CC BY
88
Труды ИБВВ РАН, вып. 77(80), 2017
Transactions of IBIW, issue 77(80), 2017
УДК 574.64
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОСТРАКОД ДЛЯ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Н. Ю. Степанова
Казанский (Приволжский) федеральный университет 420008 Казань, Кремлевская, 18, e-mail: [email protected]
В статье обсуждаются методы токсикологического исследования донных отложений. Приводится перечень и характеристика наиболее распространенных методик. На примере тестирования донных отложений с помощью остракод Heterocypris incongruens обсуждается возможность использования альтернативных методов, реализованных в виде микробиотестов. Приводятся данные сравнения результатов тестирования на остракодах с результатами, полученными в элюатных тестах на водорослях Chlorella vulgaris, инфузориях Paramecium caudatum и в контактном тесте на Daphnia magna. Показано, что тестирование на остракодах демонстрирует сопоставимую чувствительность по сублетальному критерию токсичности.
Ключевые слова: донные отложения, биотестирование, Heterocypris incongruens, Chlorella vulgaris, Paramecium caudatum, Daphnia magna.
ОБЗОР МЕТОДОВ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Донные отложения (ДО) представляют собой сложную природную матрицу, в состав которой входят как природные автохтонные, так и привнесенные антропогенно обусловленные соединения, сочетание которых может приводить к усилению или ослаблению их токсического действия. Комплексное воздействие загрязняющих веществ в составе ДО определяется при лабораторном моделировании с использованием тест-объектов (биотестирование) и в контролируемых условиях водного объекта (мезокосмы). Токсикологические методы оценки ДО можно разделить на следующие группы [Разработка системы ... (КаггаЬсЛка з1з1:сту ...), 2014]:
• элюатные тесты, в которых исследуется экстракт ДО или поровая вода (вода, тесно связанная с ДО и выделяемая при центрифугировании влажных ДО), т.е. выявляется потенциальное токсическое воздействие на гидро-бионтов при вторичном загрязнении при выходе поллютантов, преимущественно растворимых, из ДО в воду;
• контактные тесты, в которых процедуру биотестирования проводят в системе вода-донные отложения с использованием донных и придонных гидробионтов, обитающих в грунте и на границе вода-ДО и испытывающих воздействие сорбированных в ДО загрязняющих веществ, в том числе гидрофобных;
• тесты кратковременные (острый опыт), длящиеся, как правило, не более 96 часов, главная цель которых выявить наличие токси-
ческих соединений острого действия, критерием токсичности в них является смертность или инги-бирование деления (одноклеточные водоросли, бактерии, простейшие);
долговременные тесты, цель которых выявить отложенные эффекты, вызываемые загрязняющими веществами в составе ДО.
Для биотестирования водной вытяжки ДО используют биотесты на дафниях и цери-одафниях (приоритетные тест-объекты), водорослях, инфузориях, коловратках [Оценка токсического ... (Ocenka toksicheskogo ...), 2006] и рыбах [Руководство ... (Rukovodstvo ...), 2002]. Контактные тесты рекомендовано проводить с использованием в качестве тест-объектов личинок хирономид видов Chiro-nomus plumosus (Linnaeus, 175S), Ch. dorsalis (Meigen, 1S1S), Ch. riparius (Meigen, 1804), Ch. semireductus (Lenz, 1924) в остром (96 ч) и хроническом (до 30 сут) опытах [Временное методическое ..., (Vremennoe metodicheskoe ...), 2002].
В практике токсикологического контроля в Северной Америке используют хронический контактный тест с амфиподами Hyalella azteca (Saussure, 1S5S) [Standard test ..., 1999; Methods for measuring ..., 2000], и бактериальный тест Microtox® [Johnson, Long, 199S]. В токсикологическом мониторинге ДО в Бельгии применяют элюатный кратковременный (острый) тест с использованием Thamnotoxkit F и хронический контактный тест с Hyalella azteca [De Deckere et al., 2000, 2011].
Однако в последнее время длительный тест на амфиподах был заменен на микробиотест с остракодами Heterocypris incongruens, который, по оценкам специалистов, дает сопоставимые с амфиподами результаты.
В России, несмотря на наличие руководящих документов [Проведение наблюдений (Provedenie nablyudenij...), 2002], отсутствует систематический государственный токсикологический мониторинг ДО. В соответствии с руководящим документом для биотестирования водной вытяжки рекомендуется ипользо-вать биотесты на дафниях, цериодафниях, водорослях, инфузориях, коловратках [Оценка токсического загрязнения. (Ocenka toksicheskogo zagryazneniya ...), 2006] и рыбах. Приоритетным при оценке результатов биотестирования водной вытяжки по набору биотестов является биотест на дафниях или церио-дафниях. Контактные тесты рекомендовано проводить с использованием в качестве тест-объектов личинок хирономид видов Chironomus plumosus, Ch. dorsalis, Ch. riparius, Ch. semireductus в остром (96 ч) и хроническом (до 30 сут) опытах.
Характеристика нормативной базы в области биотестирования ДО в России дается в статье Е.Н. Бакаевой с соавторами [Бакаева и др. (Bakaeva et al.), 2009]. Авторы отмечают, что Минприроды РФ в 2001 г. принят нормативный документ, предназначенный для определения токсичности различных сред методом биотестирования, в том числе и ДО [Руководство по определению.. .(Rukovodstvo po opre-deleniyu ...), 2002]. Однако все включенные в документ методики биотестирования предназначены для оценки токсичности только водных вытяжек донных отложений и включают ограниченное число тест-объектов. Широкий спектр тест-объектов и большой набор методик представлен в утвержденном Минприроды и Минсельхоз России в 2002 г. "Временном методическом руководстве ..." [Временное методическое . (Vremennoe metodicheskoe ...), 2002], которое направлено на установление нормативов допустимого содержания химических веществ, в частности нефти, в донных отложениях поверхностных водных объектов. Руководство содержит набор методик по определению максимально допустимых уровней веществ, аккумулированных донными отложениями, на основе модельных экспериментальных исследований с использованием чувствительных биологических тест-объектов в системе ДО-вода. В список рекомендованных
тест-объектов включены представители основных трофических групп - макрофиты, фито- и зоопланктон, зообентос, бентосоядные рыбы.
