Спосіб біологічної оцінки токсичності води та пристрій для біологічної оцінки токсичності води

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН (19) SIL1M8083 А І151) А 01 К 6 1 / 0 0 ; G 01 N 33/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3470469/28-13 (22) 14.07.82 (46) 23.01.84. Бюл. № 3 (72) В.В.Емельяненко, А.Н.Крайнюкова, Г.Н.Катриченко и А.Г.Васенко (71) Всесоюзный научно-исследойательский институт по охране вод (53) 6 3 9 . 3 . 0 5 ( 0 8 8 . 8 ) (56) 1. Патент Франции № 2170514, кл. G 01 N 33/00, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № 686698, кл. А 01 К 61/00, 1977. 3. Методики биологических исследований по водной токсикологии, М., ''Наука 1 1 , 1971, с.143-147 (прототип). 4. Колупаев Б.И., Андреев А.А., Самойленко К).К. Оптический метод регистрации сердечного ритма у да*ний. -"Гидробиологический журнал*', вып. 3, т. XI0. 1977, с.119-120 (прототип) . (54) СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ ВОДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ воды (57) 1. Способ биологической оценки токсичности воды с использованием в качестве тест-объектов дафний, предусматривающий разделение дафний на две группы - опытную и контрольную , размещение каждой группы в соответствующей камере* пропуск через камеру с контрольной группой дафний чистой воды и через камеру с опытной группой - исследуемой воды, регистрацию физиологического состояния даАний в группах и сравнение полученных результатов, о т *л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, быстроты и достоверности оценки, первоначально через с бе камеры пропускают с одинаковой скоростью чистую воду с температурой 16-23°С, а с началом пропуска через камеру с опытной группой дафний исследуемой воды температуру воды в камерах повыш ют с одинаковой скоростью до 26-35 С, при этом в качестве показателя физиологического состояния жаф «й регистрируют изменение частоты ^ жений их эпиподитов, о токсичности воды судят по разности средних частот движений эпиподитов в опытной и контрольной группах, а оценку степени токсичности производят по величине промежутка времени, в течение которого достигается снижение средней частоты движений эпиподитов дафний в опытной группе на 50% по сравнению с частотой дви с контрольной группой в этом случае произошло всего за 1,5 ч. Устройство для биологической оценки токсичности воды содержит гидрораспределитель 1, блок 2 управлеЮ ния, блоки 3 и 4 регулирования температуры, кассеты 5 и 6 для размещения в них камер 7 с дафниями, механизмы 8 и 9 перемещения кассет и две системы регистрации частоты дви- 15 жений эпиподитов дафний соответственно для кассет 5 и 6, состоящие из источников 10 и 11 света, оптических приборов 12 и 13 и фотоприемников 14 и 15, связанных через уси'2Q лители 16 и 17 с блоками 18 и 19 регистрации . Кроме того, устройство имеет блок 20 сравнения и блок 21 измерения временного интервала. Гидро25 распределитель 1 оснащен входными патрубками 22 и 23 для исследуемой и чистой воды и двумя выходными патрубками 24 и 25, последним из которых гидрораспределитель соединен с 30 блоком 3 регулировани я температуры, " патрубком 24 - с блоком 4 регулироа вания температуры. Блок 3 регулирования температуры посредством гибкого патрубка 26 ^5 связан с кассетой 5, а блок 4 посредством такого же патрубка 27 связан с кассетой 6, при этом кассеты 5 и б оснащены гибкими патрубками 28 и 29 для отвода воды в 40 сливную трубу 30. и 11 света и оптических приборов 12 и 13. Оптические приборы 12 и 13 с исто іниками 10 и 11 света предназначены для Ликсирования светового пучка , модулированного в соответствии * ' с движениями эпиподитов дафнии, которая находится в чокусе оптического прибора 12 или 13. В качестве оптического прибора может быть использована оптическая система микроскопа . На пути световых пучков, идущих от источников 10 и 11 света и проходящих через оптические приборы 12 и 13, установлены соответствующие фотоприемники 14 и 15, в качестве которых используют, например, фотодиоды или фоторезисторы. Выходы блоков 18 и 19 регистрации связаны с входом блока 20 сравнения. Выход блока 20 сравнения соединен с блоком 2 управления