Р 52.24.662-2004

     

РЕКОМЕНДАЦИИ

     

ОЦЕНКА ТОКСИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПРЕСНОВОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ МЕТОДАМИ БИОТЕСТИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОЛОВРАТОК

     

Дата введения 2006-01-01

     
Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Гидрохимическим институтом (ГХИ) Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет)

2 РАЗРАБОТЧИКИ А.М.Никаноров, чл.-кор. РАН, руководитель разработки; Е.Н.Бакаева, д-р биол. наук; Н.А.Игнатова; Л.М.Ходурская

3 УТВЕРЖДЕН Зам. Руководителя Росгидромета Ю.С.Цатуровым 28.10.2004 г.

4 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ГУ ЦКБ ГМП за номером Р 52.24.622-2004 от 23.11.2004 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

В настоящее время общепризнана необходимость введения нового вида контроля качества вод - биотестирование на токсичность - интегральный показатель, отражающий реальную картину токсического загрязнения водных объектов.

В ряде научно-исследовательских учреждений проведены исследования по разработке методов оценки качества вод. Сложнее обстоит дело с оценкой качества донных отложений.

Донные отложения являются наиболее загрязненным компонентом водных экосистем, именно они кумулируют все виды загрязняющих веществ, поступающих с речным стоком, атмосферными осадками, отмершими растительными и животными организмами, а также с техногенными материалами хозяйственной деятельности человека. Наряду с этим биодоступность связанных с донными отложениями токсических веществ для представителей бентоса, в которых происходит накопление ксенбиотиков, приводит как минимум к снижению их продуктивности. Взмучивание в результате ветровой и волновой деятельности, а также турбулентного перемешивания вод является источником вторичного загрязнения толщи воды. Это приводит к ухудшению качества обеих составляющих водной экосистемы - водной и донной, к снижению биологического разнообразия за счет выпадения из состава экосистем наиболее чувствительных к токсическому загрязнению видов, в том числе ценных промысловых рыб. В конечном итоге наблюдаются процессы деградации водных экосистем, приводящие к потере хозяйственного значения водных ресурсов.

Оценка токсического загрязнения донных отложений основана на трех подходах. На химическом (анализе концентрации токсических веществ в донных отложениях) и двух биологических - биоиндикации и биотестировании. Оценка токсичности донных отложений с помощью биотестирования широко применяется за рубежом, но не нашла должного применения в системе государственного мониторинга поверхностных вод суши (ПВС) Росгидромета. В организациях других ведомств используются различные методические подходы и приемы биотестирования. Для проведения токсикологической оценки загрязнения водной экосистемы в системе мониторинга ПВС Росгидромета Гидрохимическим институтом разработана методическая база и подготовлены рекомендации Р 52.24.566-94, для оценки донной составляющей - РД 52.24.635-2002, включающий один биотест на хирономидах.

Целью настоящих рекомендаций является совершенствование методической базы мониторинга токсического загрязнения природных вод и донных отложений, осуществляемого в рамках мониторинга ПВС Росгидрометом, путем биотестирования с использованием коловраток (с учетом эколого-биологических особенностей их жизнедеятельности).

Совершенствование методической базы биотестирования подразумевает расширение круга тест-объектов, отвечающих основным критериям видов-индикаторов, учет специфики оценки качества природных вод и донных отложений и обеспечение качества биологической информации. Эти направления требуют поиска новых представительных тест-объектов и глубокое знание их эколого-биологических особенностей. Имеющиеся сведения о значимости коловраток (кл.Rotatoria) как гетеротрофного звена в планктоценозах, результаты спонтанных попыток применения их для оценки воздействия токсических веществ позволяют считать представителей класса коловраток перспективными для биотестирования. Представители кл.Rotatoria имеют ряд преимуществ перед тест-объектом Daphnia magna. Преимущества методов биотестирования с использованием коловратки Brachionus calyciflorus состоят в следующем:

- они более экспрессны (определение острой токсичности возможно за 2-24 ч, хронической токсичности - за 5-7 сут; с использованием дафний - за 96 ч и более 30 сут);

- они компактны (могут использоваться в полевых условиях);

- возможно проведение анализов микрообъемов воды (от 2-5 мл, для дафний требуется 1-1,5 л воды для анализа одной пробы);

- возможно проведение непрерывных анализов (нет необходимости в постановке отдельных экспериментов по установлению острой, подострой и хронической токсичности воды).

