Bi5595 - Základy toxikologie pro přírodovědce Environmentální toxikologie a ekotoxikologie Luděk Bláha blaha@recetox.muni.cz Obsah bloku ENVIRONMENTÁLNÍ TOXIKOLOGIE • Environmentální toxikologie 1: Expozice – Hlavní zdroje látek pro prostředí, hlavní skupiny látek v prostředí – Hlavní látky v matricích ŽP – příklady (vzduch, voda) – Osud látky v prostředí  Expozice • Rozdělování v prostředí – Kow, H • Transformace v prostředí – t1/2, DT50 – Bioakumulace, Biodostupnost, Expozom • Environmentální toxikologie 2: Účinky na člověka – Jinde v přednáškách: stejné principy, metody • Environmentální toxikologie 3: Ekotoxikologie = účinky na přírodní organismy – Hodnocení rizik a úloha (eko)toxikologie – Strategie testování (modely, trofické úrovně, baterie testů) – Příklady hlavních biotestů – Příklady využití výsledků biotestů (odvození limitů, “tiered” approach – léčiva) Úvodem: Ochrana přírody („environment“) před toxickými látkami je nezbytná pro zajištění “ekosystémových služeb” i zdraví a přežití samotného člověka Příklad – VODNÍ EKOSYSTÉMY a antropogenní stres PříméNepřímé Globálnízměna Dopady Pozn: chemické látky jsou pouze jedním, a doposud málo kvantifikovaným faktorem ! • Ztráty biodiversity – ? K čemu je rozmanitost dobrá ? Hlavní dopady Příklad - změny v biodiverzitě • Ztráty biodiverzity Hlavní dopady • Narušení ekosystémových služeb – Nevyrovnané vodní cykly • Nedostatek vody • Sucha / Záplavy – Narušení kvality vody • Pitná voda • Koupací vody • Toxické látky v potravních řetězcích – Nedostatek potravy • Přímé ryby (EDCs, overfishing) • Nepřímé  výnosy na polích – Ekonomické dopady Účinky na biotu  globální dopady Míchání oceánů  Ochlazování atmosféry [Nature 447, p.522, May 31, 2007] Mořský život přispívá až 50% k mechanické energii potřebné k promíchání teplých vod z povrchu do hlubších vrstev oceánů [Dewar, Marine Res 64:541 (2006)] [Katija a Dabiri, Nature 460:624 (2009)] Životní prostředí a chemické látky (zdroje a typy znečištění, osud látek v prostředí, biodostupnost, bioobohacování látek v potravních řetězcích). ENVIRONMENTÁLNÍ TOXIKOLOGIE Multidisciplinární vědecká disciplina, která se zabývá škodlivými vlivy různých agens v prostředí (chemické, fyzikální, biotické) na živé organismy. “Často se vysvětluje jako studium toxických látek v prostředí na zdraví člověka” VS EKOTOXIKOLOGIE Věda studující toxické efekty v přírodě, u přírodních organismů, zejména efekty v populacích a společenstvech (nehumánní toxikologie) [Truhaut 1979] Oba pojmy se velmi často zaměňují, prolínají ... Ekotoxikologie vs. Toxikologie Toxikologie Ekotoxikologie Cílem chránit člověka před toxickými látkami Cílem chránit populace mnoha druhů Vždy vychází ze zvířecích modelů (testování na člověku ?) Může využít přímého testování citlivosti druhů Člověk je dobře charakterizován – menší chyby při extrapolacích Jednotlivé druhy jsou velmi rozdílné – míra nejistoty při extrapolacích velká Testovací organismy i člověk jsou teplokrevní – dobrá predikce účinků Mnoho studenokrevných živočichů, mnoho rostlin !, bakterií ! Jednoduché dávkování a měření toxicity (výsledek LD50) Nejednotné dávkování (vnější, vnitřní), koncentrace ve vnější vodě není stejná s dávkou v těle ... Dobře charakterizované mechanismy působení Méně informací o biochemických mechanismech Dobře standardizované testovací metody Mnoho metod, málo standardních, ? predikce efektů v ekosystémech ? ČLOVĚK a expozice významným environmentálním toxikantům Celoživotní expozice člověka všem stresovým a nebezpečným faktorům “EXPOZOM (exposome)”  Škodlivé účinky = TOXICITA Chemické látky v hlavních složkách “prostředí” člověka – Potraviny a potravní řetězce (viz jiná část přednášek): • Pesticidy, Toxické kovy, Veterinární léčiva ... a další – Ovzduší • Prachové částice – vazba různých látek • Organické látky v ovzduší - PAHs, POPs (PCBs, PCDD/Fs, DDTs atd) • Další toxické látky v ovzduší – NOx, SOx, O3 • SMOG (smoke and fog) • Vnitřní prostředí – Bromované zhášeče hoření atd (PBDE/Fs) – Pitná voda • Toxické kovy, patogeny ... • Organické mikropolutanty (pesticidy, léčiva – viz dále) • Toxiny sinic (viz dále) • Velký nevyřešený problém: SMĚSI + spolupůsobení faktorů = Charakterizace EXPOZOMu Hlavní ZDROJE a vstupy toxických látek do prostředí - průmysl, produkty motorů, výroba energie - odpadní komunální vody - splachy z povrchů (silnice, střechy, nátěry ...) - průmyslové odpadní vody - pevné městské a průmyslové odpady - skládky / spalování - zemědělské činnosti Každý zdroj - určité charakteristické skupiny chemických látek Příklad: Odpadní komunální vody (ČOV): Primárně vliv na vodní ekosystém 1) Netoxické organické látky (fekální znečištění) 2) Další skupiny toxických chemických látek Domácí chemie (detergenty, změkčovadla, vůně) Léčiva Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs) Chlorované látky Toxické kovy Polychlorované dibenzo-p-dioxiny a furany (PCDD/Fs) TYPY zdrojů - BODOVÉ - LINIOVÉ (dopravní stavby apod.) - DIFÚZNÍ – rozptýlené (zemědělství) • Environmentální toxikanty – podle „biologických“ vlastností Pesticidy Toxické pro nežádoucí organismy („pests“) DDT, parathion, glyfosát (round-up), atrazin Insekticidy Toxické pro hmyz/členovce DDT, parathion Herbicidy Toxické pro rostliny 2,4-D, glyfosát, atrazin Fungicidy Toxické pro houby/plísně Pesticidy s toxickými kovy (Hg, Cu) Rodenticidy Toxické pro hlodavce Kyanid Karcinogeny Indukují rakovinu Benzo[a]pyren Reprodukčně toxické Vliv na rozmnožování Ethinyl-estradiol Endokrinní disruptory