Сравнительный анализ методов биотестирования ДО позволил авторам [Бакаева и др. (Bakaeva et г!.), 2009] выявить ряд трудностей в разработке методик биотестирования:
выбор тест-объекта - применяемые биотесты используют не характерные для исследуемого региона живые объекты и нередко экологически неподходящие;
• выбор тест-показателя - показатель должен отражать жизненно важные функции организма, быть легко воспроизводимым, иметь критерий, способствующий получению достоверной информации;
• корректный выбор контроля (контрольной или фоновой пробы) - характеристики контроля должны быть аналогичны опытной пробе по параметрам типа грунта, по его гранулометрическому составу;
• пробоподготовка - отсутствие четких и достаточно аргументированных представлений о процедуре подготовки пробы для биологического анализа без риска изменения исходных токсических свойств, используемое для приготовления водных вытяжек донных отложений соотношение 1:4 не учитывает тип и гранулометрический состав ДО;
• значительная неопределенность в оценке результатов биотестирования ДО связана с анализом общей оценки токсического загрязнения, основанной на результатах использования набора биотестов и состоянии биоты водного объекта.
С некоторыми положениями можно согласиться, а с некоторыми поспорить. Так, выбор эндемичных, характерных для данного региона тест-объектов приведет к неоправданному расширению токсикологических методик, подготовка которых в практике государственного мониторинга требует их стандартизации, для этого требуются большие затраты времени и ресурсов. Кроме того, это приведет к снижению прецизионности метода и невозможности сравнивать результаты с аналогичными, полученными для других регионов, что снизит научную значимость полученных результатов. В отношении выбора критерия токсичности нет никаких сложностей, так как при разработке методики предлагается наиболее стабильно воспроизводимый и чувствительный показатель. Корректный выбор контроля, несомненно, очень важен. В мониторинге ДО часто используют фоновый участок, расположенный
Таблица 1. Токсикологические методики для тестирования донных отложений
Table 1. Toxicological test methods for sediments
Тест-объект Вид теста Литературный источник
Test-object Mode of test Referenses
Одноклеточные водоросли [Временное методическое .. 2002
One-celled alga Элюатный, (Vremennoe metodicheskoe .. 2002);
(Scenedesmus quadricauda, острый/хронический Методика измерения. 2014 (Metodika
Chlorella vulgaris) izmerenij ... 2014)]
Высшие водные растения
Higher aquatic plants (Elodea canadensis Rich, Vallisneria spiralis Linne, Элюатный/контактный, [Временное методическое .. 2002
острый/хронический (Vremennoe metodicheskoe .. 2002)]
Lemna minor Linne)
Инфузории Infusoria Элюатный, [Временное методическое .. 2002
(Paramecium caudatum Ehrenberg) острый/хронический (Vremennoe metodicheskoe .. 2002)]
Коловратки Rrotifers Элюатный, [Оценка токсического .2006 (Ocenka
(Brachionus calyciflorus Pallas) острый /хронический toksicheskogo ... 2006)]
Кладоцеры Cladocerans
(Daphnia magna Straus, Ceriodaphnia dubia Richard, Элюатный/контактный, острый/хронический [Standard test method 2010]
C. affinis Lilljeborg)
Остракоды Ostracoda Контактный, [Chial., Persoone, 2002; Water quality .,
(Heterocypris inconrguens) острый/хронический 2012]
Амфиподы Amphipoda (Hyalella azteca Saussure) Контактный, хронический [Временное методическое .. (Vremennoe metodicheskoe .. Standard test method. 2010] 2002 2002);
Брюхоногие моллюски Gastropods
(Limnaea stagnalis Linne, Planorbari- Контактный, [Временное методическое .. 2002
us sp. Muller, Planorbis planorbis (Lin- хронический (Vremennoe metodicheskoe .. 2002)]
naeus, 1758), Physa fontinalis Linne)
Хирономиды Chironomids (Chironomus dorsalis Meigen, Ch. thummi Kieffer, Ch. plumosus Iinne, Ch. riparius Meigen) Контактный, хронический [Временное методическое .. (Vremennoe metodicheskoe .. Standard test method. 2010] 2002 2002);
Олигохеты Oligochaetes (Limnodrilus hoffmeisteri Claparede, L. udekemianus Claparede) Контактный, хронический [Временное методическое .. (Vremennoe metodicheskoe .. 2002 2002)]
выше зоны загрязнения и характеризующийся не только отсутствием токсического загрязнения, но и большим биологическим разнообразием бентосного сообщества. В токсикологической практике хорошо зарекомендовал себя контроль в виде отмытого песка, который не содержит токсических веществ, переходящих в воду. В этом случае возможен так называемый "стимулирующий эффект", когда в опыте с илистыми ДО, обогащенными органическими веществами, регистрируются лучшие показатели, чем в контроле. Поступление дополнительного питания в результате развития бактерий и водорослей может маскировать токсическое проявление или приводить к истощению популяционного потенциала по отношению к токсическому фактору. На этот
случай методиками предусмотрено допустимое ограничение стимулирующего эффекта, выше которого он считается токсическим.
Неопределенность в оценке результатов и трудность экстраполяции их на природное сообщество действительно являются недостатками лабораторного моделирования в целом. Для этого используются коэффициенты, позволяющие учесть и синергетический эффект токсикантов в природных пробах, и ограниченность токсикологической информации. Поскольку рутинный анализ, в том числе токсикологический, должен быть экономически эффективен, то сознательно ограничивают исследования необходимым и достаточным набором тест-объектов.
Процедура хранения пробы и ее подго-
товки к анализу является самым сложным моментом. Очень трудно сохранить химический состав нативной пробы после ее отбора, так как при этом меняются условия (окислительно-восстановительный потенциал, кислородный режим, рН), при которых проявляются токсические свойства соединений. В зарубежных и отечественных литературных источниках и нормативных документах [Проведение наблюдений ..., 2002 (Provedenie nablyudenij ..., 2002); Standard test methods ..., 1999; De Deckere еt al., 2000; Methods for measuring the toxicity, 2000;] четко прописана процедура отбора, хранения, подготовки пробы для уменьшения потерь токсических веществ на этапе, предшествующем биотестированию.