Использование рекомендаций позволит проводить оценку токсичности проб природных вод и донных отложений, выделять участки токсического загрязнения и накопления токсичных загрязняющих веществ в донных отложениях, оценивать уровень токсического загрязнения водной и донной составляющих экосистемы, а также состояние экосистемы водного объекта в целом, на основе гарантированной биологической информации.

Рекомендации разработаны на основе собственных исследований, а также опубликованных данных. При разработке рекомендаций учтены нормативно-методические документы и стандарты, связанные с изучаемой проблемой.

     1 Область применения

В настоящих рекомендациях приводятся методики и порядок проведения оценки токсического загрязнения природных вод и донных отложений пресноводных экосистем в системе мониторинга поверхностных вод суши на основе биотестирования с использованием в качестве тест-объекта коловраток (кл.Rotatoria).

Рекомендации предназначены для оперативно-производственных подразделений территориальных управлений по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС) Росгидромета, осуществляющих организацию и проведение наблюдений за состоянием поверхностных вод суши в рамках Государственной службы наблюдений (ГСН) России.

Рекомендации могут быть использованы в природоохранных учреждениях, осуществляющих наблюдения за загрязнением природной среды, в качестве методического пособия специалистами и практическими работниками, а также для оценки токсичности природных вод и донных отложений при дноуглубительных работах и техногенно загрязненных почв.

     2 Нормативные ссылки

2.1 В настоящих рекомендациях использованы ссылки на следующие нормативные документы

ГОСТ 17.1.1.01-77 Использование и охрана вод. Основные термины и определения

ГОСТ 17.1.1.07-77 Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения

ГОСТ 17.1.3.07-82 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков

ГОСТ 17.1.5.04-81 Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия

ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков

ГОСТ 19179-73 Гидрология суши. Термины и определения

ГОСТ 27065-86 Качество вод. Термины и определения

РД 52.18.595-96 Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей природной среды

РД 52.24.309-92 Методические указания. Охрана природы. Гидросфера Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на сети Роскомгидромета

Р 52.24.566-94 Методы токсикологической оценки загрязнения пресноводных экосистем

РД 52.24.635-2002 Методические указания. Проведение наблюдений за токсическим загрязнением донных отложений в пресноводных экосистемах на основе биотестирования

РД 52.24.609-99 Методические указания. Охрана природы. Гидросфера. Организация и проведение наблюдений за содержанием загрязняющих веществ в донных отложениях

РД 118-02-90 Методическое руководство по биотестированию воды

2.2 Ссылки на остальные стандарты (технические условия) приведены в подразделах 10.2, 11.2, 12.2.

     3 Термины и определения, обозначения

В настоящих рекомендациях использованы следующие термины и определения:

3.1 Анализ проб воды - определение физических, физико-химических, химических, биологических, токсических свойств и состава воды [1].

3.2 Биотестирование (биологическое тестирование) - оценка качества объектов окружающей среды (воды и др.) по ответным реакциям живых организмов, являющихся тест-объектами (РД 52.24.635).

3.3 Биотест - совокупность приемов получения информации о токсичности воды (донных отложений) для гидробионтов на основе регистрации реакций тест-объекта (Р 52.24.566).

3.4 Водный объект - сосредоточение вод на поверхности суши в формах ее рельефа либо в недрах, имеющее границы, объем и черты водного режима [2].

3.5 Диапазон реагирования - интервал значений концентраций эталонного токсического вещества, в пределах которого результат биотестирования является надежным.

3.6 Донные отложения - донные наносы и твердые частицы, образовавшиеся и осевшие на дно в результате внутриводоемных процессов, в которых участвуют вещества как естественного, так и антропогенного происхождения [1].

3.7 Загрязнение воды водоемов и водотоков - процесс изменения состава и свойств воды водоемов и водотоков под влиянием поступающих в воду загрязняющих веществ, микроорганизмов, тепла, приводящих к ухудшению качества воды (РД 52.24.309).

3.8 Загрязнение токсическое - загрязнение воды водоемов и водотоков токсичными веществами.

3.9 Качество воды - характеристика состава и свойств воды, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования (ГОСТ 17.1.1.07).