Vliv na hormonální aparát Ethinyl-estradiol, tributylcín Lipofilní (hydrofobní) Rozpustné v tucích / málo rozpustné ve vodě DDT Hydrofilní Rozpustné ve vodě Fenol, moderní insekticidy Neutrální organické látky Látky bez náboje (neionizují se) DDT, PCB Radioaktivní látky Nestabilní, rozpad a uvolnění záření Radon Surfaktanty, detergenty Látky snižující povrchové napětí na rozhraní dvou fází Nonylfenol, alkylbenzen sulfonáty Persistentní látky Velmi dlouhý život v prostředí (nedegradují se) DDT, PCB Mošusové látky (musks), parfémy Používané jako „vůně“ nebo regulátory zápachů • Environmentální toxikanty – podle „fyzikálně-chemických“ vlastností Chlorované uhlovodíky, organochlorové látky Chlorohydrocarbons, organochlorines DDT, PCB, PCDD/Fs Polychlorované bifenyly (PCB) Polychlorinated biphenyls PCB153 Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) Benzo[a]pyren Polychlorované dibenzop-dioxiny („dioxiny“) a – furany Polychlorinated dibenzo-p-dioxins and -furans (PCDD/Fs) 2,3,7,8-TCDD Těžké kovy, toxické kovy Heavy metals Hg, Pb, Cd (+ další) Organokovové látky Organometallics Alkyl-cíny Organofosfáty Organophosphates (OPs) Látky (insekticidy) – např. parathion Pyrethroidy Pyrethroids Insekticidy/repelenty odvozené z látek produkovaných v květinách (zejm. Asteraceae) – např. cypermethrin • Environmentální toxikanty – podle „chemické struktury“ DDT PCB153 (velmi častý) PCB126 (toxický - koplanární) Polychlorované dioxiny a furany Benzo[a]pyren – zástupce PAHs Tributyl-cín chlorid Cypermethrin Podzemní voda – pesticidy, repelenty, léčiva, bisfenol-A ... Loos et al. Pan-European survey on the occurrence of selected polar organic persistent pollutants in ground water (Water Research 44, 2010, 4115-4126) ENVIRONMENTÁLNÍ OSUD toxických látek Riziko látky v prostředí – které parametry ho podmiňují/určují? RIZIKO (např. Úbytek populace ryb v ČR) Vlastnosti látky NEBEZPEČNOST Vstupuje do ryby? (biokoncentrace) Může se bioakumulovat? Koncentruje se v potravní pyramidě (bioobohacování)? Je pro ryby nebezpečná/toxická? Jakým mechanismem/typem toxicity? Při jakých koncentracích ? Situace v prostředí EXPOZICE Je látka ve vodě? (osud) Je ve formě dostupné pro ryby? (biodostupnost) Jaká je biodostupná koncentrace? Schematický obrázek – shrnuje pojmy vysvětlené v další části přednášky OSUD látky v prostředí určuje míru EXPOZICE ENVIRONMENTÁLNÍ OSUD (fate) popisuje ? V kterých složkách prostředí se látka nachází ROZDĚLOVÁNÍ mezi složky ? Jak se uvnitř složek pohybuje TRANSPORT – např. vzduchem ? Jak se uvnitř složek přeměňuje TRANSFORMACE – chemické a biologické EXPOZICE (exposure) Míra vystavení organismu látce (v určité koncentraci, po určitou dobu atd = Expoziční scénáře) Které parametry určují jaký bude osud chemické látky? ROZDĚLOVÁNÍ TRANSPORT TRANSFORMACE Vlastnosti látky Polarita vs hydrofobicita (Kow, rozpustnost ve vodě) Těkavost, bod varu, vypařování (H, bod varu) Reaktivita vs stabilita a persistence (t1/2) Vlastnosti prostředí Proudění (rychlost, směr, typ ...) Teplota Světlo (a jeho parametry) Chemické složení pH (volné H+) Redox potenciál (... přítomnost O2) Přítomnost anorganických iontů / výměnných míst (např. jíl) Částice – typ, velikost, množství Organický materiál – typ, množství (huminové látky atp.) Voda Sedimenty Půda Atmosféra Vlastnosti bioty vegetace, konzumenti ... Počet / Pohyb / Velikost (povrch) / Množství (%) tuku / Stupeň v trofické pyramidě atd. atd. Kombinace uvedených parametrů určí osud a výslednou expozici organismů Kow, H, t1/2 Které parametry látek jsou především klíčové s ohledem na riziko EKOTOXICITY ? • 1) Tendence vstupovat do organismů - vyšší hydrofobicita (tuky v organismech) - rozdělovací koeficient oktanol/voda (Kow, logP) • 2) Stabilita (persistence, pomalá degradace) - dlouhodobé působení v prostředí - poločas života (t1/2) • 3) Toxické účinky v organismech … o každé z vlastností musíme něco vědět 1+2 - v této části kurzu 3 – ostatní přednášky Vstup látky do bioty (přestup z prostředí do organismu) • Distribuce látky mezi složkami prostředí – Rozdělovací procesy mezi složkami prostředí (kompartmenty/matrice/fáze) – biota/atmosféra - sediment (půda) / voda – půda/atmosféra - voda/atmosféra • Jednou ze složek je BIOTA – důležité jsou procesy rozdělování “prostředí   biota” – Atmosféra / biota – Voda / biota – Sediment / biota – Půda / biota – Biota(potrava) / Biota (predátor) • Ca = K. Cb 1/n C - koncentrace ve fázích A (Ca) a B (Cb) K - rozdělovací konstanta n - konstanta nelinearity • V případě lineárního vztahu (n=1) K = Ca / Cb = “rozdělovací koeficient” – Velikost K určuje tendenci přechodu látky z fáze B do fáze A • Z praktického experimentu (rozdělování látky mezi dvě fáze) lze odečíst příslušné konstanty log Ca = 1/n . log Cb + log K Rozdělovací procesy mezi fázemi v ROVNOVÁZE odpovídají kinetice prvního řádu – popis Freundlichova rovnice K = směrnice v lineární části křivky • Rozdělovací koeficient BIOTA / VODA – je náročné stanovit (standardní postup – stanovení biokoncentrace: viz dále)  Alternativa - využití modelu s n-oktanolem • N-oktanol – Nemísí se s vodou, obdobné vlasnosti jako tuky či fosfolipidy biologických membrán • Rozdělování n-oktanol/voda • Kow – rozdělovací koeficient • Charakterizuje HYDROFOBICITU (resp. LIPOFILICITU) • Časté vyjádření jako logKow (resp. logP) Model rozdělování “Biota-Voda” Experimentální stanovení Kow Systém n-oktanol/voda + přidání látky 4 různé počáteční koncentrace n-oct water Třepání do ustavení rovnováhy Chemická