuous monitoring of water quality in dam reservoirs and can detect effects of extreme hydrologic events, local toxic discharges, and signs of the trophic status of the reservoirs.

PL

Celem pracy była analiza zastosowania biotestów ekotoksykologicznych do oceny ich przydatności jako systemów wczesnego ostrzegania w ciągłym monitoringu nizinnych, płytkich zbiorników zaporowych zlokalizowanych w Europie Środkowej. Zastosowano następujące biotesty: Daphtoxkit F™magna, Algaltoxkit F™, Ostracodtoxkit F, Phytotoxkit i MARA Test. Badania prowadzono od lipca 2010 do grudnia 2012 roku na Zbiorniku Goczałkowickim (Wisła, Polska), który pełnił funkcję modelu badawczego. Do analizy wykorzystano 41 z 52 zmierzonych wskaźników wody celem oceny jej toksyczności na organizmy żywe. Wyniki biotestów skorelowano z 41 hydrochemicznymi wskaźnikami jakości wody. Schemat zależności między wynikiem biotestów i wartościami wskaźników hydrochemicznych oraz wyniki analizy czynnikowej (FA) i analizy składowych pierwszorzędowych (PCA) wykazały, że: iii) oznaki ekotoksyczności wykryte za pomocą biotestów były związane albo z okresami niskiego przepływu, albo z wiosennym spływem wód powierzchniowych; iii) po okresach wzmożonych przepływów wystąpiły pojedyncze przypadki zwiększonej ekotoksyczności w obszarze obniżenia tamy bocznej za przepompowniami zapory; iii) podwyższonej toksyczności towarzyszyły wysokie stężenia substancji rozpuszczonych i zawieszonych; iv) FA i PCA wykazały korelacje między wynikami biotestów i parametrami piętrzenia, przewodnością wody, metalami alkalicznymi i przejściowymi (Ca, Fe, Cu, Zn) oraz kilkoma grupami związków azotu, fosforu i węgla. Uzyskane wyniki analizy sugerują, że baterie biotestów mogą służyć, jako efektywne, nisko kosztowe narzędzie do ciągłego monitorowania jakości wody w zbiornikach zaporowych i mogą wykrywać negatywne skutki ekstremalnych zdarzeń hydrologicznych, lokalnych zrzutów zanieczyszczeń oraz zmian stanu troficznego zbiorników. Wyniki sugerują, że biotesty mogą pomóc w ciągłym monitorowaniu poziomu troficznego zbiorników zaporowych

2

Determination of the Dependence of the Plant Growth Characteristics on the Concentration of Petrochemicals in the Soil

Cherniak Larysa, Mikhyeyev Oleksandr, Madzhd Svitlana, Lapan Oksana, Dmytrukha Tetyana, Petrusenko Valentyna

Journal of Ecological Engineering

|

2021

|

Vol. 22, nr 2

226--233

EN

The peculiarities of sanitary and hygienic rationing of the oil products content in environmental components were analyzed. It was established that the general ecological situation in our country and abroad is unsatisfactory and the issue of finding modern methods of standardizing the quality of environmental components, which would cover the indicators and criteria of their composition and properties, is becoming increasingly urgent. Together, it would ensure ecologically sustainable development of the biosphere in all hierarchical levels of its organization. It was established that such an assessment system does not exist today and therefore, there is no generally accepted universal method for assessing the quality of the environmental components. For this purpose, it is necessary to develop a methodology, in particular a method of biotesting, which will provide a generalized qualitative assessment of the ecological state of the environment, without being based on the quantitative characteristics of the MPC. The possibility of applying a new method of phytotesting of soil that was artificially contaminated with different types of petrochemicals in different concentrations per unit volume of soil using flax seedlings (Linum usitatissimum L.) was investigated. The growth characteristics of the test plants grown on artificially contaminated soil with petroleum products were presented. In the course of research, the possibility of studying the effect of petrochemicals on plants directly in artificially contaminated soil was confirmed. On the basis of the analysis of the obtained results, it was found that when the soil is contaminated with oil products, the aviation fuel has a greater impact on the shoots, whereas gasoline and diesel fuel have a lower impact on the roots in lower concentrations. At higher concentrations, their depressant effect is almost equal.

3

Ocena możliwości recyklingu popłuczyn z systemu oczyszczania wody basenowej

Łaskawiec E., Dudziak M., Wyczarska-Kokot J.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 1

