close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16204

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.08.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01N 33/00
(2006.01)
СПОСОБ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ
(21) Номер заявки: a 20101584
(22) 2010.11.05
(23) 2010.10.18
(43) 2012.06.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение "Республиканский научно-практический центр гигиены" (BY)
(72) Авторы: Дроздова Елена Валентиновна; Застенская Ирина Алексеевна;
Вежновец Василий Васильевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное учреждение "Республиканский научнопрактический центр гигиены" (BY)
(56) Дроздова Е.В. // Здоровье и окружающая
среда: Сборник научных трудов. 2007. - Вып. 10. - С. 728-737.
BY 16204 C1 2012.08.30
BY (11) 16204
(13) C1
(19)
ДУДЧИК Н.В. и др. Сахаровские чтения 2008 года: Экологические проблемы
XXI века: Материалы 8-й международной научной конференции. - Минск,
2008. - С. 55.
БУДКИНА Е.А. и др. // Здоровье и
окружающая среда: Сборник научных
трудов. - 2005. - Вып. 6. - С. 15-20.
RU 2281495 C1, 2006.
RU 2202619 C2, 2003.
SU 1057532 A, 1983.
Дроздова Е.В. Актуальные проблемы
медицины: Сборник научных статей. Гомель, 2009. - Т. 2. - С. 31-34.
ФР.1.39.2007.03222. Биологические методы контроля. Методика определения
токсичности воды и водных вытяжек
из почв, осадков сточных вод, отходов
по смертности и изменению плодовитости дафний [http://www.opengost.ru].
(57)
Способ оценки токсичности промышленных отходов, при котором осуществляют экспонирование тест-культуры водных ракообразных Cypridopsis vidua, обладающей чувствительностью к референсному веществу дихромату калия на уровне ЭК50-96 = 78,0(70,9÷85,8) мг/дм3,
ЭК16-96 = 25,5 мг/дм3, ЭК84-96 = 230 мг/дм3, водной вытяжкой из промышленных отходов
без разведения и в диапазоне разведений от 1:10 до 1:1000000 в течение 96 часов при
BY 16204 C1 2012.08.30
температуре 18-22 °С в 3 повторностях, с параллельной постановкой контрольного теста
путем экспонирования данной тест-культуры при тех же условиях водой, используемой
для разведения, подсчитывают количество иммобилизованных особей, рассчитывают для
каждого разведения индекс иммобилизации особей In по формуле:
X − X dn
⋅ 100,
In = k
Xk
где In - индекс иммобилизации для n-го разведения, %;
X k - среднее арифметическое количество иммобилизованных особей в контроле;
X dn - среднее арифметическое количество иммобилизованных особей для n-го разведения,
на основании полученных значений In определяют показатель LID, соответствующий
наименьшей кратности разведения водной вытяжки из промышленных отходов, не оказывающей токсического воздействия на тест-культуру Cypridopsis vidua, и при значении
LID>1:10000 промышленные отходы оценивают как чрезвычайно опасные и относят к I
классу опасности;
если значение LID находится в диапазоне от 1:10000 до 1:1001, то промышленные отходы оценивают как высокоопасные и относят ко II классу опасности;
если значение LID находится в диапазоне от 1:1000 до 1:101, то промышленные отходы оценивают как умеренно опасные и относят к III классу опасности;
при значении LID<1:100 промышленные отходы оценивают как малоопасные и относят к IV классу опасности;
при отсутствии токсического воздействия на тест-культуру Cypridopsis vidua водной
вытяжки из промышленных отходов без разведения промышленные отходы оценивают
как нетоксичные и относят к V классу опасности.
Изобретение относится к разделу токсикологии.
Заявителю неизвестен способ оценки токсичности отходов с использованием ракообразных, в силу чего не может быть указан объект, являющийся наиболее близким аналогом заявляемого способа.
Задачей заявленного изобретения является разработка способа оценки токсичности
промышленных отходов и критериев оценки опасности.
Поставленная задача достигается следующим образом.