analýza koncentrací Výpočet Kow Látka Kow logKow (logP) K_bioakumulace (experimentální) Lindane 5 250 3.72 470 DDT 2 290 000 6.35 1 100 000 Arochlor 1242 (PCB) 199 600 5.30 3 200 Naftalen 3 900 3.59 430 Benzen 135 2.13 13 Kow – příklady Bioakumulace, Biokoncentrace, Bioobohacování Biokoncentrace Míra příjmu látky do organismu (ryby) z vody BCF – Bioconcentration factor Experimentální stanovení Testy s rybami (standard OECD 305) Dlouhé, náročné testy, testy s rybami in vivo BCF lze predikovat z Kow Bioakumulace, Biokoncentrace, Bioobohacování Bioakumulace Akumulace látky (všechny cesty expozice) BAF – Bioaccumulation factor Bioobohacování (Biomagnification) Zvyšování koncentrací látek v organismech v potravním řetězci BMF – Biomagnification factor (Cpredator/Cfood) Bioobohacování (Biomagnification) 1962 http://www2.ucsc.edu/scpbrg/ Bitman et al. Science 1970, 168(3931): 594 Biochemie: ptačí karbonátdehydratáza In vivo: měknutí vajíček In situ: bioakumulace  úbytek populací ptáků Rozdělování ATMOSFÉRA / VODA Rozdělování ATMOSFÉRA / VODA - ionizované látky se do atmosféry nevypařují - významné rozdělování (opět) u organických neutrálních látek - rozdělování mezi vodnou a kapalnou fázi popisuje Henryho zákon: p = H . CW p - parciální tlak látky (Pa) H - Henryho konstanta (Pa.m3.mol-1) - charakteristická pro danou látku CW -- koncentrace ve vodě (mol . m3) Pozn: ukazatelem “volatility” je např. také bod varu látky H (Pa . mol-1 . m-3) Charakteristika > 100 Velmi rychle se uvolňují z vody Příklad: halogenované alifatické uhlovodíky (dichloretan apod.) 25-100 Volatilizace pomalejší Příklad: chlorované benzeny 1-25 Pomalá volatilizace Příklad: většina PCBs < 1 Nevýznamná volatilizace Příklad: vysocechlorované PCDDs Environmentální transformace / Persistence • Typy transformací organických látek: – částečná změna struktury (např. vstup OH do neutrální mk) – degradace na menší organické molekuly – úplná degradace org. látky (CO2, H2O) • Hlavní procesy – Chemické - dle typu prostředí • atmosféra – fotochemické reakce, reakce s kyslíkem (!) • voda – hydrolýza, oxidační reakce • anoxické prostředí (sedimenty, podzemní voda) – redukční reakce – Biotické (enzymatické) • Úplná biotransformace („Ready biodegradability“ ) – látka je využívána mikroorganismy jako zdroj uhlíku  produkce CO2 • Kometabolizace – mikroorganismy potřebují jiný (hlavní) zdroj C (transformace látky v rámci „vedlejších“ procesů) • Výsledek transformace – netoxické produkty – tvorba ještě toxičtějších produktů (! př. Hg  methyl-Hg) • Biodegradabilita vs Persistence – Látky polární a reaktivní – zpravidla krátký poločas života – Halogenované, neutrální látky – persistentní v prostředí Přeměny látek v prostředí – (bio)transformace Anaerobní biotransformace – příklad methyl-rtuť Me-Hg •Bioakumulace •Vysoká toxicita • Kinetika transformace - kinetika prvního řádu – Ct = C0 . e-kt Ct - koncentrace v čase t C0 - počáteční koncentrace k - konstanta (rychlost degradace) t – čas • Po odvození (poločas života, half-life) t1/2 = ln2 / k = 0.693 / k Charakterizace persistence – poločas života Time (days) Poločas života vybraných pesticidů v půdě - příklady Látka Poločas života v půdě (roky) (t1/2, resp. DT50 – disappearance time 50%) Chlorované látky DDT 3-10 Dieldrin 1-7 Toxafen 10 Organofosfát – chlorfenos 0,2 Karbamát – carbofuran 0,05 – 1 Osud (procesy) v prostředí  Expozice: BIODOSTUPNÁ látka BIODOSTUPNOST • Pojem původně z farmakologie – frakce látky, která je v těle účinná • V environmentálních vědách – frakce látky, která může být přijata do organismu = látka je ve formě, která je dostupná (není tedy vázána v prostředí - např. na organický uhlík apod.) • Biodostupnost popisuje procesy (vztahy) mezi – Látkami přítomnými v prostředí – Vstupem (akumulací) látek do organismů – Vlastnostmi prostředí Příklad - Půda dvě rozdílné půdy (vysoký a nízký obsah organického uhlíku) biodostupnost (a tedy i bioakumulace) je vyšší v případě “low” Hydrofobicita – organické látky vs. organický uhlík (huminové látky) -> hydrofobní látky - tendence akumulace v tucích / v biotě (ale současně i v mrtvé organické hmotě - OC) -> vysoký obsah OC v prostředí (ve vodě): snížení biodostupnosti látek Biodostupnost - příklady Toxické kovy ve vodách vs. pH / složení vod -> vyšší pH: kovy přítomny v nerozpustných hydroxidech (snížení biodostupnosti) -> nižší (kyselé) pH – vyšší rozpustnost a vyšší toxicita kovů Biodostupnost - příklady Základní pojmy z HODNOCENÍ RIZIK HODNOCENÍ a ŘÍZENÍ RIZIK • Definice – RIZIKO = pravděpodobnost projevu nebezpečnosti – NEBEZPEČNOST = vlastnost látky (stresoru) • Základní schéma hodnocení a řízení rizik – Hlavní fáze - vyznačeno: Výběr nápravných opatření Právo a kompenzace Politika Ekonomika ROZHODNUTÍ Šíření informací o riziku Obavy veřejnosti Identifikace nebezpečnosti Hodnocení vztahu dávka - účinek Hodnocení expozice Charakterizace rizika HODNOCENÍ RIZIK ŘÍZENÍ RIZIK • Řada postupů řízení rizik zakotvena v legislativě • chemických látek pro člověka (zdravotní), pro ekosystémy (ekologická), vznik katastrof, rizika starých zátěží .... HODNOCENÍ a ŘÍZENÍ RIZIK Hodnocení rizik Řízení rizik  příklady •Omezení vstupů •Zákazy, pokuty •Lepší technologie •Např. čištění odpadních vod HODNOCENÍ EXPOZICE • Hodnocení expozice – Posouzení kontaktu organismu se stresorem (chemickou látkou) – V případě expozice ekosystémů - vyhodnocení koncentrací, které se v prostředí vyskytují (průměrně, nejčastěji atd) – Hodnocení expozice člověka: hlavní expoziční