Как отмечается в ряде работ, для повышения надежности прогноза токсикологических данных предложено использовать метод TRIAD [Баканов и др., 2000 (Bakanov et al., 2000); Михайлова и др., 2000 (Mihajlova et al., 2000); Томилина, 2000 (Tomilina, 2000); Иванова, 2009 (Ivanova, 2009); Chapman, 1986; Ste-panova, 2014]. Метод TRIAD включает проведение химического анализа ДО, биоиндикационную оценку состояния бентосного сообщества и тестирование донных осадков. Методы анализа ДО через видовую идентификацию бен-тосных организмов призваны оценить состояние экосистемы. Для характеристики бентос-ного сообщества было предложено использовать двух типичных представителей: хироно-
мид и олигохет [Chapman, 1986; Van de Guchte, 1992]. Данный выбор объясняется их широкой распространеностью во всех типах ДО и возможностью устанавливать по плотности биомассы этих таксономических групп градиент загрязненности. Кроме того, выявлена хорошая корреляция между деформациями челюстного аппарата хирономид и степенью загрязненности ДО. Лабораторные исследования включали тестирование ДО на Daphnia и личинках Chironomus в условиях хронического эксперимента. В пользу выбора тестирования на комбинации двух видов Chironomus/Daphnia послужили результаты предварительного исследования, проведенного на 48 образцах ДО различной степени загрязненности с использованием шести тест-объектов: бактерии - Photobacterium (Microtox), водоросли - Chlorella, ракообразные -Daphnia, бентосные организмы - Chironomus, рыбы - Danio, Salmo. Сравнение токсических ответов с использованием всего набора тестов и комбинации Chironomus/Daphnia выявило преимущество тестирования с использованием последних [Van de Guchte, 1992].
Для оптимизации проведения токсикологических испытаний ДО с экономической точки зрения, набор методик и тест-объектов должен включать, как минимум, три тест-объекта, представляющие различные таксономические группы и трофические уровни, а также хотя бы один контактный хронический тест (табл. 1).
МИКРОБИОТЕСТЫ КАК АЛЬТЕРНАТИВА ТРАДИЦИОННЫМ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДАМ
Большим недостатком традиционных токсикологических методов исследования является необходимость в постоянном поддержании лабораторной тест-культуры, что требует специальных условий их содержания и обученного персонала. Это вызывает трудности в тех случаях, когда токсикологическая оценка загрязненных сред не является рутинной процедурой и проводится нерегулярно. По этой причине, начиная с 80-х годов сначала в Монреале (Канада), в Агентстве по охране окружающей среды, затем в университете города Гент (Бельгия) стали развивать методы биотестирования, в основе которых лежит использование биологических культур, готовых к применению, не требующих специальных лабораторных помещений и высококвалифицированного персонала. Наборы, снабженные всем необходимым для проведения анализа
материалом, назвали микробиотестами [Регеоопе, 1998]. Требования, предъявляемые к токсикологическим методикам, реализованным в виде микробиотестов, следующие:
объем проб при проведении тестирования не должен превышать 100 мл (небольшой объем пробы значительно уменьшает стоимость процедуры тестирования);
все необходимое для тестирования (реактивы, посуда, необходимые среды, тест-организмы) должно быть собрано в наборе;
при тестировании должно использоваться стандартное лабораторное оборудование (пипетки, инкубаторы, колориметры), недопустимо привлечение дорогостоящего лабораторного оборудования.
Область применения микробиотестов достаточно широка, о чем свидетельствуют материалы Международного симпозиума по
использованию микробиотестов, вышедшие отдельным тематическим изданием [New microbiotests ..., 2000]. Микробиотесты, разработанные для тестирования ДО, включают тест на остракдах Heterocypris incongruens. Данная методика в настоящее время включена в перечень международных стандартизованных методик ISO [Water quality ... 2012].
Выбор остракод Heterocypris incongruens (Ramdohr, 1808) в качестве тест-объекта обусловлен тем, что данный вид является эпи-
бентосным организмом, космополитически распространенным видом [Mezquita et al., 1999; Meisch, 2000; Kulkoyluoglu, 2006]
Процедура тестирования занимает 2 дня, необходимых для инициации выхода молодых особей из зимних яиц, и 6 суток инкубации остракод в системе вода-ДО. Необходимое количество пробы составляет 1 г на одну повтор-ность, критерием токсичности является выживаемость тест-объекта и ингибирование роста [Ostracodtoxkit F. Electronic resource].
СРАВНЕНИЕ МЕТОДИКИ НА ОСТРАКОДАХ HETEROCYPRIS INCONGRUENS С ТРАДИЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Авторы методики [Chial, Persoone, 2002] провели сравнение результатов тестирования 26 проб ДО, отобранных в водотоках Фландрии (Бельгия), на остракодах Heterocypris incongruens и амфиподах Hyalella azteca [Standard test ..., 2010]. Показано, что интенсивность токсического эффекта у тест-организ-мов колебалась от "почти идентичной" до "существенно отличных". Авторы отмечают интересную особенность: некоторые ДО были мало токсичными на остракодах, но очень токсичными на амфиподах.
Сравнение чувствительности амфипод Hyalella azteca, хирономид Chironomus riparius и остракод Heterocypris incongruens было проведено на 33 пробах ДО [Chial et al., 2003]. Большинство донных отложений было классифицировано как не токсичные (смертность < 20%) для всех трех тест-объектов. Наиболее высокая чувствительность была выявлена у H. incongruens.
Сравнение чувствительности Hyalella azteca и Heterocypris incongruens, проведенное De Cooman с соавторами [De Cooman et al., 2015], показало, что они имеют одинаковый потенциал для оценки степени опасности ДО.
При оценке токсичности ДО рек на терри-
тории Республики Татарстан были использованы элюатные и контактные тесты, в том числе на остракодах [Stepanova et al., 2016]. Для выявления токсикантов, способных переходить из ДО в воду, авторы проводили тестирование водных вытяжек ДО на планктонных организмах (водоросли Chlorella vulgaris Beyerinck [Beijerinck] 1890 и инфузории Paramecium caudatum Ehrenberg, 1838). Для характеристики отложенных эффектов использовали хронические контактные тесты на рачках Daph-nia magna и Heterocypris inconrgruens (табл. 2).
Наибольшей трудностью при тестировании на организмах, отличающихся малым размером (400-800 мкм), представляется их обнаружение в конце тестирования. Для оценки величины ошибки, связанной с потерями остракод, было проведено тестирование заведомо нетоксичных образцов ДО, которые применяются в качестве контроля и отличаются разным гранулометрическим составом (песок и ил). Результаты, представленные на рис. 1, демонстрируют, что обнаружение остракод не зависит от состава ДО и составляет во всех образцах более 80%, что соответствует требованиям методики.
СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИИ НА ОСТРАКОДАХ И ДАФН ИЯХ (КОНТАКТНЫМ ТЕСТ)
При сравнении результатов тестирования ДО рек Республики Татарстан в хронических контактных тестах на остракодах и дафниях (рис. 2-3) можно отметить, что выживаемость последних была несколько ниже (23% токсичных проб) по сравнению с остракодами (11%). Большую чувствительность проявили дафнии. В соответствии с сублетальным критерием - ин-
гибирование репродукции/роста - количество проб, токсичных по данному критерию, для дафний составило 83%, для остракод больше 57%. Более высокая чувствительность дафний по сравнению с остракодами может быть связана со значительно большим сроком контакта тест-организмов с ДО: 28 дней по сравнению с 6-ю днями тестирования на остракодах.
Таблица 2. Условия проведения процедуры тестирования на водорослях (Chlorella vulgaris), инфузориях (Paramecium caudatum), кладоцерах (Daphnia magna) и остра-кодах (Heterocypris incongruens) [Stepanova et al., 2016]
Table 2. The conditions of the testing procedures on algae (Chlorella vulgaris), infusorians (Paramecium caudatum), cladocerans (Daphnia magna) and ostracodaes (Heterocypris incongruens) [Stepanova et al., 2016]
Тест-организм Test-object
Chlorella vulgaris (получают из водорослевой культуры в экспоненциальной фазе роста)
Paramecium caudatum (получают из культуры в экспонен-_циальной фазе роста)_
Daphnia magna (особи в возрасте 48 ч)
Heterocypris incongruens (особи в возрасте 52 ч)
Объём пробы Sample volume
Аэрация Aeration
Продолжительность и температура Duration and temperature Количество организмов в начале тестирования Number of organisms at the start of the test Освещение Llighting
Количество повторностей
Number of replications
Смена воды
Renewal of water
Кормление
Feeding
Критерии токсичности Endpoints
Критерии правильности процедуры тестирования Tests acceptability
50 мл экстракта нет
72 ч при 23 °C
Ъ104 кл/мл
8000 lux (непрерывное)
3
Нет Нет
Размер популяции через 72 ч
Плотность культуры должна увеличиться в контроле минимум в 16 раз, колебания pH ±1.5 единицы через 72 ч
0.3 мл экстракта в ячейку микроплашки
нет
24 ч при 25 °C в темноте
1
Темнота 6 Нет
Дрожжевой суспензией перед тестированием
Выживаемость, репродукция
Выживаемость в контроле 80%. Количество клеток должно увеличиться минимум в 2 раза
10 мл ДО и 40 мл воды (жесткость около 100 мг/л)
нет
28 дней при 20°C
1000 lux(фотопериод 16:8 свет/темнота)
10
3 раза в неделю (понедельник, среда, пятница) Водорослями три раза в неделю
Выживаемость, репродукция
Выживаемость 80% в контроле, >60 экз молоди на самку в контроле
1 мл ДО и 4 мл воды (жесткость около 100 мг/л)
нет
6 дней при 25°С в темноте
10
Темнота 6 Нет
Водорослями в первый день тестирования
Выживаемость, размер
80% выживаемость, увеличение длины в контроле в 1.5 раза
1
Рис. 1. Обнаружение остракод в конце тестирования на разных по гранулометрическому составу донных отложениях (П 1 - песок из р. Юшут, Республика Марий Эл; П 2 - контроль из набора микробиотеста; И - ил из р. Spring River, штат Миссури, США).
Fig. 1. Detection of ostrakods at the end of testing at different granulometric composition of the sediments (П 1- sand from Yushut River, Republic Mariy El; П 2 - control from a mikrobiotest set; И - sludge from Spring River, Missouri, United States).
12% 100 80
□ Daphnia BOstracoda
60 40 20 0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Рис. 2. Сравнение токсичности донных отложений в хроническом контактном тесте на остракодах Heterocypris incongruens и дафниях Daphnia magna по критерию "выживаемость".
Figure 2. Comparison of toxicity of sediments in chronic whole-sediment test on ostrakods Heterocypris incongruens and daphnids Daphnia magna on the "survival" criteria.
%
140
90
□ Daphnia BOstracoda
40
1
I
1
-10
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Рис. 3. Сравнение токсичности донных отложений в хроническом контактном тесте на остракодах Heterocypris incongruens и дафниях Daphnia magna по критерию "ингибирование репродукции / роста".
Fig. 3. Comparison of toxicity of sediments in chronic whole-sediment test on ostrakods Heterocypris incongruens and daphnids Daphnia magna on "inhibition of reproduction / growth" criteria.
150%
100 -
□ Paramecium □ Algae Büstracoda
ПЛ
50
0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Рис. 4. Сравнение токсичности донных отложений в тесте на остракодах Heterocypris incongruens, инфузориях Paramecium caudatum и водорослях Chlorella vulgaris по критерию "выживаемость / ингибирование роста".
Fig. 4. Comparison of toxicity of sediments in test on ostrakods Heterocypris incongruens, infusoria Paramecium caudatum and algae Chlorella vulgaris by "survival / growth inhibition" criteria.
140 120 100 80 60 40 20 0
%
□ Paramecium □ Algae BOstracoda
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35
Рис. 5. Сравнение токсичности донных отложений в тесте на остракодах Heterocypris incongruens, инфузориях Paramecium caudatum и водорослях Chlorella vulgaris по критерию "ингибирование роста".
Fig. 5. Comparison of toxicity of sediments in test on ostrakods Heterocypris incongruens, infusorians Paramecium caudatum and algae Chlorella vulgaris by "inhibition of growth" criteria.
СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ОСТРАКОДАХ, ВОДОРОСЛЯХ И ИНФУЗОРИЯХ (ЭЛЮАТНЫШ ТЕСТ)
Одинаковый уровень токсичности (54% проб) продемонстрировали оба элюатных теста (с использованием водорослей Chlorella vulgaris и инфузорий Paramecium caudatum (рис. 4), что значительно выше токсичности на остракодах по критерию "выживаемость" (11% проб). Несколько более высокий уровень токсичности продемонстрировали остракоды по критерию "ингибирование роста", что составило 67% проб (рис. 5).
При попытке выявить зависимость между наблюдаемой токсичностью и химическим составом донных отложений было показано отсутствие значимых коэффициентов кор-
реляции по критерию "выживаемость" как для дафний, так и остракод (табл. 3). Показана связь между содержанием металлов (Cu, Ni, Cr, Co, Pb), As, нефтепродуктов и ингибированием репродукции дафний, а также содержанием Co, Pb и ингибированием роста остракод. Показана положительная связь между ростом водорослей и содержанием нефтепродуктов. Стимулирующий эффект малых доз нефтепродуктов для развития водорослей и их роль в биоремедиации отмечается и в литературе [Loya, Rinkevich, 1980; Cao et al., 2013].