Предложен способ оценки токсичности промышленных отходов, при котором осуществляют экспонирование тест-культуры водных ракообразных Cypridopsis vidua, обладающей чувствительностью к референсному веществу дихромату калия на уровне
ЭК50-90 = 78 (70,9 ÷ 85,8) мг/дм3, ЭК16-96 = 25,5 мг/дм3, ЭК84-96 = 230 мг/дм3, водной вытяжкой из промышленных отходов без разведения и в диапазоне разведений от 1:10 до
1:1000000 в течение 96 часов при температуре 18-22 °С в 3 повторностях, с параллельной
постановкой контрольного теста путем экспонирования данной тест-культуры при тех же
условиях водой, используемой для разведения, подсчитываю количество иммобилизованных особей, рассчитывают для каждого разведения индекс иммобилизации животных In по
формуле:
X k − X dn
⋅ 100% ,
In =
Xk
где In - индекс иммобилизации особей для n-го разведения, %;
X k - среднее арифметическое количество иммобилизованных особей в контроле;
X dn - среднее арифметическое количество иммобилизованных особей для n-го разведения,
на основании полученных значений In определяют показатель LID, соответствующий
наименьшей кратности разведения водной вытяжки из промышленных отходов, не оказывающей токсического воздействия на тест-культур Cypridopsis vidua, и при значении
2
BY 16204 C1 2012.08.30
LID>1:10000 промышленные отходы расценивают как чрезвычайно опасные и относят к I
классу опасности;
если значение LID находится в диапазоне от 1:10000 до 1:1001, то промышленные отходы оценивают как высокоопасные и относят ко II классу опасности;
если значение LID находится в диапазоне от 1:1000 до 1:101, то промышленные отходы оценивают как умеренно опасные и относят к III классу опасности;
при значении LID<1:100 промышленные отходы оценивают как малоопасные и относят к IV классу опасности;
при отсутствии токсического воздействия на тест-культуру Cypridopsis vidua водной
вытяжки из промышленных отходов без разведения промышленные отходы оценивают
как нетоксичные и относят к V классу опасности.
Вид C. vidua низших ракообразных отряда Ostracoda (ракушковые) типичен для фауны
Республики Беларусь и широко распространен на ее территории, обитая в постоянных,
временных водоемах, а также подземных водах. Как тест-объект Cypridopsis vidua обладает рядом положительных характеристик: образует стабильные популяции в любое время
года, размножается партеногенетически, имеет надежные отличительные признаки.
Культура Cypridopsis vidua, обладающая чувствительностью к референсному веществу
дихромату калия на уровне ЭК50-96 = 78 (70,9 ÷ 85,8) мг/дм3, хранится в рабочей коллекции
Республиканского научно-практического центра гигиены под кодом ЦГ-2 (220012 Республика Беларусь, г. Минск, ул. Академическая, 8, тел. 284 13 86, факс 284 03 45) и может
быть получена (закуплена) по запросу либо получена заинтересованным лицом из дикой
природы путем полного следования этапам, описанным ниже.
На фигуре показана схема получения тест-культуры Cypridopsis vidua, обладающей
чувствительность к эталонному агенту дихромату калия в диапазоне ЭК50-96 = 78
(70,9 ÷ 85,8) мг/дм3. Исходная лабораторная культура Cypridopsis vidua (культура № 2 на
схеме) была получена из животных, выделенных из природных условий - водных экосистем Минской области, Республика Беларусь (культура № 1 на схеме - природная (дикая)
культура). В лабораторных условиях была получена исходная культура, представляющая
собой потомство одной самки - генетически однородна (культура № 2 на схеме), в дальнейшем последующие серии культур (на схеме № 31, № 32, № 33...№ 3n - лабораторная
культура C. vidua соответственно серий 1, 2, 3, ..., n), полученные из исходной, использовались как тест-объекты для проведения оценки острой водной токсичности (на схеме
обозначено как E - эксперименты с референсным агентом дихроматом калия). Последующий отбор проводился с учетом чувствительности к эталонному токсиканту (дихромат
калия) и скорости роста культуры в лабораторных условиях (на схеме обозначено как C).