и с одним из входов блока 21 измерения временного интервала, а другой вход блока 21 соединен с блоком 2 управления. Блок 2 управления, в свою очередь, связан с источниками 10 и 11 света, с блоками 3 и 4 регулирования температуры с гидрораспределителем 1 и со вторыми входами блоков 8 и 9 перемещения кассет 5 и 6. Блок 2 управления имеет программный блок (не показан). В каждой из кассет 5 и 6 размещают 8-Д 2 камер 1, а перемещение кассет 5 и 6 механизмами 8 и 9 осуществлено так, что камеры 7 поочередно пересекают световой луч, идущий от источников 10 и 11 света к оптическим приборам 12 и 13. Устройство для биологической оценки токсичности воды работает следующим образом. Наполняют камеры 7 чистой водой и в каждую из камер 7 помещают по одной особи даЛний, т.е. их разf деляют на опытную и контрольную группы, после чего блоком 2 управления дают команду гидрораспределителю 1 на пропускание чистой воды через обе кассеты 5 и 6. По этой команде открывается входной патрубок 23 и с ним соединяются выходные патрубки 2 5 и 24, через эти патрубки чистую воду подают в блоки 3 и 4 регулирования температуры, от которых по соответствующим им патрубкам 26 и 27 вода поступает в кассеты 5 и 6. Вода, пройдя каждую из камер 7 в соответствующей кассете 5 или 6, выводится далее в сливную трубу 30 на слив. Каждая из кассет 5 и 6, например кассета 5 (^иг.2)г установлена на кронштейне 31 в направляющих типа 45 1 'ласточкин хвост 1 ' и перемещает^ ся вдоль кронштейна 31 с помощью механизма 8 перемещения, с которым она связана • штангой 32 и который может быть выполнен в виде микромет50 рического механизма, применяемого в микроскопах МБР-1, МБД-2, и связан с приводом, в качестве которого может быть применен электродвигатель с редуктором типа РД-ОЭ, оснащенный датчиком угла поворота вы- ->Ь ходного вала редуктора, включающим двигатель при повороте выходного вала редуктора на заданный угол, соответствующий величине перемещения кассет 5 и 6, равной расстоянию 60 между соседними камерами 7 (двигатель и редуктор не изображены). Одновременно с началом подачи чистой воды блоком 2 управления даНаличие гибких патрубков 26-29 ется команда блокам 3 и 4 регулине препятствует перемещению кассет 5 и 6 относительно источников 10 65 рования температуры на установление 106808л равной в обоих кассетах температуры воды в пределах 16-23 С. Наиболее оптимальной температурой является 20°С, при которой происходит адаптация дафний к новым для них условиям пребывания. Далее в течение 5 30-60 мин. блоками 3 и 4 поддерживают равную в обеих кассетах установленную температуру 20°С. Затем после такой адаптации дафний в ч \стой воде при температуре 20 С в 10 течение 30-60 мин. по программе, задаваемой программным блоком 2 управления , в гидрораспределителе 1 выходной патрубок 2 4 отсоединяют от входного патрубка 2 3 и присоеди- 15 няют к входному патрубку 22, который открывают и по нему исследуемую воду, г.е. сточную воду, токсичность которой необходимо оценивать, подают в выходной патрубок 24 и далее ^П через блок 4 регулирования температуры в кассету 6. Чистая вода, пос гупающая по входному патрубку 23 гидрораспоеделителя 1 поодолжает про ходить через выходной патрубок 25 25 в блок 3 регулирования температуры в кассету 5. 10 емн^ков 14 и 15 соответственно усиленные усглителями 16 и 17 поступают на соответствующие входы блоков 18 и 19 регистрации, где производится определение и запоминание частоты первой гармоники этого сигнала. Через промежуток времени, достаточный для определения частоты первой гармоники (примерно до 20 с) по команде блока 2 управления механизмы 8 и 9 перемещают кассеты 5 и 6 и устанавливают их так, что в фокусах оптических приборов 12 и 13 оказываются вторые камеры 7 с вторыми дафниями. Производится измерение первой гармоники сигнала, соответствующего движениям эпиподитов вторых дафний каждого канала. Такие перемещения кассет 5 и 6 и соответствующие измерения продолжают до тех пор, пока будут определены первые гармоники сигналов, соответствующие движениям эпиподитов всех дафнии, размещенных в камерах 7 кассет 5 и 6. Определенные таким образом первые гармоники сигналов, соответствующих движениям эпиподитов всех дафний, являются частотами движений эпиподитов. Блоки 18 и 19 реВ результате таких присоединегистрации определяют средние частоний патрубков 22-25 в гидрораспреты движений эпиподитов группы дафделителе 1 чистая вода проходит кас30 ний в каждой из кассет и выдают ресету 5 с камерами 7, в которых позультат определений на блок 20 сравмещены даЛнии контрольной группы, нения. Блоком 20 сравнения опредеа исследуемая вода, т.е. сточная, ляют насколько средняя частота проходит кассету 6 с камерами 7, в движения эпиподитов дафний в опытной которых помещены дафнии опытной группы. С началом раздельного пропуска- 35 группе изменилась по сравнению с контрольной группой, после чего цикл ния чистой и исследуемой воды блоизмерений средней частоты движений ком 2 управления дается команда эпиподитов повторяют. блокам 3 и 4 повышать температуру воды с 20°С до 26-35°С. Наиболее Когда средняя частота движеоптимальной является температура 40 ний эпиподитов в кассете 6, через воды 30-31°С. Повышение температуры которую проходит исследуемая вода, воды блоками 3 и 4 ведется со скоизменится на определенную величину ростью 0,5-3 С в 1 мин., что обеспо сравнению с кассетой 5, через печивает оптимальный режим адаптакоторую пропускают чистую воду, ции дафний к такому изменению тем45 блок 20 сравнения формирует сигнал пературы. При 30-31°С создаются токсичности, который передается оптимальные условия для измерения потребителям информации, а также частоты движений эпиподитов. поступает на входы блока 2 управления и блока 21 измерения временОдновременно с подачей исследуного интервала. По этому сигналу емой воды и началом повышения темпе- 50 блок 21 прекращает отсчет времени, ратуры блок 21 измерения временноа блок 2 управления переводит устго интервала начинает отсчет вреройство в исходное положение. мени. По команде блока 2 управления приводил механизмов 8 и 9 переПо времени, прошедшему от нача55 ла цикла определения токсичности мещения кассет включаются и касседо формирования сигнала токсичносты 5 и 6 устанавливаются в положение* ти судят об уровне токсичности при котором в фокусе каждого из опконтролируемой жидкости. тических приборов 12 и 13 оказывается первая из камер 7, размещенных Длительность цикла і мерения в соответствующей кассете 5 и 6 с 60 средней частоты движений эпиподитов первой дафнией. Интенсивность сведафний выбирают значительно меньше та, поступающего в фотоприемники 14 длительности цикла определения токи 15, меняется соответственно с сичности, чтобы реакция дафний за движениями эпиподитов дафний. Элект^ время цикла измерения средней часрические сигналы с выходов фотопри- 65 тоты движения эпиподитов существен 12 1068083 11 но не изменилась. Это дает возможнепрерывным, что значительно уде"ность повысить точность определения шевляет контроль. Повышенная надежтоксичности жидкости. ность в работе устраняет возможПеревод устройства в исходное ность ложного срабатывания, что состояние заключается Б Т О М , что в обеспечивает высокую эффективность проточные камеры в обеих кассетах контроля. подают чистую воду, а температура Предложенное изобретение может воды снижается с заданной скоростью найти применение в гидрохимических до первоначальной величины. Через и гидробиологических лабораториях определенный промежуток времени органов Госзодинспекции, а также в цикл определения токсичности жидкое - 10 лабораториях контроля состава сточти повторяется. ных вод промышленных предприятий и автоматических станциях контроля состава сточных вод, а годовой экоИспользование- изобретения позвономический эффект от его использоляет автоматизировать процесс контвания составляет 25,0 тыс.руб. роля токсичности воды, сделать его 22 21 «—1 3 f t , -і -20 t2 /• v 16 t 1( л 1' 1 і ^Г » Чг* 11 ір ч? ч* ор . 9 ,11 9 її "I г/ Т "У 1068083 Фи12 Редактор А.Черных Составитель С.Филиппова Техред Корректор А.Дзятко Заказ 11347/2 Тираж 729 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР щ по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 w '—•~— ———————————————————————————————-.____»————___—-.——————_——. f 1f Филиал П П ' П а т е н т , г . Ужгород, ул. Проектная, 4 П