185--193

PL

Przedstawiono ocenę fizykochemiczną oraz toksykologiczną próbek popłuczyn surowych (pobranych bezpośrednio po procesie płukania złóż filtracyjnych) po procesie napowietrzania oraz procesie dechloracji. Popłuczyny pobrano z obiegów basenowych dwóch krytych pływalni. Przeprowadzono badania wstępne i zasadnicze, w których popłuczyny charakteryzowały się zróżnicowanymi parametrami fizykochemicznymi. Do oceny toksykologicznej zastosowano test inhibicji bioluminescencji Mictorox®, test przeżywalności larw owadów Chaoborus sp. oraz fitotest z wykorzystaniem rzęsy drobnej Lemna minor. Badania wstępne obejmowały charakterystykę ekotoksykologiczną popłuczyn poddanych procesom napowietrzania oraz dechloracji. W badaniach zasadniczych analizowano wpływ czasu napowietrzania na jakość popłuczyn. Wyniki badań wstępnych wskazywały, że popłuczyny surowe, jak również po 30-minutowym napowietrzaniu nie mogły być bezpośrednio odprowadzone do środowiska naturalnego ze względu na wysoką toksyczność w stosunku do organizmów żywych. Zastosowanie dłuższego czasu napowietrzania (160 minut) przyczyniło się do znacznej poprawy jakości popłuczyn i eliminacji ich właściwości toksycznych w stosunku do organizmów wskaźnikowych. Zróżnicowane efekty uzyskano po procesie chemicznej dechloracji. Odnotowano stymulację bioluminescencji bakterii (testu Microtox®), ale równocześnie zaobserwowano śmierć pojedynczych osobników larw owadów. Pomimo wysokiego przyrostu biomasy w teście z Lemna minor, zaobserwowano stopniowe odbarwienie frondów pod wpływem popłuczyn. Ze względu na zmienność jakości popłuczyn, obecność w nich ubocznych produktów dezynfekcji i koagulacji oraz toksyczne oddziaływanie na organizmy niezbędne jest rozszerzenie badań w zakresie metod umożliwiających ich recykling.

EN

This study discusses the physical and chemical analysis as well as toxicological evaluation of backwashings samples collected after rising raw filter beds, following aeration and dechlorination process. The tested washings were collected at facilities located in two indoor swimming pools. Toxicological evaluation included Mictorox® bioluminescence inhibition assay, Chaoborus sp. larvae survivability test as well as Lemna minor duckweed fito test. The initial stage of the research was focused on eco-toxicological properties of backwashings, subject to aeration and dechlorination processes. The main stage of the research involved additional analysis of the impact of aeration duration on the quality of washings in terms of physical and chemical parameters. The results of the initial stage clearly suggest that both raw washings as well as washings after 30 minutes of aeration are not suitable for direct disposal in the environment due to biohazards resulting from high toxicity of washings. On the other hand extension of the aeration process (160 minutes) contributed to significant improvement of washings quality and removal of toxic properties in relation to the indicator species used in the research. Chemical dechlorination ended with varying results. Microtox® bioluminescence assay resulted in bacteria bioluminescence with simultaneous observation of death of individual larvae. Despite high increase of biomass in Lemna minor test, some gradual decolouration of shoots as the result of washings used. In further solutions for recycling must be sought which will provide reduced water consumption and sewage.

4

Determination of toxicological parameters of selected bioactive organic chemicals using the Ostracodtoxkit FTM

Kudłak B., Wieczerzak M., Namieśnik J.

Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology

|

2018

|

R. 23, NR 1-2

113--126

EN

Assessment of the impact of pharmaceutical residues on living organisms is very complex subject. Apart from taking into account the toxicity of individual compounds also their presence in mixtures should be taken into account. In this work, attempts were made to assess the ecotoxicity of biologically active substances (with 50 % effective concentration (EC50) values growing from fluoxetine (EC50 = 4.431 nM) >> gemfibrozil ≈ 17α-ethinylestradiol ≈ ketorolac > indomethacin > theophylline ≈ progesterone > naproxen ≈ trypsin > 2-(2,4,5-trichlorophenoxy)propionic acid > chloramphenicol > acetylsalicylic acid > ibuprofen > ketoprofen > 19-norethindrone to bezafibrate as the least toxic drug among studied ones) to the ISO standardized Ostracodtoxkit FTM bioassay. The Ostracodtoxkit FTM was proven to be very sensitive tool with respect to responding to presence of pharmaceuticals. Results of studies justify the statement that more research is needed in field of assessment of chronic exposure to pharmaceuticals and other newly emerging pollutants especially when they are present in complex mixture.

PL

Ocena wpływu pozostałości farmaceutyków na organizmy żywe jest bardzo złożonym zagadnieniem. Oprócz brania pod uwagę toksyczności tylko pojedynczych związków również współobecność wielu zanieczyszczeń musi być rozważana. W niniejszej pracy podjęto próbę wyznaczenia stopnia ekotoksyczności biologicznie aktywnych substancji (o wartościach stężeń efektywnych (EC50) rosnących w szeregu fluoksetyna (EC50 = 4.431 nM) >> gemfibrozyl ≈ 17α-etynyloestradiol≈ketorolak > indometacyna > teofilina ≈ progesteron > naproksen ≈ trypsyna > kwas 2-(2,4,5-trichlorofenoksy)propionowy > chloramfenikol > kwas acetylosalicylowy > ibuprofen > ketoprofen > 19-noretyndron ≈ bezafibrat jako najmniej toksyczny lek pośród badanych) wobec testu Ostracodtoxkit FTM, standaryzowanego normą ISO. Test Ostracodtoxkit FTM okazał się bardzo czułym narzędziem pod względem odpowiedzi na obecność farmaceutyków. Wyniki badań uzasadniają stwierdzenie, że więcej badań jest koniecznych do przeprowadzenia w obszarze oceny ekspozycji chronicznej na farmaceutyki i inne nowo pojawiające się zanieczyszczenia, zwłaszcza w przypadku ich obecności w złożonych mieszaninach.