В итоге была получена лабораторная генетически однородная культура ракообразных
Cypridopsis vidua, зарегистрированная как ЦГ-2 (на схеме обозначена как № 4), обладающая чувствительностью к эталонному агенту дихромату калия в следующем диапазоне:
ЭК50-96 = 78 (70,9÷85,8) мг/дм3, ЭК16-96 = 25,5 мг/дм3, ЭК84-96 = 230 мг/дм3 (содержится в
рабочей коллекции Республиканского научно-практического центра гигиены). Поддержание культуры осуществляется при световом режиме 12 ч день:12 ч ночь и температуре от
18 до 24 °С, для кормления используется альгологически чистая культура водорослей
Chlorella vulgaris с плотностью суспензии не менее 100⋅106 клеток/мл, вносимая ежедневно и поддерживаемая в концентрации 105 клеток/мл. Эти условия являются оптимальными, способствуют поддержанию жизнедеятельности и воспроизводству особей, а также
поддержанию постоянной чувствительности тест-культуры к эталонному агенту.
Основными определительными фенотипическими признаками Cypridopsis vidua, используемыми в заявленном способе, являются следующие:
тело животных заключено в двустворчатую раковину длиной до 0,7 мм с латерально
расположенными створками и снабжено 7 парами конечностей. При рассматривании сбоку наибольшая высота раковинки достигает 2/3 ее длины и расположена посередине.
3
BY 16204 C1 2012.08.30
Спинной край в средней части довольно сильно выпуклый, брюшной край слабо вогнут в
средней части и образует выпуклость у ротового отверстия. Передний край равномерно и
широко закруглен, задний уже переднего и косо закруглен. Со спинной стороны раковинка широко-яйцевидная; наибольшая ширина приблизительно в середине раковинки и несколько превышает ее высоту; задний конец закруглен, передний широко заострен;
левая створка превосходит спереди правую приблизительно на ширину своей кутикулярной каемки;
поверхность створок сильно волосиста, с маленькими ямочками; на основном фоне
желтовато-зеленоватых створок резко выступают 3 пары лентовидных темных пятен неправильных очертаний, которые идут от спинной стороны сначала поперек створок, а затем переднее пятно простирается вдоль передних краев створок, а два других пятна
связываются на спинной стороне таким же пятном, идущим вдоль спинного края.
Отличительная характеристика данной культуры - чувствительность к эталонному
агенту дихромату калия в диапазоне: ЭК50-96 = 78 (70,9÷85,8) мг/дм3. Проведенные заявителем исследования показали высокую чувствительность предложенного способа оценки
токсичности отходов.
Время воздействия 96 часов обусловлено тем, что в течение этого периода времени
максимально проявляются острые токсические эффекты химических веществ по отношению к Cypridopsis vidua.
Общая схема проведения тестирования токсичности отходов в отношении культуры
Cypridopsis vidua, обладающей чувствительностью к референсному веществу дихромату
калия на уровне ЭК50-96 = 78 (70,9÷85,8) мг/дм3, включает 2 основные стандартные процедуры - подготовка к тестированию и непосредственно тестирование.
Этапы подготовки к тестированию:
1) сбор имеющейся доступной информации о промышленных отходах:
детальное изучение технологического процесса, ведущего к образованию отходов
производства,
изучение химического состава компонентов, входящих в состав (интегральные и индивидуальные показатели);
2) разработка схемы исследований: в зависимости от природы и потенциальной токсичности анализируемых промышленных отходов определяют последовательность тестируемых в эксперименте разведений водных вытяжек из отходов;
3) культивирование или закупка тест-культуры; адаптация культуры к тестовым условиям (температура, вода того же состава, что и используемая в тесте для приготовления
вытяжек) в течение не менее 48 часов. Для исключения необходимости периода акклиматизации, культивационная вода должна иметь сходный состав (pH, жесткость) с водой,
используемой для теста. Не реже 1 раза в 6 месяцев проводят тест с эталонным веществом
(для подтверждения стабильности чувствительности тест-культуры); в качестве эталонного вещества используют бихромат калия;
4) отбор организмов для проведения тестирования. Тест-культура культивируется в
лабораторных условиях со световым режимом 12 ч день: 12 ч ночь. Для культивирования
используется стеклянная посуда, для ежедневного кормления - культура водорослей Chlorella vulgaris. За сутки до начала тестирования отбираются подвижные юные особи, из которых в день проведения опыта отбирают животных размером не более 0,3 мм;
5) приготовление водных вытяжек из отходов. Водная вытяжка из отходов готовится
из соотношения твердая фаза:жидкость, равного 1:10. В качестве жидкости используется
культивационная вода;
6) приготовление разведений водной вытяжки для биотестирования. В качестве воды
для приготовления растворов используют восстановленную либо дехлорированную отстаиванием в течение не менее 3 суток водопроводную воду. Разведения готовят непосредственно перед внесением тест-организмов, эксперимент начинают не позднее чем через 30
минут с момента приготовления растворов.