cesty - potrava, voda, vzduch • experimentální stanovení koncentrací (analytická chemie) • modely distribuce, modely potravinových košů • teoretické úvahy a výpočty – výsledek a) bodový odhad koncentrace * Pro ekosystémy: PEC – predicted environmental concentration, * Pro člověka (humánní rizika) – Dávka (např. “průměrně 7 mg/kg ž.v./ den) b) pravděpodobnostní rozložení koncentrací / dávek * poskytuje realističtější pohled, ale v praxi se užívá méně Hodnocení NEBEZPEČNOSTI - účinků (vztah dávka-účinek) • Hodnocení vztahu dávka – účinek (eko/toxikologie) – hodnocení toxicity - odhady koncentrací vzniku akutních účinků, odhady koncentrací vzniku chronických efektů atd. • TOXIKOLOGIE - hodnocení humáních rizik – toxicita pro člověka, model – laboratorní zvíře • EKOTOXIKOLOGIE - hodnocení ekologických rizik – řada druhů – nutná zjednodušení >> RECEPTORY – citlivé druhy reprezentující příslušné organismy >> V praxi / nejčastější 3 druhy – výsledek  bezpečná koncentrace/dávka 1) nejčastěji bodové vyjádření PNEC (predikovaná „no-effect concentration) nebo TDI (humánní – tolerable daily intake) .... nebo 2) pravděpodobnostní vyjádření účinků (viz dále, méně časté) PRAKTICKÁ EKOTOXIKOLOGIE (biotesty) ... v kostce Cílem ekotoxikologických analýz je poznání účinků, které působí přítomnost stresorů na organismy v prostředí – zejména populace a společenstva - suborganismální úroveň laboratoř - jednotlivé organismy laboratoř - populační efekty laboratoř mikro/mezokosmy - efekty ve společenstvech mikro/mezokosmy polní studie terénní pozorování - ekosystémové efekty terénní pozorování Hodnocení účinků v ekotoxikologii ekologická reálnost, relevance obtížnost stanovení Hodnocení ekotoxicity – základní strategie • Cílem je poznání účinků v ekosystému • Nelze poznat účinky u všech existujících druhů ! • Výběr MODELOVÝCH druhů = reprezentanti svých „ekologických skupin“ (trofických úrovní) • Využití kombinace několika testů = baterie testů • Hlavní ekologické skupiny = trofické úrovně • Producenti (autotrofové – řasy, rostliny) • Konzumenti – bezobratlí a obratlovci • Dekompozitoři (destruenti) – bakterie • Nejběžnější organismy využívané v bateriích testů • Vodní prostředí – řasy, hrotnatka (D. magna), ryba • Půda – rostliny + žížaly (příp. roupice, chvostoskoci) laboratoř Testování ekotoxicity v praxi = Účinky na vybraných modelových organismech (systémech)  predikce / extrapolace pro celý ekosystém Cu addition Effect concentrations expressed in total/dissolved Cu ??? Safe concentrations ??? Ekotoxicita 1 – biotesty (nejčastější přístup) Expensive & time consuming (e.g. Pesticide testing) Variable results (natural variability …) Higher ecological relevancy Ekotoxicita 2 – mikrokosmy a mesokosmy Komplexní přístup (chemistry, biology, geology, climate, pedology ..) Ecotoxicology + Ecology Comparing „contaminated“ to „control“ sites Ekotoxicita 3 – Terénní studie Praktické využití biotestů (1/2) • Testování chemikálií (jednotlivé látky) – Tradiční biotesty byly vyvinuty pro testování čistých látek (nikoliv směsí nebo kontaminovaných vzorků ŽP !) – Výhody – standardizované přístupy • OECD – Guideline methods - series „2“ Effects on biota • ISO methods – E.g. Fish tests - OECD 203 / ISO 7346 – E.g. D. magna - OECD 202 / ISO 6341 – Nevýhody: často omezená vypovídací hodnota • Často pouze AKUTNÍ • Příliš standardizované (neodpovídá prostředí) • Nezohledňují biodostupnost apod. • Nesledují vliv směsí • Nezohledňují specifické mechanismy (např. endokrinní disrupce) • Atd… Praktické využití biotestů (2/2) • Testování kontaminovaných vzorků (odpady, voda, půda) – Nově v ekotoxikologii – řada otázek • Whole effluent toxicity testing (WET) • Contact soil toxicity assays – Komplexní a komplikované • Ne vždy je jasná kauzalita „cause-effects“ – Přírodní variabilita – Př. Řasové testy – účinky živin (N, P) ve výluhu >> toxické látky Výluh 1:10 Control soil waste Mixture at different ratios STANDARDIZOVANÉ BIOTESTY • Během času byly vypracovány metody, které jsou evidovány, doporučovány nebo realizovány v rámci: - organizací evidujících standardy (ISO.org, ČSNI.cz, ASTM.org) - dalších (mezi)národních organizací (OECD.org, WHO.int, Evropská Unie – ecb.jrc.it, US EPA, národní vlády) • Existují standardizované postupy pro hodnocení jednodruhových, vícedruhových efektů i hodnocení polních experimentů a sledování  Na dalších snímcích výběr / příklady OECD guidelines http://www.oecd.org/document/40/0,3746,en_2649_34377_37051368_1_1_1_1,00.html Test No. 201: Alga, Growth Inhibition Test 11 July 2006 Test No. 221: Lemna sp. Growth Inhabition Test 11 July 2006 Test No. 202: Daphnia sp. Acute Immobilisation Test 23 Nov 2004 Test No. 211: Daphnia magna Reproduction Test 16 Oct 2008 Test No. 203: Fish, Acute Toxicity Test 17 July 1992 Test No. 204: Fish, Prolonged Toxicity Test: 14-Day Study 04 Apr 1984 Test No. 210: Fish, Early-Life Stage Toxicity Test 17 July 1992 Test No. 212: Fish, Short-term Toxicity Test on Embryo and Sac-Fry Stages 21 Sep 1998 Test No. 215: Fish, Juvenile Growth Test 21 Jan 2000 Test No. 229: Fish Short Term Reproduction Assay 08 Sep 2009 Test No. 230: 21-day Fish Assay 08 Sep 2009 Test No. 231: Amphibian Metamorphosis Assay 08 Sep 2009 Vodní organismy Test No. 218: Sediment-Water Chironomid Toxicity Using Spiked Sediment 23 Nov 2004 Test No. 219: Sediment-Water Chironomid Toxicity Using Spiked Water 23 Nov 2004 Test No. 233: Sediment-Water Chironomid Life-Cycle Toxicity Test Using Spiked Water or Spiked Sediment 