5

Ekotoksykologia – podstawowe założenia

Stradecka A.

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2017

|

nr 1

14--16

PL

Artykuł przedstawia zagadnienie ekotoksykologii – nauki o wpływie substancji na ożywione elementy środowiska. Omówione zostały cele, metody oraz podstawy prawne badań ekotoksykologicznych. Artykuł podaje również przykłady metodyki badań.

EN

The following article introduces the concept of ecotoxicology – a science of the interactions between toxicants and living components of the environment. Described are goals, methods and legislation concerning ecotoxicological studies. Moreover, the article gives examples of materials and methods used in practical ecotoxicology.

6

Ocena fitotoksyczności wody poddanej działaniu pola magnetycznego

Skórkowski Ł.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 2

142--148

PL

W artykule przedstawiono wybrane aspekty teoretyczne magnetycznego kondycjonowania wody oraz obszary zastosowań tej technologii. Zbadano przydatność testów fitotoksyczności do oceny wpływu wody poddanej działaniu pola magnetycznego na rośliny wyższe. Badania obejmowały zarówno hamowanie kiełkowania nasion jak i wzrostu korzenia lepidium sativum. Uzyskane wyniki pozwoliły na stwierdzenie, że zaobserwowana inhibicja kiełkowania jak i wzrostu korzenia jest zależna od czasu kontaktu wody z polem magnetycznym.

EN

Article presents selected aspects of magnetic water treatment and its areas of implementation. The study evaluated the use of phytotoxicity tests in conjunction with MWT technology. The inhibition of germination of seeds and the root growth of lepidium sativum (exposed to magnetically treated water) was tested. The obtained results have shown the connection between germination and root growth inhibition of lepidium sativum and exposure time.

7

Nowe aspekty i kierunki badań jakości wody basenowej

Dudziak M., Łaskawiec E., Wyczarska-Kokot J.

Instal

|

2017

|

nr 6

46--50

PL

Oprócz ubocznych produktów dezynfekcji w wodzie basenowej współcześnie identyfikowane są również inne mikrozanieczyszczenia z makrogrupy PPCPs. Toksyczny charakter tych związków powoduje, że do oceny jakości wody basenowej można rozważyć analizę ekotoksykologiczną. W tym zakresie niezbędna jest również ponowna ocena technologii wody basenowej m.in. w aspekcie eliminacji mikrozanieczyszczeń. Wszystkie poruszone powyżej aspekty wymagają prowadzenia szeregu nowych badań podstawowych.

EN

In addition to disinfection by-products in swimming pool water today are identified other micropollutants from macro group of PPCPs. The toxic nature of these compounds means that the assessment of the quality of the pool water should be included in the ecotoxicological analysis. In this respect, it is also necessary to re-evaluation of treatment technologies including swimming pool water in terms of the elimination of micropollutants. All aspects discussed above require one of a set of new basic research.

8

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

Czaplicka A., Lodowska J.

Gospodarka Wodna

|

2017

|

Nr 3

78--81

PL

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.

EN

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.

9

Influence of cyanobacterial bloom on freshwater biocoenosis. Use of bioassays for cyanobacterial microcystins toxicity assessment

Piontek M., Czyżewska W.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2017

|

No. 24(1)

49--70

EN

The issues presented in this study concern a very important problem of the occurrence of cyanobacterial blooms in surface water used for water supply purposes. The objective of this study was to analyze the occurrence of cyanotoxic risk in the catchment area of the Obrzyca River (including Sławskie lake which is the beginning of the river), which is a source of drinking water for the inhabitants of Zielona Góra. In order to evaluate toxicity of cyanobacterial bloom it was conducted toxicological testing using aquatic invertebrates (Daphnia magna, Dugesia tigrina) and heterotrophic bacteria (Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Pseudomonas fluorescens). Test samples were collected from May to October, 2012. The most toxic was a sample collected from Lake Sławskie on 20th October when cyanobacteria bloom with a predominance of Microcystis aeruginosa occurred and the amount of microcystins was the largest. The methanol extract of the sample was toxic only above a concentration of 6x103 μgxdm-3. The lethal concentration (48-h LC 50) for Daphnia magna was 3.09x103 and for Dugesia tigrina (240-h LC 50) 1.51x103μgxdm-3 of microcystins (MC-LR, MC-YR and C-RR). The same extract stimulated growth of Escherichia coli and Enterococcus faecalis cells.