4
BY 16204 C1 2012.08.30
Процедура непосредственно тестирования.
В ходе эксперимента ракообразных в течение 96 часов экспонируют вытяжками из отходов в диапазоне разведений.
Животные, экспонируемые каждой концентрацией, должны быть разделены на группы
по 10 особей в каждой. Параллельно ставят не менее 3 серий разведений. В дополнение к
серии разведений ставят контроль чистоты эксперимента (исходная вода для приготовления разведений).
Тест проводят с чередованием циклов света и темноты 16 ч:8 ч либо 12 ч:12 ч соответственно с 15-30-минутным переходным периодом. Температура должна быть в пределах
18 и 22 °С, но для каждого отдельного теста должна быть постоянной в пределах ± 1 °С.
pH в контроле и тестовых растворах измеряют в начале теста, через 24 ч и в конце теста.
Учет результатов тестирования через 24, 48 и 96 часов микроскопированием при увеличении x2-7. В качестве токсического эффекта расценивается иммобилизация животных.
Иммобилизация - отсутствие у ракообразных способности к движению в течение
15 секунд после легкого встряхивания тестируемого субстрата. Иммобилизованных
животных удаляют из сосудов после регистрации наблюдений.
При проведении тестирования должны быть соблюдены следующие критерии качества:
1) значение pH должно варьировать не более чем на 1 единицу;
2) иммобилизация в контролях не должна превышать 10 %.
На основании учета результатов эксперимента рассчитывается индекс иммобилизации
животных In для каждого разведения по формуле:
X k − X dn
⋅ 100% ,
In =
Xk
где In - индекс иммобилизации животных для разведения n (%),
X k - среднее арифметическое количество иммобилизованных животных в контроле,
X dn - среднее арифметическое количество иммобилизованных животных для разведения n.
На основании полученных значений In находят значение наименьшей кратности разведения водной вытяжки, не оказывающей токсического воздействия на тест-культуру
Cypridopsis vidua, обладающую чувствительностью к референсному веществу дихромату
калия на уровне ЭК50÷96 = 78 (70,9÷85,8) мг/дм3 (LID).
Наименьшая кратность разведения водной вытяжки, не оказывающая токсического
воздействия (LID), - это экспериментально установленная наименьшая кратность разведения водной вытяжки, вызывающая изменение тест-реакции (в данном случае иммобилизацию) не более чем у 10 % особей тестируемой популяции Cypridopsis vidua по
сравнению с контролем в течение 96-часовой экспозиции.
На основании значения LID судят о токсичности промышленных отходов и устанавливают их класс опасности в соответствии с диапазонами кратности разведений, представленными в табл. 1.
Таблица 1
Класс опасности промышленного отхода
I чрезвычайно опасные
II высокоопасные
III умеренно опасные
IV малоопасные
V нетоксичные
LID (наименьшая кратность разведения водной вытяжки,
не оказывающая токсического воздействия на ракообразных
из тест-культуры C. vidua ЦГ-2)
более 10000
10000-1001
1000-101
100 и ниже
1
5
BY 16204 C1 2012.08.30
Пример
Задача:
Требуется определить токсичность отходов производства A (образцы № 1, № 2, № 3,
№ 4, № 5).
Решение.
Для оценки токсичности отходов производства A выполняют экспериментальные исследования с использованием в качестве тест-объектов тест-культуры ракообразных
Cypridopsis vidua, содержащихся в рабочей коллекции Республиканского научно-практического центра гигиены под кодом ЦГ-2.
Подготовку тест-культуры к исследованию, водных вытяжек из отходов и тестирование проводят в соответствии с методикой, указанной выше.
С целью установления наименьшей кратности разведения водной вытяжки, не оказывающей токсического воздействия (LID), готовят разведения водных вытяжек в 1; 10; 100;
1000; 10000; 100000; 1000000 раз. При этом в указанном ряду кратность разведения увеличивается от 1 (нативная вытяжка без разведения) к 1000000-кратному разведению. Эксперимент ставят в 3 повторностях для каждого разведения и параллельно 3 контроля.