23 July 2010 Test No. 225: Sediment-Water Lumbriculus Toxicity Test Using Spiked Sediment 15 Oct 2007 Organismy v sedimentech Organization for Economic Cooperation Development Půdní organismy Test No. 208: Terrestrial Plant Test: Seedling Emergence and Seedling Growth Test 17 Aug 2006 Test No. 227: Terrestrial Plant Test: Vegetative Vigour Test 17 Aug 2006 Test No. 207: Earthworm, Acute Toxicity Tests 04 Apr 1984 Test No. 220: Enchytraeid Reproduction Test 23 Nov 2004 Test No. 222: Earthworm Reproduction Test (Eisenia fetida/Eisenia andrei) 23 Nov 2004 Test No. 228: Determination of Developmental Toxicity of a Test Chemical to Dipteran Dung Flies(Scathophaga stercoraria L. (Scathophagidae), Musca autumnalis De Geer (Muscidae)) 16 Oct 2008 Test No. 232: Collembolan Reproduction Test in Soil 08 Sep 2009 Test No. 226: Predatory mite (Hypoaspis (Geolaelaps) aculeifer) reproduction test in soil 16 Oct 2008 Test No. 216: Soil Microorganisms: Nitrogen Transformation Test 21 Jan 2000 Test No. 217: Soil Microorganisms: Carbon Transformation Test 21 Jan 2000 Test No. 213: Honeybees, Acute Oral Toxicity Test 21 Sep 1998 Test No. 214: Honeybees, Acute Contact Toxicity Test 21 Sep 1998 Test No. 205: Avian Dietary Toxicity Test 04 Apr 1984 Test No. 206: Avian Reproduction Test 04 Apr 1984 Test No. 223: Avian Acute Oral Toxicity Test 23 July 2010 Další biotesty OECD guidelines http://www.oecd.org/document/40/0,3746,en_2649_34377_37051368_1_1_1_1,00.html Organization for Economic Cooperation Development ISO guidelines Vodní bezobratlí ISO 6341:1996 Water quality -- Determination of the inhibition of the mobility of Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea) -- Acute toxicity test ISO 10706:2000 Water quality -- Determination of long term toxicity of substances to Daphnia magna Straus (Cladocera, Crustacea) ISO/DIS 14380 Water quality -- Determination of the acute toxicity to Thamnocephalus platyurus (Crustacea, Anostraca) ISO/CD 16303 Water quality -- Determination of toxicity of fresh water sediments using Hyalella azteca ISO 10872:2010 Water quality -- Determination of the toxic effect of sediment and soil samples on growth, fertility and reproduction of Caenorhabditis elegans (Nematoda) ISO 16712:2005 Water quality -- Determination of acute toxicity of marine or estuarine sediment to amphipods ISO 20665:2008 Water quality -- Determination of chronic toxicity to Ceriodaphnia dubia ISO 20666:2008 Water quality -- Determination of the chronic toxicity to Brachionus calyciflorus in 48 h ISO 14669:1999 Water quality -- Determination of acute lethal toxicity to marine copepods (Copepoda, Crustacea) ISO/DIS 14371 Water quality -- Determination of freshwater-sediment subchronic toxicity to Heterocypris incongruens (Crustacea, Ostracoda) ISO 7828:1985 Water quality -- Methods of biological sampling -- Guidance on handnet sampling of aquatic benthic macro-invertebrates ISO 8265:1988 Water quality -- Design and use of quantitative samplers for benthic macro-invertebrates on stony substrata in shallow freshwaters ISO 8689-1:2000 Water quality -- Biological classification of rivers -- Part 1: Guidance on the interpretation of biological quality data from surveys of benthic macroinvertebrates ISO 8689-2:2000 Water quality -- Biological classification of rivers -- Part 2: Guidance on the presentation of biological quality data from surveys of benthic macroinvertebrates ISO/DIS 10870 Water quality -- Guidelines for the selection of sampling methods and devices for benthic macroinvertebrates in fresh waters ISO/WD 16778 Water quality -- Calanoid copepod development test with Acartia tonsa ISO guidelines International Standardization Organization ISO guidelines Půdní bezobratlí ISO 11268-1:1993 Soil quality -- Effects of pollutants on earthworms (Eisenia fetida) -- Part 1: Determination of acute toxicity using artificial soil substrate ISO 11268-2:1998 Soil quality -- Effects of pollutants on earthworms (Eisenia fetida) -- Part 2: Determination of effects on reproduction ISO 11268-3:1999 Soil quality -- Effects of pollutants on earthworms -- Part 3: Guidance on the determination of effects in field situations ISO 11267:1999 Soil quality -- Inhibition of reproduction of Collembola (Folsomia candida) by soil pollutants ISO 16387:2004 Soil quality -- Effects of pollutants on Enchytraeidae (Enchytraeus sp.) -- Determination of effects on reproduction and survival ISO 15952:2006 Soil quality -- Effects of pollutants on juvenile land snails (Helicidae) -- Determination of the effects on growth by soil contamination ISO 20963:2005 Soil quality -- Effects of pollutants on insect larvae (Oxythyrea funesta) -- Determination of acute toxicity ISO 17512-1:2008 Soil quality -- Avoidance test for determining the quality of soils and effects of chemicals on behaviour -- Part 1: Test with earthworms (Eisenia fetida and Eisenia andrei) ISO/DIS 17512-2 Soil quality -- Avoidance test for determining the quality of soils and effects of chemicals on behaviour -- Part 2: Test with collembolans (Folsomia candida) ISO 23611-1:2006 Soil quality -- Sampling of soil invertebrates -- Part 1: Hand-sorting and formalin extraction of earthworms ISO 23611-2:2006 Soil quality -- Sampling of soil invertebrates -- Part 2: Sampling and extraction of micro-arthropods (Collembola and Acarina) ISO 23611-3:2007 Soil quality -- Sampling of soil invertebrates -- Part 3: Sampling and soil extraction of enchytraeids ISO 23611-4:2007 Soil quality -- Sampling