PL

Zagadnienia przedstawione w niniejszym artykule dotyczą bardzo ważnego problemu występowania zakwitów sinic w wodach powierzchniowych wykorzystywanych do celów wodociągowych. Celem pracy była ocena cyjanotoksycznego ryzyka w zlewni rzeki Obrzyca (w tym jeziora Sławskiego będącego początkiem rzeki), która jest źródłem wody do picia dla mieszkańców Zielonej Góry. W celu oceny toksyczności sinic przeprowadzono badania toksykologiczne przy użyciu bezkręgowców wodnych (Daphnia magna i Dugesia tigrina) oraz bakterii heterotroficznych (Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Pseudomonas fluorescens). Próbki do badań pobierano od maja do października w 2012 roku. Ekstrakt metanolowy z zakwitu sinic (dominacja gatunku Microcystis aeruginosa) w J. Sławskim, gdzie ilość mikrocystyn była największa, był toksyczny dopiero po zatężeniu do 6•103 μg•dm-3. Stężenie letalne (48-h LC 50) dla Daphnia magna wyniosło 3,09•103 a dla Dugesia tigrina (240-h LC 50) było równe 1,51•103 μg•dm-3 mikrocystyn (MC-LR, MC-YR i MC-RR). Ten sam ekstrakt stymulował wzrost komórek Escherichia coli i Enterococcus faecalis.

10

Kryteria oceny toksyczności środowiska wodnego w bioteście wykorzystującym synchroniczną hodowlę glonów Chlorella vulgaris

Czaplicka A., Lodowska J.

Technologia Wody

|

2016

|

Nr 1 (45)

32--35

PL

W ocenie jakości różnorodnych środowisk wodnych może być wykorzystana hodowla synchroniczna glonów Chlorella vulgaris, w której w fazie jasnej wszystkie komórki znajdują się na tym samym etapie rozwoju, co osiągnięto przez cykliczne zmiany oświetlenia i ściśle kontrolowane warunki ich wzrostu. Kryterium pozwalającym ocenić stopień toksyczności zanieczyszczeń zawartych w wodach powierzchniowych i ściekach może być przyrost biomasy w pojedynczym cyklu życiowym tych glonów, wyrażony zarówno przez współczynnik podziału komórek, jak i wskaźnik inhibicji wzrostu. Do tego celu może być także przydatne porównanie dynamiki zmian aktywności biologicznej komórek w fazie jasnej, oceniane poprzez zmianę mierzonej absorbancji komórek przy długości fali 680 nm w poszczególnych godzinach fazy jasnej (0-10 godz.) oraz profilu barwników fotosyntetycznych wyizolowanych z komórek potomnych (24 godz.) pobranych z hodowli badanej (medium hodowlane sporządzone na testowanych próbach środowiskowych) i kontrolnej ( prowadzonej u pożywce przygotowanej na wodzie destylowanej).

EN

Synchronous culture of Chlorella vulgaris algae can be used to check the quality of various aquatic environment. In its light period stage, all cells develop at the same pace, which is a result of periodical changes of lighting and strictly controlled conditions of development. The criterion which allows to assess the level of toxicity of contamination in surface water and wastewater may be the growth of biomass during a single life cycle of the algae, shown both by the rate of cellular division and the growth inhibition ratio. Another method of measuring the toxicity of contamination can be the comparison of the dynamics of changes in biological activity of cells in their light period stage, assessed by the changes in the cell culture absorbance measured at 680 nm during particular hours of the light period stage (0-10 h), with the profile of photosynthetic pigments isolated from daughter cells (24 h) taken from test cultures (culture medium based on tested environmental samples) and control cultures (using medium prepared from distilled water).

11

Zastosowanie biotestów we wstępnej ocenie jakości wody basenu szkolnego

Łaskawiec E., Kudlek M., Dudziak M., Wyczarska-Kokot J.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2016

|

Nr 9

330--334

PL

W pracy przedstawiono oddziaływanie związków chemicznych, w tym ubocznych produktów dezynfekcji (DBP) występujących w wodach basenowych na wybrane organizmy wskaźnikowe. Ocenę toksykologiczną poprzedzono krótką analizą podstawowych parametrów fizykochemicznych. Wykonane biotesty obejmowały zróżnicowaną grupę organizmów, tj. bakterie Aliivibrio fischeri, skorupiaki Daphnia magna, larwy owadów Chaoborus fahicans oraz rośliny naczyniowe Lemna minor. Analizowano korelację pomiędzy wynikami testów, co w przyszłości umożliwi wybór organizmów wskaźnikowych przydatnych w ocenie jakości wód basenowych.

EN

The study presents the impact of chemical substances present in swimming pool water, including disinfection by-products (DBP), on selected indicator organisms. Toxicological assessment was preceded by brief analysis of basic physicochemical parameters. The performed biotests involved a varied group of organisms, including bacteria (Aliivibrio fischeri), crustaceans (Daphnia magna), insect larvae (Chaoborus falvicans), and vascular plants (Lemna minor). Consideration was given to correlations between the results of the tests that will facilitate future selection of indicator organisms to be used in the assessment of quality of swimming pool waters.