Таблица 3. Коэффициенты корреляции между токсичностью и химическим составом донных отложений (выделены значимые величины при р < 0.05, критерий Спирмена)
Table 3. The correlation between toxicity and chemical composition of the whole sediments (the significant values at p < 0.05 marked out, Spearman test)
Показатель Parameters Дафнии Daphnids Остракоды Ostrakods Инфузории Infusorians Водоросли Algae
Выживаемость Survival Репродукция Reproduction Выживаемость Survival Рост Growth
Cu 0.00 -0.39 0.04 -0.01 -0.09 0.17
Zn 0.09 -0.32 0.01 -0.24 0.02 0.12
Ni 0.11 -0.61 -0.13 -0.15 -0.13 0.05
Cr 0.13 -0.63 -0.04 -0.23 -0.09 0.03
Cd -0.27 0.07 -0.12 -0.21 0.21 -0.17
Al 0.14 -0.332 0.11 -0.10 -0.09 0.09
Li 0.16 -0.46 0.05 -0.20 0.15 0.03
Hg 0.21 -0.17 -0.16 -0.11 -0.31 0.28
Co 0.03 -0.64 0.01 -0.40 0.12 -0.23
As -0.13 -0.34 -0.03 -0.22 -0.06 -0.24
Pb -0.13 -0.48 -0.02 -0.39 -0.03 -0.07
Нефтепродукты -0.03 -0.42 0.24 -0.14 0.06 0.34
Oil products
Таблица 4. Коэффициенты корреляции между токсичностью и химическим составом водного экстракта донных отложений (выделены значимые величины прир < 0.05, критерий Спирмена)
Table 4. The correlation between toxicity and chemical composition of the elutriate of sediment (the significant values at p < 0.05 marked out, Spearman test)
Дафнии Остракоды
Показатель Daphnids Ostrakods Инфузории Водоросли
Parameters Выживаемость Репродукция Выживаемость Рост Infusorians Algae
Survival Reproduction Survival Growth
Растворенный
кислород -0.09 0.46 0.27 -0.26 0.17 0.17
Dissolved oxigen
Электропровод-
ность -0.19 -0.40 -0.14 -0.28 -0.14 -0.05
Conductivity
pH 0.11 -0.37 -0.18 -0.16 0.07 -0.40
Жесткость Hardness -0.13 -0.56 0.02 -0.52 -0.25 -0.10
Ионы аммония Ammonium ions -0.08 -0.45 0.04 -0.54 -0.10 -0.08
Fe -0.15 0.62 -0.03 0.19 -0.15 0.37
Mn -0.07 0.63 -0.04 0.14 -0.09 0.29
Al -0.19 0.45 -0.11 0.05 0.11 -0.17
Cd -0.06 0.03 0.29 -0.20 0.05 0.07
Cr 0.04 0.06 -0.17 0.003 0.16 -0.10
Cu -0.12 0.14 0.06 -0.30 -0.11 0.13
Ni -0.18 -0.39 -0.22 -0.35 0.21 -0.22
Pb 0.43 -0.23 -0.09 0.20 -0.28 0.32
Zn 0.60 -0.15 -0.05 0.21 -0.22 0.11
Показано, что содержание металлов не отражается на показателях токсичности для дафний и остракод, значимые положительные коэффициенты между содержанием Бе, Мп, А1 и показателями репродукции дафний косвенно свидетельствуют о сорбции токсичных метал-
лов на гидроксидах Бе, Мп и А1 (табл. 4). Только для N1 показана корреляционная связь как для дафний, так и остракод (г = 0.35-0.39). Возможной причиной токсичности для дафний и остракод может быть поступление ионов аммония из ДО в воду (г = 0.45-0.54).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Загрязнение донных отложений является актуальной проблемой, т.к. может представлять угрозу для биоразнообразия и стабильного функционирования водных экосистем [Di Toro et al., 1990; 1991]. Биотестирование донных отложений позволяет получить оперативную информацию о потенциальной угрозе загрязнения для организмов, населяющих водоемы, и определить реальную токсичность присутствующих в пробе химических веществ [Бакаева и др., 2009]. Выбор методики для определения токсичности следует проводить с учетом поставленных задач. При необходимости оценить угрозу вторичного загрязнения воды через выход преимущественно водорастворимых загрязняющих веществ из ДО в воду целесообразно использовать элюатные тесты, а также тесты, выявляющие отложенные хронические эффекты. Для оценки присутствия гидрофобных, персистентных соединений необходимо использовать контактные хронические тесты, выявляющие отложенные
эффекты в виде ингибирования репродукции, роста, массы. Проблему, связанную с длительным временем проведения процедуры тестирования и ее стоимостью, частично решают токсикологические методики, реализованные в виде микробиотестов. Хорошие результаты по чувствительности продемонстировал метод с использованием остракод Heterocypris incon-gruens в сравнении с другими традиционными методиками, что дает основание для его широкого использования в токсикологическом мониторинге донных отложений.
Следует также иметь в виду, что для получения более надежной информации о степени токсикологической угрозы загрязненных донных отложений необходимо использовать батарею тестов, сочетать элюатные и контактные тесты, острые и хронические с летальными и сублетальными критериями токсичности, что позволит сделать более обоснованную оценку экологического риска.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Бакаева Е.Н., Никаноров А.М., Игнатова Н.А. Место биотестовых исследований донных отложений в мониторинге водных объектов // Вестник Южного научного центра РАН. 2009. Т. 5. № 2. С. 84-93. http://www.ssc-ras.ru/files/files/84-93_b.pdf.
Баканов А.И., Гапеева М.В., Томилина И.И. Оценка качества донных отложений водохранилищ Верхней Волги с использованием элементов триадного подхода // Биология внутренних вод. 2000. № 1. С. 102-109.
Временное методическое руководство по нормированию уровней содержания химических веществ в донных отложениях поверхностных водных объектов (на примере нефти). М.: РЭФИА. НИА Природа, 2002. 134 с.
Иванова И.Ю. Экологическая оценка качества донных отложений водотоков и водоемов Оренбургской области. Автореф. дисс.....канд. биол. наук. Оренбург, 2009. 23 с.
Методика измерений оптической плотности культуры водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris Beijer) для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления. Токсикологические методы контроля. ПНД ФТ 14.1:2:3:4.10-04 16.1:2.3:3.7-04. М.: ФБУ "ФЦАО", 2014. 38 с.