3.10 Контроль качества воды - проверка соответствия показателей качества воды установленным нормам и требованиям (ГОСТ 27065).

3.11 Критерий токсичности - значение показателя токсичности, на основании которого судят о наличии токсического действия (РД 118-02).

3.12 Метрологическая характеристика метода - характеристика чувствительности метода, определяемая для тест-объекта по при воздействии эталонного токсиканта (медь (II) сернокислая, калий двухромовокислый).

3.13 "Нативная" проба донных отложений - проба донных отложений без какой-либо дополнительной предварительной обработки.

3.14 Нормы качества воды - установленные значения показателей качества воды для конкретных видов водопользования (ГОСТ 27065).

3.15 Острое токсическое воздействие (острая токсичность) - воздействие, вызывающее быструю ответную реакцию тест-объекта. Острое токсическое действие чаще всего определяют по тест-реакции "гибель" или "выживаемость" в условиях кратковременного биотестирования. При использовании коловраток и других организмов микрозоопланктона длительность воздействия составляет 6-24 ч.

3.16 Показатель токсичности - признак тест-объекта, используемый для оценки токсичности воды (РД 118-02).

3.17 Поверхностные воды - воды, находящиеся на поверхности суши в виде различных водных объектов (ГОСТ 19179).

3.18 Природные воды - воды Земли с содержащимися в них твердыми, жидкими и газообразными веществами (ГОСТ 19179).

3.19 Проба воды - количество воды, предназначенное для исследования.

3.20 Пункт наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши Государственной сети наблюдений Росгидромета - место на водоеме или водотоке, где проводят комплекс работ для получения данных о качестве воды или донных отложений (РД 52.24.635).

3.21 Результат биотестирования - конечный вывод о токсичности водной среды, сделанный в ходе биотестирования.

3.22 Состояние водного объекта - характеристика водного объекта по совокупности его количественных и качественных показателей применительно к видам водопользования (ГОСТ 17.1.1.01).

3.23 Створ пункта наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши ГСН Росгидромета - условное поперечное сечение водоема или водотока, в котором производят комплекс работ для получения данных о показателях состава и свойств воды (РД 52.24.635).

3.24 Тест-объект - организм, который используют при биотестировании (инфузории, дафнии и т.д.) (Р 52.24.566).

3.25 Токсикология водная - наука о токсичности водной среды, в том числе природной или сточной воды, для гидробионтов [3].

3.26 Токсичность воды (донных отложений) - свойство воды (донных отложений) вызывать патологические изменения в организмах или гибель, обусловленные присутствием в ней токсичных веществ (РД 118-02).

3.27 Токсикологический эксперимент - эксперимент, в ходе которого оценивают влияние на тест-объект испытываемой воды или химического соединения. Состоит из двух серий: опыт (с воздействием воды или химического соединения) и контроль (без воздействия, но в тех же условиях) (Р 52.24.566).

3.28 Точка отбора проб - точно зафиксированное местоположение отбора пробы воды или донных отложений (РД 52.24.635).

3.29 Условно чистый участок водного объекта - обычно это фоновый створ.

3.30 Фоновый створ - створ, расположенный на расстоянии не менее 1 км выше источника загрязнения (Р 52.24.566).

3.31 Хроническое токсическое воздействие (хроническая токсичность) - воздействие, вызывающее ответную реакцию тест-объекта, проявляющуюся в течение относительно длительного периода времени. Хроническое токсическое воздействие измеряют по тест-показателям "выживаемость", "плодовитость", "изменение роста" и другим реакциям при длительном биотестировании (Р 52.24.566).

3.32 Чувствительность тест-объекта - нижняя граница диапазона действия эталонного токсического вещества, при которой обнаруживают параметры его токсичности на тест-объект.

3.33 Экологическое благополучие водного объекта - нормальное воспроизведение основных звеньев экологической системы водного объекта (Р 52.24.566).

3.34 Экспозиция - период времени, в течение которого организм находится под воздействием исследуемого фактора, в частности под воздействием химического вещества. В зависимости от экспозиции различают острое или хроническое токсическое воздействие (РД 52.24.635).

3.35 Эталонное токсическое вещество - токсическое вещество, используемое для проверки чувствительности биотеста или тест-объекта (РД 52.24.566).

3.36 - концентрация токсиканта, приводящая к гибели 50% взятой для эксперимента выборки.