12

Assessment of the possibility of recycling backwashing water from the swimming pool water treatment system

Łaskawiec E., Dudziak M., Wyczarska-Kokot J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 4

401--410

EN

The paper presents the physicochemical analysis and toxicological assessment of backwashing samples taken after the process of washing filter beds in a raw condition after the process of their aeration and dechlorination. The backwash water under investigation originated from circulation systems existing in two indoor swimming pool facilities. The backwash water, as used at the preliminary and the main stages, was characterized by different physicochemical properties. For toxicological assessment, the Mictorox® bioluminescence inhibition test, the Chaoborus sp. insect larva survival test and the phyto test using Lemna minor fine cilium were involved. The investigation presented in the paper included a preliminary phase focusing on the ecotoxic characterization of backwash water subjected to aeration and dechlorination processes. In turn, at the main stage, the effect of aeration duration on the quality of backwash water in terms of its physicochemical parameters was analyzed. The results of the preliminary stage investigation indicate that backwash water, both in a raw condition and after 30 minutes’ aeration, could not be discharged directly to the environment due to the threat to living organisms caused by its high toxicity. Whereas, using 160 minutes’ aeration duration contributed to a significant improvement in the quality of the backwash water and elimination of its toxic properties with respect to the indicator organisms used. The chemical dechlorination process brought about varying effects. In the case of the Microtox® test, a stimulation of bacterial bioluminescence was noted, but, at the same time, the death of individual insect larva specimens was observed. In spite of the high biomass increase in the Lemna minor test, a gradual discolouration of fronds under the influence of backwash water was observed. Because of the presence of numerous compounds being disinfection by-products, as well as coagulant residues in backwash water deriving from swimming pool systems, it is necessary to seek further solutions that will allow them to be recycled, which will result in a reduction of water consumption and effluent discharges.

PL

W pracy przedstawiono analizę fizykochemiczną oraz ocenę toksykologiczną próbek popłuczyn pobranych po procesie płukania złóż filtracyjnych w stanie surowym po procesie napowietrzania oraz dechloracji. Badane popłuczyny pochodziły z obiegów zlokalizowanych w dwóch obiektach basenowych krytych. Do oceny toksykologicznej włączono test inhibicji bioluminescencji Mictorox®, przeżywalności larw owadów Chaoborus sp. oraz fitotest z wykorzystaniem rzęsy drobnej Lemna minor. Badania obejmowały fazę wstępną, skupiającą się na charakterystyce ekotoksykologicznej popłuczyn poddanych procesom dechloracji oraz napowietrzania. W etapie zasadniczym badań analizowano dodatkowo wpływ czasu napowietrzania na jakość popłuczyn pod względem parametrów fizykochemicznych. Wyniki wstępnego etapu badań sygnalizuj ą, że popłuczyny zarówno w stanie surowym, jak i po 30-minutowym napowietrzaniu nie mogły zostać bezpośrednio odprowadzone do środowiska ze względu na zagrożenie dla organizmów żywych, spowodowane ich wysoką toksycznością. Natomiast zastosowane wydłużenie czasu napowietrzania (160 min) przyczyni ło się do znaczącej poprawy jakości popłuczyn i pozbawienia ich właściwości toksycznych w stosunku do wykorzystanych organizmów wskaźnikowych. Zróżnicowane efekty przyniósł zabieg chemicznej dechloracji. W przypadku testu Microtox® odnotowano stymulację bioluminescencji bakterii, równocześnie zaobserwowano śmierć pojedynczych osobników larw owadów. Pomimo wysokiego przyrostu biomasy w teście z Lemna minor, zaobserwowano stopniowe odbarwienie frondów pod wpływem użytych popłuczyn. Niezbędne jest poszukiwanie dalszych rozwiązań umożliwiających ich recykling, co zapewni ograniczenie zużycia wody oraz odprowadzania ścieków.

13

Przegląd wybranych biologicznych metod oceny stanu środowiska naturalnego

Jakubus M. B., Tatuśko N.

Inżynieria Ekologiczna

|

2015

|

Nr 42

78--86

PL

Efektem działalności człowieka są między innymi trafiające do środowiska ksenobiotyki. Szczególnie zanieczyszczenie gleb prowadzi do ich degradacji, co ostatecznie może wiązać się z zachwianiem równowagi biologicznej danego ekosystemu. Standardowo do oceny stanu środowiska glebowego wykorzystuje się chemiczne metody, które nie zawsze są szybkie i tanie. W związku z tym, praktyka oraz nauka przy monitoringu środowiska coraz częściej sięga po metody biologiczne, które w większości spełniają takie warunki, stając się uzupełnieniem rutynowej praktyki laboratoryjnej. Niniejsza praca prezentuje przegląd powszechnie wykorzystywanych, wybranych metod biologicznych służących do oszacowania jakości środowiska glebowego. W pierwszej części artykułu omówiono biomonitoring jako pierwszy etap kontroli polegający na obserwacji organizmów wskaźnikowych. W kolejnej części skupiono się na biotestach, wskazując ich większe bądź mniejsze zastosowanie potwierdzone literaturą przedmiotu. Szczególna uwaga autorek pracy została zwrócona na fitotesty oraz testy wykorzystujące bezkręgowce.