of soil invertebrates -- Part 4: Sampling, extraction and identification of soil-inhabiting nematodes ISO/DIS 23611-5 Soil quality -- Sampling of soil invertebrates -- Part 5: Sampling and extraction of soil macro-invertebrates ISO/DIS 23611-6 Soil quality -- Sampling of soil invertebrates -- Part 6: Guidance for the design of sampling programmes with soil invertebrates ISO guidelines International Standardization Organization ISO guidelines Rostliny ISO 11269-1:1993 Soil quality -- Determination of the effects of pollutants on soil flora -- Part 1: Method for the measurement of inhibition of root growth ISO 11269-2:2005 Soil quality -- Determination of the effects of pollutants on soil flora -- Part 2: Effects of chemicals on the emergence and growth of higher plants ISO 17126:2005 Soil quality -- Determination of the effects of pollutants on soil flora -- Screening test for emergence of lettuce seedlings (Lactuca sativa L.) ISO 22030:2005 Soil quality -- Biological methods -- Chronic toxicity in higher plants ISO/CD 29200 Soil quality -- Assessment of genotoxic effects on higher plants -- Micronucleus test on Vicia faba ISO guidelines International Standardization Organization Jaké vlastnosti má mít „modelový“ organismus pro standardizovaný biotest ?  snadná dostupnost (laboratorní kultury, komerční dostupnost ...)  snadné uchování a chov v laboratorních podmínkách do dostatečných množství pro experimenty (rychlý reprodukční cyklus)  Známá biologie druhu a genetika příslušné kultury y  jsou prostudovány relativní citlivosti druhu / kultury k různým třídám toxických látek  citlivost druhu by měla být dobrým reprezentantem příslušné skupiny organismů  Daphnia  korýši / bezobratlí  Zebřička  kaprovité ryby / obratlovci • 1) Příprava organismu • 2) Příprava vzorku (ředící řady – testování dávka:odpověď) • 3) Expozice • 4) Vyhodnocení (křivka dávka-odpověď) OBECNÉ SCHÉMA BIOTESTU Biologické účinky v závislosti na koncentraci látek LOG koncentrace !!! 1) Parametry odvozené přímo z experimentálních dat LOEC/L Lowest Observable Effect Concentration/L - první nejnižší koncentrace použitá v experimentu, která vyvolala významné efekty NOEC/L No Observable Effect Concentration/Level - podobně: koncentrace použitá v experimentu … Nedostatky - subjektivní – závisí na zvolených koncentracích - jiný experiment  jiné výsledky (koncentrační rozmezí, ředicí faktor – rozdíly mezi koncentracemi 2x, 5x, 10x…) Pro srovnání toxicity různých látek (vzorků) se užívají parametry odvozené z křivky dávka-odpověď 2) další parametry odvozené z křivky dávka – odpověď ECx (x=1,5,10,25,50,75,90,99 apod.) - ne vždy je v experimentu dosaženo „přesně 5% efektu“ - parametry se počítají (z „modelované křivky“) STANDARD - Hodnoty odvozené pro 50% efekt - nejčastěji užívány pro srovnání toxicity (!) - odhady v oblasti 50% efektů zatíženy nejmenší chybou viz předchozí modelový experiment „nejvíce je průměrných“ a proto je odhad průměru nejpřesnější Parametry LC50 – koncentrace (C) způsobující 50% letalitu (L) LD50 – dávka (Dose) způsobující 50% letalitu (L) EC50 – koncentrace způsobující 50% efekt (E) IC50 – koncentrace způsobující 50% inhibici (I) Pro srovnání toxicity různých látek (vzorků) se užívají parametry odvozené z křivky dávka-odpověď Biotesty příklady 1: vodní prostředí Nejčastější kombinace v legislativách – 3 testy: •Řasy (72h-96h růstový test) •D. magna (akutní test 48h) •Ryby (akutní test 96h) Řasové testy toxicity - standardní uspořádání - 72-96 hod, Erlenmayerovy lahve, třepání - sledování růstu, počtů buněk, biomasy – kvantifikace chlorofylu (fluorescence) - miniaturizace mikrodestičky Řasy Selenastrum capricornutum Scenedesmus subcapitatus Sc. quadricauda Chlorella vulgaris Sinice Microcystis aeruginosa Ekotoxikologické biotesty - producenti Microcystis aeruginosa EKOTOXIKOLOGICKÉ BIOTESTY - PŘÍKLADY – - KONZUMENTI – BEZOBRATLÍ - Akvatické testy s bezobratlými jsou velmi běžné, někdy je ekotoxikologie zaměňována s "Daphniovými biotesty" -uspořádání -kádinky, -akutní testy – 48 h, - prolongované testy 21 d (reprodukce) Akvatičtí planktonní korýši - nejčastější Daphnia magna, Ceriodaphnia dubia, Artemia salina (mořská) Další bezobratlí bentičtí korýši – Gammarus, Hyallela azteca hmyz – Pakomáři (Chironomus), jepice ... Ekotoxikologické biotesty – konzumenti - bezobratlí Daphnia magna Artemia salina Ceriodaphnia dubia Gammarus Chironomus riparius EKOTOXIKOLOGICKÉ BIOTESTY - PŘÍKLADY – - KONZUMENTI – OBRATLOVCI – - Rybí biotesty - uspořádání Akvária - akutní testy 96 h - prolongované a embryolarvální testy dny až měsíce Dlouhodobé testy - letalita, růst, rozmnožování, - testy xenoestrogenity (vývoj intersexu) - různá uspořádání (statické, průtočné ...) Rybí druhy Zebřička (Danio rerio) Pstruh duhový, Živorodka duhová (paví očko), Karas, Kapr, Střevle (Pimephales promelas) Specifické testy (endokrinní disrupce, karcinogenita) Halančík rýžovištní – Japanese medaka Ekotoxikologické biotesty - obratlovci Živorodka duhová (Paví očko), Poecilia reticulata Danio rerio (syn. Brachydanio rerio) Karas (zlatá forma) Americký druh střevle (Pimephales promelas) Pstruh FETAX – Frog Embryo Teratogenicity Assay Xenopus Drápatka (Xenopus laevis) -uspořádání - toxikologie – experimenty s vajíčky, embryi a larvami - petriho misky - 96 h (dosažení stadia larvy bez žloutk. vaku) Ekotoxikologické biotesty - obratlovci Dvořáková, D., K. Dvořáková, L. Bláha, B. Maršálek and Z. Knotková (2002). "Effects of cyanobacterial biomass and purified microcystins on malformations in Xenopus laevis: teratogenesis assay (FETAX)." Environmental Toxicology 17(6): 547-555. EKOTOXIKOLOGICKÉ BIOTESTY - PŘÍKLADY – - MIKROBIÁLNÍ TESTY TOXICITY MICROBIAL ZOO DIRTLAND WATERWORLD (1) TEST AKUTNÍ TOXICITY - MICROTOX - mořská luminiscenční bakteri Vibrio fisheri - krátkodobá expozice testované látce (5-30 min) - sledování změn přirozené luminiscence – odpovídá toxicitě - uspořádání: kyvety (zkumavky), stanovení v luminometru Mikrobiální ekotoxikologické biotesty (2) Růstové testy toxicity s bakteriemi - stanovení efektu toxické látky v médiu na růst bakterie - Pseudomonas putida, Escherichia coli ... - expozice 16 hodin - kultivace bakterií (Erlenmayerovy nádoby, miniaturizace – mikrodestičky) - vyhodnocení – nárůst biomasy (zákal) Mikrobiální ekotoxikologické biotesty Biotesty příklady 2: půdní prostředí Nejčastější kombinace v legislativách – 2testy •Rostliny •Žížaly Plus v legislativě ČR a SR také test klíčení s hořčicí Inhibice růstu kořene – hořčice, salát Testy klíčení s rostlinami: •hořčice (Sinapis alba) – vodné médium •Salát (Lactuca sativa) - půda ISO 11269-1 Testy se žížalami Akutní test s žížalou • 500 g soil + 10 adult Eisenia fetida • 14 days • mortality and weight Další biotesty s terestrickými bezobratlými VČELY - testování insekticidů - dávkování v potravě - sledování mortality Moucha domácí - testování léčiv: Drosophila antiparazitika (hodnocení genotoxicity) Ekotoxikologické biotesty – konzumenti - bezobratlí Ekotoxikologické testy s ptáky -uspořádání - dietární testy toxicity, dávkování v potravě - krátkodobé (5 dní expozice + 3 dny) - reprodukční testy - dlouhodobé Hrabaví ptáci, křepelky Křepelka virginská (1) (Northern bobwhite, Collinus virginianus) Křepelka japonská (2) (Japanese quail, Coturnis japonica) bažant, kur domácí, kachny ... Ekotoxikologické biotesty - obratlovci Využití EKOTOXIKOLOGIE V PRAXI Příklad 1 – biotesty a odvození limitů pro jednotlivé látky HODNOCENÍ RIZIK • Hodnocení vztahu dávka – účinek (eko/toxikologie) – př. hodnocení toxicity - odhady koncentrací vzniku akutních účinků, odhady koncentrací vzniku chronických efektů .... – hodnocení humáních rizik – toxicita pro člověka, model – laboratorní zvíře – hodnocení ekologických rizik – řada druhů – nutná zjednodušení: RECEPTORY – citlivé druhy reprezentující příslušné organismy – výsledek 1) nejčastěji bodové vyjádření PNEC (predikovaná „no-effect concentration) nebo TDI (humánní – tolerable daily intake) .... nebo 2) pravděpodobnostní vyjádření (viz dále) Praktické odvození PNEC Přídavek látky (Cu) / směsi Účinky - koncentrace (celkový/rozpuštěný Cu) V praxi – 3-4 akutní biotesty Krok 1: Experimentální testy ekotoxicity 50 100 LC50 [concentration] in mg/L or % effluent Threshold: No Observed Effect Concentration (NOEC) Krok 2: Vyhodnocení  odvození EC50 a/nebo NOEC ??? Jak lze extrapolovat 3 hodnoty EC50 do reality (ekosystémy)  PNEC (Predicted No Effect Concentration) EXTRAPOLACE ECx/NOEC  PNEC: faktory nejistoty • Faktory nejistoty / Extrapolační faktory / Faktory hodnocení (uncertainty / extrapolation / assessment factors) • ? Jak moc je kmen D. magna relevantní (intradruhová variabilita) • ? Jsou laboratorní druhy relevantní pro přírodní organismy (mezidruhová variabilita) • ? Citlivost druhů v laboratořích vs. v přírodě • v laboratořích zpravidla druhy s malou citlivostí – „robustní“ druhy lze chovat ALE přírodní = citlivé ne • ? Jsou použity citlivé parametry (endpointy) • Klasické testy = mortalita << citlivější reprodukce (ale méně využívána v biotestech) • ? Je relevantní laboratorní expozice pro přírodní podmínky • Biodostupnost látek / „ageing“ látek • Expozice v optimu (potrava, podmínky – pH, T) • Spolupůsobení stresových faktorů (další látky, klima, predace/kompetice) • Adaptace organismů EXTRAPOLACE ECx/NOEC  PNEC • Využití faktorů při extrapolaci - UF – uncertainty factors, - AF – assessment factors Hodnoty UF/AF zpravidla = 2, 5, 10, 100, 1000 (podle konkrétního předpisu / zákona / akceptované dohody mezi požadavky společnosti a potřebami průmyslu/spotřebitelů) Využití faktorů: násobení (dělení) získaných výsledků ekotoxicity PNEC = EC50 / AF např. k dispozici jsou data ze 3 biotestů  využije se nejnižší hodnota ECx : protektivní cíl  odvození PNEC = bezpečná koncentrace  nastavení „limitů“ (EQS – environmental quality standards) Dostupná data Assessment factor L(E)C50 short-term toxicity tests NOEC for 1 long-term toxicity test NOEC for additional long-term toxicity tests of 2 trophic levels NOEC for additional long-term toxicity tests of 3 species of 3 trophic levels 1000 100 50 10 Hodnoty ekotox. EC50 / NOEC Extrapolace pomocí faktorů (příklady) PNEC Dostupná data Assessment factor L(E)C50 short-term toxicity tests NOEC for 1 long-term toxicity test NOEC for additional long-term toxicity tests of 2 trophic levels NOEC for additional long-term toxicity tests of 3 species of 3 trophic levels 1000 100 50 10 Protection level: 95% Hodnoty ekotox. EC50 / NOEC Species sensitivity distribution (SSD) statistická metoda – zohlední dostupná data = EC50 více druhů C. riparius S. fontanilis O. kisuth O. reinhardtii P. fluviatilis P. partenog. P. notatus H. azteca N. barablutus P. promelas D. pulex C. dubia I. punctatus D. magna O. mykiss G. pulex C. magnifica C. decisum 0 20 40 60 80 100 1 10 100 1000 dissolved copper (µg/l) cumulativedistributionfunction Hazen plotting Loglogistic fitting HC5 = 95% protection level [C] PNEC Extrapolace pomocí