Михайлова Л.В., Рыбина Г.Е., Акатьева Т.Г., Кудрявцев А.А. Углеводородная компонента экологического мониторинга г. Нового Уренгоя (триадный подход) // Перспективные информ. технологии и пробл. упр. на пороге нового тысячелетия: Мат. Международн. экол. симпозиума, Санкт-Петербург, июнь 2000 г. СПб, 2000. С. 630-633.
Оценка токсического загрязнения природных вод и донных отложений пресноводных экосистем методом биотестирования с использованием коловраток. Р 52.24.662-2004. СПб.: Гидрометеоиздат, 2006. 60 с.
Проведение наблюдений за токсическим загрязнением донных отложений в пресноводных экосистемах на основе биотестирования. Методические указания. РД 52.24.635-2002. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. 30 с.
Разработка системы природоохранного нормирования качества поверхностных вод. Отчет НИР № 32-НИОКР/2-4-2012, проект 12фцп-М2-01, этап 4. НИА "Природные ресурсы", 2014. 197 с.
Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. М.: РЭФИА. НИА Природа, 2002. 117 с.
Томилина И.И. Эколого-токсикологическая характеристика донных отложений водоемов Северо-Запада России. Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Борок, 2000. 21 с.
Chial Z.B., Persoone G. Cyst-based toxicity tests XIV - Application of the ostracod solid-phase microbiotest for toxicity monitoring of river sediments in Flanders (Belgium) // Environ. Toxicol. 2002. № 17. Iss. 6. P. 533-537. DOI: 10.1002/tox.10087.
Chial Z.B., Persoone G., Blaise C. Cyst-based toxicity tests XVI - sensitivity comparison of the solid phase Hetero-cypris incongruens microbiotest with the Hyalella azteca and Chironomus riparius contact assays on freshwater sediments from Peninsula Harbour (Ontario, Canada) // Chemosphere. 2003. № 52. Iss. 1. P. 95-101. DOI: 10.1016/S0045-6535(03)00186-3.
Cao X., Xiong Yi., Lund J. The effect of micro-algae characteristics on the bioremediation rate of Deepwater Horizon crude oil // J. Emerging Invest. June 17. 2013. http://www.emerginginvestigators.org/wp-content/uploads/2013/06/Cao-2013 -Deepwater-Crude-Oil.pdf.
Chapman P.M. Sediment quality criteria from the sediment quality TRIAD: An example // Environ. Toxicol. Chem. 1986. № 5. P. 957-964.
De Cooman W. De, Blaise C., Janssen C., Detemmerman L., Elst R., Persoone G. History and sensitivity comparison of two standard whole-sediment toxicity tests with crustaceans: the amphipod Hyalella azteca and the ostracod Hetero-cypris incongruens microbiotest // Knowl. Manag. Aquat. Ecosyst. 2015. № 416. p. 15. http://www.kmae-journal.org/articles/kmae/pdf/2015/01/kmae150025.pdf.
De Deckere E., De Cooman W., Florus M., Devroede-Vander Linder M.P. Characterizing the sediments of Flemish Watercourses: a manual produced by TRIAD. Brussel: AMINAL-Department Water, 2000. 110 p.
De Deckere E., De Cooman W., Leloup V., Meire P., Schmitt C., von der Ohe P.C. Development of sediment quality guidelines for freshwater ecosystems // J. Soils. Sediments. 2011. V. 11. Iss. 3. Р. 504-517. DOI: 10.1007/s11368-010-0328-x
Di Toro D.M., Mahony J.H., Hansen D.J., Scott K.J., Hicks M. B., Mayr S.M., Redmond M.S. Toxicity of cadmium in sediments: The role of acid volatile sulfides // Environ. Toxicol. Chem. 1990. V. 9. Iss. 12. P. 1487-1502. DOI: 10.1002/etc.5620091208.
Di Toro D.M., Zarba C.S., Hansen D.J., Berry W.J., Swartz R.C., Cowan C.E., Pavlou S.P., Allen H.E., Tomas N.A., Paquin P.R. Technical basis for establishing sediment quality criteria for non-ionic organic chemicals using equilibrium partitioning // Environ. Toxicol. Chem. 1991. V. 10. Iss. 12. P. 1541-1583. DOI: 10.1002/etc.5620101203
Johnson B.T., Long E.R. Rapid toxicity assessment of sediments from large estuarine ecosystems: A new tandem in vitro testing approach // Environ. Toxicol. Chem. 1998. V. 17. Iss. 6. Р. 1099-1106. DOI: 10.1002/etc.5620170616
Kulkoyluoglu O., Yilmaz F. Ecological requirements of Ostracoda (Crustacea) in three types of springs in Turkey // Limnol. 2006. V. 36. Iss. 3. P. 172-180. http://dx.doi.org/10.1016/j.limno.2006.03.003.
LoyaY., Rinkevich B. Effects of oil pollution on coral reef communities // Mar. Ecol.: Prog. Ser. 1980. V. 3. P. 167-180.
Meisch C. Freshwater Ostracoda of Westernand Central Europe. Heidelberg. Berlin: Spektrum Akademischer Verlag, 2000. 522 p.
Methods for measuring the toxicity and bioaccumulation of sediment-associated contaminants with freshwater invertebrates. EPA/600/R-99/064. Duluth (MN), Washington (DC): USEPA, 2000.
Mezquita F., Griffiths H.I., Sanza S., Soria J.M., Pinon A. Ecology and distribution of ostracods associated with flowing waters in the Eastern Iberian // J. Crustac. Biol. 1999. V. 19. № 2. Р. 344-354. DOI: 10.2307/1549241
New microbiotests for routine toxicity screening and biomonitoring. NY: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2000. 550 p.
Ostracodtoxkit F (freshwater sediment contact test). [Electronic resource] / MicroBioTests Inc. Kleimoer 15 9030 Mariakerke (Gent) Belgium. Microsoft Word. Access mode: http://www.microbiotests.be/SOPs/Ostracodtoxkit%20F%20SOP%20-%20A5.pdf / Free. The title from screen. In english. 37 p.
Persoone G. Development and First Validation of a "Stock-Culture Free" Algal Microbiotest: The Algaltoxkit. Mi-croscale testing in aquatic toxicology. Chapter 20, Boca Raton (FL): CRC Press, 1998. P. 311 -320.
Standard test method for measuring the toxicity of sediment-associated contaminants with freshwater invertebrates. ASTM Standard E1706-05 // ASTM Annual Book of Standards. V. 11.06. West Conshohocken (PA), USA. 2010.
Stepanova N.Yu., Latypova T.R., Novikova L.V. Comparison of toxicity of sediments from rivers with different levels of anthropogenic load (Middle Volga region, Russia) based on elutriate and whole sediment tests // Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki. 2016. V. 158. № 3. P. 416-439.
Stepanova N.Yu. Ecological risk assessment of the sediments by the triad approach // 14th International Multidiscipli-nary Scientific GeoConference, SGEM 2014. Albena, Bulgaria. 17-26 June 2014. P. 215-222.
Van de Guchte C. The sediment quality TRIAD: an integrated approach to assess contaminated sediments. River water quality, ecological assessment and control. Brussels: ECSC-EEC-EAEC, 1992. P. 417-423.
Water quality - Determination of fresh water sediment toxicity to Heterocypris incongruens (Crustacea, Ostracoda). ISO 14371:2012. 16 p. http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=54612.
REFERENSES
Bakaeva E.N., Nikanorov A.M., Ignatova N.A. 2009. Mesto biotestovyh issledovanij donnyh otlozhenij v monitoringe vodnyh ob"ektov [The place of biotest researches of bottom sediments in monitoring of waters bodies] // Vestnik Yu-zhnogo nauchnogo centra RAN. 2009. V. 5. № 2. P. 84-93. http://www.ssc-ras.ru/files/files/84-93_b.pdf. [In Russian]
Bakanov A.I., Gapeeva M.V., Tomilina I.I. 2000. Ocenka kachestva donnyh otlozhenij vodohranilishch Verhnej Volgi s ispol'zovaniem ehlementov triadnogo podhoda [Assessment of bottom sediments quality in reservoirs of the upper volga on the basis of sediment quality triad] // Biologiya vnutrennih vod. № 1. P. 102-109. [In Russian]
Chial Z.B., Persoone G. 2002. Cyst-based toxicity tests XIV - Application of the ostracod solid-phase microbiotest for toxicity monitoring of river sediments in Flanders (Belgium) // Environ. Toxicol. № 17. Iss. 6. P. 533-537. DOI: 10.1002/tox. 10087.
Chial Z.B., Persoone G., Blaise C. 2003. Cyst-based toxicity tests XVI - sensitivity comparison of the solid phase Heterocypris incongruens microbiotest with the Hyalella azteca and Chironomus riparius contact assays on freshwater sediments from Peninsula Harbour (Ontario, Canada) // Chemosphere. № 52. Iss. 1. P. 95-101. DOI: 10.1016/S0045-6535(03)00186-3.
Cao X., Xiong Yi., Lund J. 2013. The effect of micro-algae characteristics on the bioremediation rate of Deepwater Horizon crude oil // J. Emerging Invest. June 17. http://www.emerginginvestigators.org/wp-content/uploads/2013/06/Cao-2013-Deepwater-Crude-Oil.pdf.
Chapman P.M. 1986. Sediment quality criteria from the sediment quality TRIAD: An example // Environ. Toxicol. Chem. № 5. P. 957-964.
De Cooman W., Blaise C., Janssen C., Detemmerman L., Elst R., Persoone G. 2015. History and sensitivity comparison of two standard whole-sediment toxicity tests with crustaceans: the amphipod Hyalella azteca and the ostracod Heterocypris incongruens microbiotest // Knowl. Manag. Aquat. Ecosyst. № 416. p. 15. http://www.kmae-journal.org/articles/kmae/pdf/2015/01/kmae150025.pdf.
De Deckere E., De Cooman W., Leloup V., Meire P., Schmitt C., von der Ohe P.C. 2011. Development of sediment quality guidelines for freshwater ecosystems // J. Soils. Sediments. V. 11. Iss. 3. P. 504-517. DOI: 10.1007/s11368-010-0328-x.
De Deckere E., De Cooman W., Florus M., Devroede-Vander Linder M.P. 2000. Characterizing the sediments of Flemish Watercourses: a manual produced by TRIAD. Brussel: AMINAL-Department Water. 110 p.
Di Toro D.M., Mahony J.H., Hansen D.J., Scott K.J., Hicks M.B., Mayr S.M., Redmond M.S. 1990. Toxicity of cadmium in sediments: The role of acid volatile sulfides // Environ. Toxicol. Chem. V. 9. Iss. 12. P. 1487-1502. DOI: 10.1002/etc.5620091208.
Di Toro D.M., Zarba C.S., Hansen D.J., Berry W.J., Swartz R.C., Cowan C.E., Pavlou S.P., Allen H.E., Tomas N.A., Paquin P.R. 1991. Technical basis for establishing sediment quality criteria for non-ionic organic chemicals using equilibrium partitioning // Environ. Toxicol. Chem. V. 10. Iss. 12. P. 1541-1583. DOI: 10.1002/etc.5620101203.
Ivanova I.Yu. 2009. Ecologicheskaya ocenka kachestva donnyh otlozhenij vodotokov i vodoemov Orenburgskoj ob-lasti. Avtoref. diss.....kand. biol. nauk [Ecological assessment of sediments of watercourses and water bodies of Orenburg region]. Orenburg, 23 s. [In Russian]
Johnson B.T., Long E.R. 1998. Rapid toxicity assessment of sediments from large estuarine ecosystems: A new tandem in vitro testing approach // Environ. Toxicol. Chem. V. 17. Iss. 6. P. 1099-1106. DOI: 10.1002/etc.5620170616.
Kulkoyluoglu O., Yilmaz F. 2006. Ecological requirements of Ostracoda (Crustacea) in three types of springs in Turkey // Limnol. V. 36. Iss. 3. P. 172-180. http://dx.doi.org/10.1016/j.limno.2006.03.003.
Loya Y., Rinkevich B. 1980. Effects of oil pollution on coral reef communities. // Mar. Ecol. Prog. Ser. V 3. P. 167-180.
Meisch C. 2000. Freshwater Ostracoda of Westernand Central Europe. Heidelberg. Berlin: Spektrum Akademischer Verlag. 522 p.
Methods for measuring the toxicity and bioaccumulation of sediment-associated contaminants with freshwater invertebrates. EPA/600/R-99/064. 2000. Duluth (MN), Washington (DC): USEPA.