EN

The xenobiotics introduced into the environment are the effect of human activities. It is especially soil contamina-tion that leads to degradation of soils, which may finally be referred to the biological imbalance of the ecosystem. Normally chemical methods are used for the assessment of soil’s quality. Unfortunately, they are not always quick and inexpensive. Therefore, the practice and the science at environmental monitoring more frequently employ biological methods. Most of them meet the above mentioned conditions and become a supplement of routine la-boratory practices. This publication shows an overview of selected common biological methods used to estimate the quality of the environment. The first part of the paper presents biomonitoring as a first step of environmental control which relies on the observation of indicator organisms. The next section was dedicated to the bioassays, indicating the greater or lesser practical applications confirmed by literature on the subject. Particular attention has been focused on phytotests and the tests based on the invertebrates.

14

Application of Biotests in Cyanobacterial Extract Toxicity Assessment

Sierosławska A., Rymuszka A., Skowroński T.

Archives of Environmental Protection

|

2014

|

Vol. 40, no. 3

115--121

EN

The aim of the study was to determine the toxicity of the extract obtained from the cyanobacterial cells derived from the waters of Zemborzycki dam reservoir with use of a battery of biotests. The taxonomic identiﬁcation of the bloom-forming cyanobacteria revealed high abundance of Aphanizomenon ﬂos-aquae and Dolichospermum spp. (Anabaena spp.) and in a lower degree of Microcystis aeruginosa and Planktothrix agardhii. In the extract obtained from concentrated cyanobacterial cells, hepatotoxin microcystin-LR at a concentration of 22.89 ± 3.74 μg/L and neurotoxin Antx-a at 13.02 ± 0.01 μg/L have been detected. Toxicity of the extract was evaluated with the following assays: Daphtoxkit F magna with the crustacean Daphnia magna, Thamnotoxkit F with the crustacean Thamnocephalus platyurus, Rotoxkit F with the rotifer Brachionus calyciﬂorus and Protoxkit F with ciliate Tetrahymena thermophila. The most sensitive organism among all studied was T. platyurus for which EC50 was estimated to be 1.2% of the initial extract concentration. On the basis of the highest obtained value of the toxicity unit (TU = 83) the studied sample was classiﬁed to the IV class, which is of high acute toxicity. Additionally, it was found that reactivity on cyanobacterial products differs greatly among organisms used in bioassays, which indicate the need for using a set of biotests.

PL

Celem pracy była ocena toksyczności ekstraktu uzyskanego z komórek cyjanobakterii obecnych w wodzie pobranej podczas zakwitu sinic z Zalewu Zemborzyckiego, z wykorzystaniem zestawu biotestów. Identyfikacja taksonomiczna wykazała w badanej próbce wysoką liczebność Aphanizomenon fl os-aquae i Dolichospermum spp. (Anabaena spp.) oraz w mniejszym stopniu Microcystis aeruginosa i Planktothrix agardhii. Analiza HPLC ekstraktu uzyskanego z zagęszczonych komórek cyjanobakterii wykazała obecność mikrocystyny-LR w stężeniu 22,89 μg/L oraz anatoksyny-a w stężeniu 13.02 μg/L. Stopień toksyczności uzyskanego ekstraktu oceniano na podstawie reakcji organizmów testowych, z użyciem następujących biotestów: Daphtoxkit F magna (Daphnia magna), Thamnotoxkit F (Thamnocephalus platyurus), Rotoxkit F (Brachionus calyciflorus) oraz Protoxkit F (Tetrahymena thermophila) (Microbiotests Inc., Belgia). Przeprowadzone badania wykazały szczególnie silne działanie toksyczne analizowanego ekstraktu wobec T. platyurus (24hEC50 oszacowane na 1,2% ekstraktu wyjściowego). Wyraźny efekt toksyczny obserwowany był także wobec B. calyciflorus i w mniejszym stopniu wobec T. thermophila. Natomiast największą odporność na toksyczne działanie ekstraktu wykazywała D. magna. Na podstawie uzyskanych wartości TU (jednostek toksyczności) badany ekstrakt zaliczony został do IV klasy toksyczności, tj. o wysokiej toksyczności ostrej. Z przeprowadzonych badań wynika, że organizmy na których wykonywane są testy toksyczności wykazują zróżnicowaną wrażliwość na produkty cyjanobakterii, stąd ocena toksyczności próbek zawierających tego typu substancje powinna być prowadzona z wykorzystaniem jak najszerszego zestawu biotestów.

15

Biotesty - narzędzia do oceny stopnia zanieczyszczenia środowiska

Wieczerzak M., Namieśnik J.

Analityka : nauka i praktyka

|

2014

|

nr 3

52--55

16

Współczesna bioanalityka użytecznym narzędziem w ocenie jakości powietrza

Cieszyńska M., Wilma K., Gałęzowska G., Wolska L.

Analityka : nauka i praktyka

|

2013

|

nr 2

28--37

PL

Wykorzystanie biotestów stanowi ogromny potencjał badawczy, który wnosi dużo dodatkowych informacji uzupełniających tradycyjną analitykę chemiczną i dlatego powinnien być rozwijany i udoskonalany.

17

Biologiczne zastosowania nanoluminoforów domieszkowanych lantanowcami

Misiak M., Prorok K., Bednarkiewicz A.

Wiadomości Chemiczne

|

2012

|

[Z] 66, 5-6

393-443

EN

Fluorescence is one of the most commonly used methods of biodetection, mainly due to the high sensitivity, non-invasiveness, simplicity, and also due to the availability of the whole range of powerful light sources, a wide range of photodetectors, and numerous and sensitive measuring methods. From the point of view of biodetection and bioimaging, the important characteristics of such fluorophores are large Stokes shift, narrow absorption/emission lines as well as stable and efficient luminescence. Traditional organic dyes applied in biology reveal very fast photobleaching and limited opportunities for simultaneous detection of many biomolecules, what stimulate development of new fluorescent markers. Fast and intensive development of nanotechnology and chemical engineering observed in recent years, aims at designing the nanophosphors or luminescent nanoplatforms, that demonstrate desirable properties and devised functionality. However, new phosphors are not included yet in broad practical applications, mainly because of the need to adapt the measuring apparatus so as to fully exploit their potential. From among the fluorescent nano-particles, silica dye doped nanoparticles, quantum dots, nanocolloidal metallic nanoparticles, and lanthanide doped nanoluminophores show the largest application potential. This article discusses the unique physico-chemical properties of lanthanide doped nanoparticles, which beside very long luminescence lifetimes and narrow emission bands, enable to obtain a visible emission under the near infrared photoexcitation (called anti-Stokes emission), offering improved sensitivity, stability, repeatability and accuracy of the fluorescent biodetection and bioimaging methods. In this review, physico-chemical properties of lanthanide doped nanoluminophores and many examples of their biological applications have been discussed. The first chapter presents spectral characteristics of rare-earth ions with particular regard to the mechanism of energy transfer and up-conversion, which is a fundamental difference and the decisive advantage compared with other known fluorescent markers. The luminescent properties of lantanides are demonstrated based on the most commonly used nanomaterials singly doped with Eu^3+ and Tb^3+ and the codoped matrices, like Yb^3+-Tm^3+, Yb^3+-Er^3+or Yb^3+-Ho^3+ co-doped phosphores. The features of these materials are best suited from the point of view of biodetection and bioimaging. The next chapter gives an overview of the applications of lanthanide doped nanoluminophores in biological sciences. Different types of hetero-/homo-genous tests and luminesce based sensors for pH, CO_2, the level of glucose, and other analytes are presented. Then, basic aspects of bioimaging, photodynamic and thermo-therapy, nanotermometry as well as nano-bio-technology platforms have been summarized. In conclusion suggestions of new research directions and new biological applications of lanthanide doped nanoparticles have been presented.

18

Toksyczność chlorku 1-heksylo-3-metyloimidazoliowego względem wybranych organizmów wodnych

Arendarczyk A., Zgórska A., Grabińska-Sota E.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2011

|

T. 14, nr 2

137-143

PL

Dokonano oceny potencjału toksykologicznego imidazoliowej cieczy jonowej o nazwie chlorek 1-heksylo-3-metyloimidazoliowy (CHM). Zakres badań ekotoksykologicznych obejmował przeprowadzenie testu toksyczności ostrej z wykorzystaniem skorupiaków słodkowodnych (Thamnocephalus platyurus) i testu toksyczności chronicznej z wykorzystaniem bakterii morskich (Vibrio fischeri). Wartości wskaźników ekotoksykologicznych wyznaczone w poszczególnych testach wyniosły odpowiednio: EC50 2,51 mg/dm3 (THAMNOTOXKIT FTM) i EC50/5min 15,30 mg/dm3 i EC50/15min 14,40 mg/dm3 (MICROTOX® Basic Test 81,9%). Na podstawie uzyskanych wyników związek sklasyfikowano jako toksyczny. W ramach badań dokonano również oceny wpływu korekty odczynu i napowietrzania na redukcję toksyczności roztworu CHM. Doświadczenie przeprowadzono zgodnie z metodyką US EPA/600/6-91/005F. Stwierdzono, że korekta odczynu roztworu CHM do poziomu 3 i 11, a także przeprowadzenie symultanicznego procesu korekty pH do 3 i napowietrzania wpływa na obniżenie toksyczności badanego związku.

EN

Ionic liquids (IL's) are defined as organic salts with low melting point. The reputation of those substances as green solvents (environmental friendly chemicals) is based primarily on their negligible vapor pressure. However, high solubility and stability of those substances in water can cause a serious concern about their toxic potential. Relatively little is still known about the toxicity of these substances as a class, especially when compared to conventional organic solvents. The aim of the study was to investigate the toxicity of imidazolium ionic liquid: 1-heksyl-3-methylimidazolium chloride (CHM) according to selected aquatic organisms: bioluminescent marine bacterium and crustacean. The results showed that CHM caused a harmful effect on tested organisms in the whole range of concentrations used in the tests. The estimated toxic index EC50 obtained 2.51 mg/dm3 according to Thamnocephalus platyurus and EC50/5min 15.30 mg/dm3, EC50/15min 14.40 mg/dm3 according to Vibrio fischeri. The CHM was classified as a toxic substance. Moreover, the toxicity of CHM samples with modified pH values and aeration has been measured. Modifications of CHM samples were based on U.S. EPA Protocol (Toxicity Identification Evaluation). Acute toxicity of each modification have been determined by using the MICROTOX® Basic Test 81.9% standard procedure. The results showed that upgrading pH value to 11 as well as diminishing samples pH to value 3 had an influence on samples' post-reaction toxicity. Both processes, pH correction and aeration, used individually caused a significant decrease of analyzed samples' toxicity expressed as toxic index's EC50 measured after 5 and 15 minutes of exposition. The toxic index values were increased from range 30% (pH 3) up to 100% (pH 11) according to non modified sample. The study showed that pH correction to value 3 connected with simultaneous aeration additionally decrease sample toxicity. The results of the present study has proved that 1-heksyl-3methylimidazolium chloride could be toxic to aquatic organisms and it is necessary to carry out the ecotoxicological risk of ionic liquids by the use of bioassays.

19

Zastosowanie biotestów i biomarkerów molekularnych w ocenie stanu zbiornika zaporowego i przewidywaniu skutków dla jakości wody

Woźnica A., Łaszczyca P., Kwaśniewski M., Augustyniak M., Migula P., Siudy A., Szlęk Z.

Instal

|

2011

|

nr 9

74-78

PL

Zastosowanie nowoczesnych ekobiotestów i wykorzystanie rekomendowanych biomarkerów stresu środowiskowego stanowi istotne uzupełnienie dotychczasowych metod monitoringu jakości wód. Wdrożenie metodyki jest jednym z warunków wypełnienia wymogów Ramowej Dyrektywy Wodnej w odniesieniu do podniesienia jakości wód i stanu środowiska zbiorników i cieków wodnych. Do szczególnie istotnych metod analitycznych zaliczyć należy w przypadku bioindykatorów zwierzęcych: test kometowy genotoksyczności, analizy zawartości białek odpowiedzi stresowej (HSP i Mt), aktywności wybranych enzymów obronnych oraz wskaźniki potencjału energetycznego komórek. Istotne są także standaryzowane biotesty komercyjne. Nowatorskim rozwiązaniem jest wdrożenie analiz profilu kwasów tłuszczowych i analiz metagenomicznych wykonywanych bezpośrednio na materiale izolowanym z badanego środowiska, a pozwalające na określenie składu gatunkowego zbiorowisk bakteryjnych i scharakteryzowanie ich metabolizmu w zbiorniku wodnym.

EN

The use of novel biotests and application of biomarkers recommended in environmental risk assessment have been recognized as significant addition of recently used monitoring of water quality. Implementation of such techniques is one of compulsory conditions of the EU Water Frame Directive in relation to expected better water quality and environmental state of reservoirs and rivers. In relation to sentinel animal species especially important seems to be comet assay expressing genotoxicity, analysis of stress proteins (HSPs, Mt), activity of selected detoxifying enzymes or indices of cellular energetic stage. Implementation of commercial ecobiotests was also recognized as the important tools. Our innovative proposals have been also implemented methods of PLFA and metagenomics assayed on materials directly taken from the natural environment, supporting qualitative and quantitative determination of the microbial communities and characteristics of their metabolism in a water reservoir.

20

Zastosowanie wybranych biotestów w ekotoksykologicznej ocenie osadów ściekowych różnego pochodzenia

Szymański M., Konieczny P., Sobczyński T., Pilc L.

Ekologia i Technika

|

2011

|

R. 19, nr 1

29-38

PL

W opracowaniu przedstawiono charakterystykę fizyczno-chemiczną osadów ściekowych różnego pochodzenia i produktów ich przerobu oraz użycie wybranych biotestów w celu określenia ich biotoksyczności. Surowe osady wybierane były na podstawie zróżnicowania, potencjalnej toksyczności i składu chemicznego. Do momentu analizy dziewięć próbek było zamrożonych w temperaturze - 20°C. W wodnych wyciągach oznaczono biotoksyczność względem bakterii Yibrio fischeri. Test ten jest zgodny z Polską Normą PN-EN ISO 11348-3:2002.

EN

The paper presents detailed characteristics of sewage sludge samples and to use selected biotests in ecotoxicological testing of this samples. Waste samples originating from certain types of waste collected from the waste producing and/or sludge processing companies were used in this study as the research material. Differentiation of origin, chemical composition and potential toxicity of samples were main criterion during selection of examined raw material. The samples were temporarily stored at -20°C up to the tinic of testing. Altogether, 9 waste samples were examined. For the characterization of acute ecotoxicity an aqueous elute of each examined sample was prepared. The aqueous elates of all examined samples were investigated first by means of the luminescent bacteria (Yibrio fischeri) test according standardized test procedure described in the Polish Standard PN-ENISO 11348-3:2002.