faktorů (příklady)  odvození PNEC = bezpečná koncentrace  nastavení „limitů“ (EQS – environmental quality standards) PNEC vs limity EQS • PNEC – hodnota odvozená vědeckou metodou (experimentální nebo modelované ECx) s využitím standardizovaných postupů hodnocení rizik (AFs/UFs, SSD) • EQS (Environmental Quality Standards) = NEK (Normy Environmentální Kvality) – limit v zákonech, nařízeních atd. – je odvozen z PNEC, konkrétní hodnota je „politickým“ rozhodnutím a dohodou zúčastněných stran • Příklad: Ethinylestradiol (endokrinní disruptor) - odhadnutý PNEC je extrémně nízký (0.001 ng/L). Praktické souvislosti : (i) nelze sledovat (neexistují analytické metody s nízkým limitem detekce), (ii) ČOV reálně nemohou efektivně čistit odpadní vody  v praxi budou koncentrace EE2 vždy nad PNEC … atd: Politická debata: “Riziko je třeba řídit. Jaká hodnota EQS v zákoně je akceptovatelná, rozumná, smysluplná? “ NEK pro prioritní látky Rámcová směrnice EU o vodách WFD (výběr, příklady) Aktuálně (od 2015) seznam 44 prioritních látek (výběr dole) + seznam „sledovaných látek“ (watch list) – viz dále Kde najít limity / normy environmentální kvality ? (= EQS – Environmental Quality Standards) • ČR – v příslušných zákonech / vyhláškách – omezený výčet nejvýznamnějších látek • EU – V příslušných legislativách – Příklad: Rámcová směrnice o vodě (WFD – Water Framework Directive) • Databáze EQS – Německá agentura pro ŽP: UBA ( viz dále) UBA, Německo http://webetox.uba.de/webETOX/public/search/ziel/open.do UBA, Německo Seznam dalších zdrojů – EKOTOXIKOLOGICKÁ DATA ETOX -- Links Shrnutí – odvození a využití EQS Expozice (dávka) Atmosphe ric Depositio n Erosion & Runoff Untreated discharges Efekt (Jaká expozice vyvolá efekt ?) Laboratorní a polní studie Ekotoxikologické testy WW TP KONCENTRACE v prostředí Měřená nebo modelovaná (PEC = Predicted Env. Conc.) Limit (PNEC nebo EQS) RIZIKO existuje když PEC / PNEC > 1  řízení rizika Využití EKOTOXIKOLOGIE V PRAXI Příklad 2: Legislativa REACH  více viz také jinde: „Regulatorní toxikologie“ REACH Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals – 27-2-2001: White Paper on the Strategy for Future Chemicals Policy – 23-10-2003: Commission’s proposal REACH – Prosinec 2008: Povinná před-registrace („phase-in“) (všechny chemikálie musely být registrovány u ECHA) European Chemicals Agency (http://echa.europa.eu) REACH: data • Data požadovaná v REACH pro každou látku (registrační dossier) – Fyz-chem parametry, např. • Kow, bod varu, výpar (Henryho konstanta) – Toxikologie (lidská), např. • Akutní a chroncká toxicita, iritace na kůži, karcinogenita – Environmentální rizika – ekotoxikologie, např. • Akutní a chronická toxicita, biodegradace, bioakumulace REACH Registrační dokumentace: • Příloha 1: • Příloha 2: 110 • Nařízení 440/2008, kterým se stanoví zkušební metody podle nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1907/2006, o registraci, hodnocení, povolování a omezování chemických látek • ČÁST C: METODY STANOVENÍ EKOTOXICITY C.1. AKUTNÍ TOXICITA PRO RYBY C.2. ZKOUŠKA AKUTNÍ IMOBILIZACE DAFNIÍ (DAPHNIA SP.) C.3. ZKOUŠKA INHIBICE RŮSTU ŘAS C.4. STANOVENÍ „SNADNÉ“ BIOLOGICKÉ ROZLOŽITELNOSTI C.5. ROZKLAD – BIOCHEMICKÁ SPOTŘEBA KYSLÍKU C.6. ROZKLAD – CHEMICKÁ SPOTŘEBA KYSLÍKU C.7. ABIOTICKÝ ROZKLAD – HYDROLÝZA JAKO FUNKCE PH C.8. TOXICITA PRO ŽÍŽALY C.9. BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST – ZAHN – WELLENSOVA ZKOUŠKA C.10. BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST – SIMULAČNÍ ZKOUŠKA S AKTIVOVANÝM KALEM C.11. BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST – ZKOUŠKA NA INHIBICI DÝCHÁNÍ AKTIVOVANÉHO KALU C.12. BIOLOGICKÁ ROZLOŽITELNOST – MODIFIKOVANÁ ZKOUŠKA SCAS C.13. BIOAKUMULACE: PRŮTOKOVÁ ZKOUŠKA NA RYBÁCH C.14. RŮSTOVÁ ZKOUŠKA NA NEDOSPĚLÝCH RYBÁCH C.15. ZKOUŠKA KRÁTKODOBÉ TOXICITY NA RYBÍM EMBRYU A VÁČKOVÉM PLŮDKU C.16. ZKOUŠKA AKUTNÍ ORÁLNÍ TOXICITY PRO VČELU MEDONOSNOU C.17. VČELA MEDONOSNÁ – ZKOUŠKA AKUTNÍ KONTAKTNÍ TOXICITY C.18. STANOVENÍ ADSORPCE/DESORPCE ŠARŽOVITOU ROVNOVÁŽNOU METODOU C.19. ODHAD ADSORPČNÍHO KOEFICIENTU (KOU) PRO PŮDY A ČISTÍRENSKÉ KALY POMOCÍ HPLC C.20. ZKOUŠKA TOXICITY PRO REPRODUKCI DAPHNIA MAGNA C.21. PŮDNÍ MIKROORGANISMY: ZKOUŠKA NA TRANSFORMACI DUSÍKU C.22. PŮDNÍ MIKROORGANISMY: ZKOUŠKA NA TRANSFORMACI UHLÍKU C.23. AEROBNÍ A ANAEROBNÍ TRANSFORMACE V PŮDĚ C.24. AEROBNÍ A ANAEROBNÍ TRANSFORMACE V SYSTÉMECH VODA/SEDIMENT REACH REACH – požadavky na testy (eko)toxicity Požadavky se zvyšují v souvislostí s produkcí (množství tun/rok) SHRNUTÍ – EKOTOXIKOLOGIE V PRAXI • Podobné principy jako bylo ukázáno na příkladech jsou uplatňovány i v dalších oblastech – Environmentální normy (EQS, příklad odpady):  kaly ČOV, vytěžené sedimenty, voda … – Nebezpečné látky (příklad veterinární léčiva)  pesticidy, biocidy  komplexní legislativa REACH (viz dále) ENVIRONMENTÁLNÍ TOXIKOLOGIE - SHRNUTÍ • Environmentální toxikologie 1: Expozice – Hlavní zdroje látek pro prostředí, hlavní skupiny látek v prostředí – Hlavní látky v matricích ŽP – příklady (vzduch, voda) – Osud látky v prostředí  Expozice • Rozdělování v prostředí – Kow, H • Transformace v prostředí – t1/2, DT50 – Bioakumulace, Biodostupnost, Expozom • Environmentální toxikologie 2: Ekotoxikologie = účinky na přírodní organismy – Strategie testování (modely, trofické úrovně, baterie testů) – Příklady hlavních biotestů (vodní – řasy, dafnie, ryby / půdní – rostliny, žížaly) – Příklady využití výsledků biotestů (odvození limitů, REACH, “tiered” approach – léčiva)