Metodika izmerenij opticheskoj plotnosti kul'tury vodorosli hlorella (Chlorella vulgaris Beijer) dlya opredeleniya toxicnosti pit'evyh, presnyh prirodnyh i stochnyh vod, vodnyh vytyazhek iz gruntov, pochv, osadkov stochnyh vod, othodov proizvodstva i potrebleniya. Toxicologicheskie metody kontrolya. PND F T 14.1:2:3:4.10-04 16.1:2.3:3.7-04. 2014. [Method of measuring of optical dencity of algae culture (Chlorella vulgaris Beijer) for determination of toxicity of drinking, fresh water and waste water, water elutriate of sediments, soil, wastes of effluents, wastes of industry and domestic consumption. Toxicological methods of control. PND F T 14.1:2:3:4.10-04 16.1:2.3:3.7-04.] M.: FBU "FCAO", 38 s. [In Russian]
Mezquita F., Griffiths H.I., Sanza S., Soria J.M., Pinon A. 1999. Ecology and distribution of ostracods associated with flowing waters in the Eastern Iberian // J. Crustac. Biol. V. 19. № 2. P. 344-354. DOI: 10.2307/1549241
Mihajlova L.V., Rybina G.E., Akat'eva T.G., Kudryavcev A.A. 2000. Uglevodorodnaya komponenta eco-logicheskogo monitoringa g. Novogo Urengoya (triadnyj podhod) [Hydrocarbon component in monitoring of Novy Urengoy town (approach of triad)] // Perspektivnye inform. tekhnologii i probl. upr. na poroge novogo tysyacheletiya: Mat. Mezhdunarodn. ecol. simpoziuma, Sankt-Peterburg, June 2000. S.-Pb. P. 630-633. [In Russian]
New microbiotests for routine toxicity screening and biomonitoring. 2000. NY: Kluwer Academic/Plenum Publishers. 550 p.
Ocenka toksicheskogo zagryazneniya prirodnyh vod i donnyh otlozhenij presnovodnyh ehkosistem metodami biotestirovani-ya s ispol'zovaniem kolovratok. R 52.24.662-2004. 2006. [Guidance document. Evaluation of the toxic pollution of natural waters and sediments of freshwater ecosystems bioassay methods using rotifers R 52.24.662-2004]. S.-Pb. Gidrometeoizdat, 60 s. [In Russian].
Ostracodtoxkit F (freshwater sediment contact test). [Electronic resource] / MicroBioTests Inc. Kleimoer 15 9030 Mariakerke (Gent) Belgium. Microsoft Word. Access mode: http://www.microbiotests.be/S0Ps/0stracodtoxkit%20F%20S0P%20-%20A5.pdf / Free. The title from screen. In english. 37 p.
Persoone G. 1998. Development and First Validation of a "Stock-Culture Free" Algal Microbiotest: The Al-galtoxkit. Microscale testing in aquatic toxicology. Chapter 20. Boca Raton (FL): CRC Press. P. 311-320.
Provedenie nablyudenij za toxicheskim zagryazneniem donnyh otlozhenij v presnovodnyh ecosistemah na osnove bi-otestirovaniya. Metodicheskie ukazazaniya. RD 52.24.635-2002. 2002. [Carrying out observations of toxic pollution of sediments in fresh-water ecosystems on the base of biotesting. Methodical instructions. RD 52.24.635-2002]. S.-Pb.: Gidrometeoizdat. 30 s. [In Russian]
Razrabotka sistemy prirodoohrannogo normirovaniya kachestva poverhnostnyh vod. 2014. [Development of system of nature protection rationing of surface water quality]. Otchet NIR № 32-NI0KR/2-4-2012, proekt 12fcp-M2-01, etap. 4. MPR RF. NIA "Prirodnye resursy". 197 s. [In Russian]
Rukovodstvo po opredeleniyu metodom biotestirovaniya toksichnosti vod, donnyh otlozhenij, zagryaznyayushchih veshchestv i burovyh rastvorov. 2002. [Guidance of bioassay for toxicity determination of waters, sediments, contaminated substances and drilling mud]. M.: REHFIA. NIA Priroda. 117 s. [In Russian]
Standard test method for measuring the toxicity of sediment-associated contaminants with freshwater invertebrates. ASTM Standard E1706-05. 2010 // ASTM Annual Book of Standards. V. 11.06. West Conshohocken (PA), USA.
Stepanova N.Yu. 2014. Ecological risk assessment of the sediments by the triad approach // 14th International Mul-tidisciplinary Scientific GeoConference, SGEM 2014. Albena, Bulgaria. 17-26 June 2014. P. 215-222.
Stepanova N.Yu., Latypova T.R., Novikova L.V. 2016. Comparison of toxicity of sediments from rivers with different levels of anthropogenic load (Middle Volga region, Russia) based on elutriate and whole sediment tests // Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki. V. 158. № 3. P. 416-439.
Tomilina I.I. 2000. Ehkologo-toksikologicheskaya harakteristika donnyh otlozhenij vodoemov Severo-Zapada Ros-sii. [Ecological and toxicological features of sediments of water bodies of North-West of Russia]. Avtoref. dis. ... kand. biol. nauk. Borok, 21 s. [In Russian]
Van de Guchte C. 1992.The sediment quality TRIAD: an integrated approach to assess contaminated sediments. River water quality, ecological assessment and control. Brussels: ECSC-EEC-EAEC. P. 417-423.
Vremennoe metodicheskoe rukovodstvo po normirovaniyu urovnej soderzhaniya himicheskih veshchestv v donnyh otlozheniyah poverhnostnyh vodnyh ob"ektov (na primere nefti). 2002. [Temporary methodological guidance for the valuation of levels of chemicals in sediments of surface water bodies (on example of oil)]. M.: REHFIA. NIA Priroda. 134 p. [In Russian]
Water quality - Determination of fresh water sediment toxicity to Heterocypris incongruens (Crustacea, Ostracoda). ISO 14371:2012. 24 p. http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=54612.
APPLICATION OF OSTRACODS IN TOXICITY ASSESSMENT OF SEDIMENTS
N. Y. Stepanova
Kazan federal university 420008 Kazan, Kremlievskaya str., 18, e-mail: [email protected]
Methods of sediment bioassay are discussed; list and specific features of widespread methods are given. Possibility of application of alternative methods such as microbiotests are discussed on example of sediment bi-oassay with ostracod Heterocypris incorguens. Comparison of ostracods bioassay with elutriate tests with algae Chlorella vulgaris, ciliate Paramecium caudatum and whole sediment test with Daphnia magna are given. Test with ostracods demonstrates comparable sensitivity based on subletal criteria of toxicity.
Keywords: sediments, bioassay, Heterocypris inconrguens, Chlorella vulgaris, Paramecium caudatum, Daphnia magna
