Biologické systémy včasného varování on-line
detekce přítomnosti toxických
látek ve vodě
Jakub Gregor, Klára Hilscherová, Blahoslav
Maršálek
CCT, Botanický ústav AV ČR, Květná 8, 603 65 Brno
RECETOX, Masarykova univerzita, Kamenice 3, 625 00 Brno
Široké spektrum systémů
Dlouho používané, standardizace
Odběr vzorků (aktuální situace/směsné
vzorky)
Analýzy, biotesty
Čas mezi odběrem a výsledky ­ několik dní
Ekotoxikologické biotesty
ALE!
nutnost kontinuálního monitoringu kvality vody (surová
voda pro vodárenství, odpadní vody z průmyslu)
možnost úniku toxických látek
úmyslná aplikace
BEWS
= biological early-warning systems
= biologické systémy včasného varování
,,on-line" verze ekotoxikologických biotestů
kratší doba odpovědi (s ­ hod)
citlivější parametry (fyziologie, chování)
víc sledovaných parametrů, komplexní
hodnocení
BEWS
BEWS
Cíl:
rychlá detekce přítomnosti toxických látek ve
vodě
zabránit událostem s velkým dopadem na
obyvatelstvo / ekosystém
BEWS
bakterie
řasy
mlži
korýši
ryby
+ další
Používané organismy:
ToxCONTROL
luminiscenční bakterie
změna luminiscence před
a po přidání vzorku
Nitritotox Monitor
nitrifikační bakterie
respirace ­ spotřeba O2
před a po přidání vzorku
www.microlan.nl, www.lar.de
Bakterie
Algae Toximeter
zelená řasa
(Chlorella vulgaris)
měření základní a
maximální fluorescence
chlorofylu a
inhibice fotosyntézy
www.bbe-moldaenke.de
Řasy
ECOTOX
krásnoočko štíhlé
(Euglena gracilis)
CCD kamera
analýza obrazu
pohybová aktivita
gravitaktická orientace
tvar buněk
Tahedl and Häder (1999) Water Research 33, 426-432
Tahedl and Häder (2001) Ecotoxicology and Environmental Safety 48, 161-169
Řasy
Musselmonitor
slávička mnohotvárná
(Dreissena
polymorpha)
senzory na okrajích
lastur
pohyby lastur
(otevírání / zavírání)
www.musselmonitor.nl
Mlži
Dynamic water flea
assay
hrotnatka velká
(Daphnia magna)
počet ,,přerušení"
infračervených paprsků
pohybová aktivita
Knie (1978) Wasser Boden 12, 310-312
Korýši
Daphnia Toximeter
hrotnatka velká (Daphnia magna)
CCD kamera - analýza obrazu
www.bbe-moldaenke.de
Korýši
počet živých dafnií
rychlost pohybu
distribuce rychlosti
trajektorie pohybu
výška ve vodním sloupci
seskupování organismů
www.bbe-moldaenke.de
Korýši
Daphnia Toximeter
počet živých dafnií
rychlost pohybu
distribuce rychlosti
trajektorie pohybu
výška ve vodním sloupci
seskupování organismů
Dynamic fish assay
jelec jesen
(Leuciscus idus)
tlakové senzory na stěně
akvária
pohybová aktivita
Juhnke and Besch (1971) Gewasser Abwasser 51/52, 107-114
Ryby
Fish ventilatory
monitoring system
slunečnice
(Lepomis macrochirus)
slabé el. pole
pohybová aktivita
dýchání
,,kašlání"
The United States Army Center for Environmental Health Research
Ryby
Fish Toximeter
danio pruhované
(zebřička)
(Danio rerio)
CCD kamera
analýza obrazu
pohybová aktivita
www.bbe-moldaenke.de
Ryby
Multispecies
freshwater
biomonitor
až 3 druhy organismů
zároveň
korýši (blešivec, dafnie)
hmyz (pakomár)
ryby (halančík, živorodka)
+ další
www.limco-int.com
MFB
různé organismy ­ různá citlivost vůči různým
toxickým látkám
ekologická relevance testovacího organismu
falešné alarmy
­ stres pramenící ze změny podmínek (teplota,
pH, zákal...)
­ změny vlastností mohou indikovat, ale i
,,maskovat" přítomnost toxických látek
­ chyba softwaru
BEWS ­ praktické aspekty
Nehody na Rýnu, Máze nutnost
vývoje
biomonitorovacích
systémů
Evropa ­ velký náskok
před zbytkem světa
Terorismus ­ zapojení
vládních a armádních
institucí do vývoje
ZOH 2002 ­ 6 Daphnia
toximetrů ­ ochrana
zdrojů pitné vody
BEWS ­ současná realita