Количество животных в группе - по 10 особей.
Результаты эксперимента представлены в табл. 2 (графы 1-5).
Анализ полученных данных необходимо производить от наименьшего разведения
(разведение 1 (нативная вытяжка), к наибольшему (1000000-кратному разведению). При
этом искомым значением LID будет наименьшее значение кратности разведения, для которого In ≤ 10 %.
Результаты анализа (значения LID) представлены в графе 6 табл. 2, а пояснения по
решению задачи отражены курсивом в графе 5 этой же таблицы.
На основании экспериментально полученных значений LID с применением табл. 1 тестируемые промышленные отходы относят к классу опасности.
Таким образом, тестируемые промышленные отходы относят (графа 6 табл. 2):
образец № 1: к III классу опасности - умеренно опасные промышленные отходы
(LID = 1000),
Таблица 2
Количество иммобилизованных
Кратность
In, индекс имразведения Количество животных (ср. арифм. по паLID, класс
мобилизации
раллельным сериям)
вытяжки
животных
опасности
животных (%)
(разы)
X k в контроле X dn в опыте
1
2
3
4
5
6
Образец № 1
1
10*3
0
10
100
10
10*3
0
5
50
1000 раз
100
10*3
0
2,3
23 (>10)
III класс
1000
10*3
0
0,3
опасности 3,3(≤10)
"умеренно
10000
10*3
0
0
0
опасные"
100000
10*3
0
0
0
1000000
10*3
0
0
0
Образец № 2
1
10*3
0
8
80
10
10*3
0
4
40 (>10)
100 раз
100
10*3
0
1
10 (≤10)
IV класс
1000
10*3
0
0,3
3,3
опасности 10000
10*3
0
0
0
"малоопасные"
100000
10*3
0
0
0
1000000
10*3
0
0
0
6
BY 16204 C1 2012.08.30
Продолжение табл. 2
Количество иммобилизованных
Кратность
In, индекс имразведения Количество животных (ср. арифм. по памобилизации
раллельным сериям)
вытяжки
животных
животных (%)
(разы)
X k в контроле X dn в опыте
1
2
3
4
5
Образец № 3
1
10*3
0
0,3
1,3(≤10)
10
10*3
0
0
0
100
10*3
0
0
0
1000
10*3
0
0
0
10000
10*3
0
0
0
100000
10*3
0
0
0
1000000
10*3
0
0
0
Образец № 4
1
10*3
0
10
100
10
10*3
0
10
100
100
10*3
0
8
80
1000
10*3
0
4
40 (>10)
10000
10*3
0
0
0 (≤10)
100000
10*3
0
0
0
1000000
10*3
0
0
0
Образец № 5
1
10*3
0
10
100
10
10*3
0
10
100
100
10*3
0
10
100
1000
10*3
0
8
80
10000
10*3
0
4
40 (>10)
100000
10*3
0
0,3
3,3 (≤10)
1000000
10*3
0
0
0
LID, класс
опасности
6
1 (без разведения)
V класс
опасности "нетоксичные"
10000 раз
II класс
опасности "высокоопасные"
100000 раз
I класс
опасности "чрезвычайно
опасные"
образец № 2: к IV классу опасности - малоопасные промышленные отходы
(LID = 100),
образец № 3: к V классу опасности - нетоксичные промышленные отходы (LID = 1),
образец № 4: к II классу опасности - высокоопасные промышленные отходы
(LID = 10000),
образец № 5: к I классу опасности - чрезвычайно опасные промышленные отходы
(LID = 100000).
Таким образом, достигаемый технический результат заявленного способа заключается
в расширении арсенала способов оценки токсичности промышленных отходов путем
использования культуры мелких водных ракообразных Cypridopsis vidua, обладающей
чувствительностью к референсному веществу дихромату калия на уровне ЭК50-96 = 78
(70,9÷85,8) мг/дм3, что позволит избежать недооценки опасности, надежно определить
токсичность и классифицировать отходы с позиций опасности для окружающей среды.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
281 Кб
Теги
by16204, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа