Микробный контактный тест на основе Bacillus pumilus для оценки токсичности загрязненных почв и отходов

• Автор: Галицкая, Полина Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 166 с. : ил.

Введение
Глава I Обзор литературы. Оценка токсичности индивидуальных веществ, состояния почв и плотных антропогенных образований с использованием микроорганизмов.

Общие положения

1.1 Методы биотестирования

1.1.1 Биотестирование с использованием микроорганизмов

1.1.1.1 Угнетение роста микробной культуры

1 1.1.2 Ферментные тесты

1.1.1.3 Тесты, основанные на ингибировании люминесценции

1.1.1 Биотестирование с использованием других организмов

1.2 Методы, основанные на оценке состояния аборигенной микрофлоры

1.2.1 Определение состояния почв и плотных антропогенных образований на основе измерения микробной биомассы
Ш .2 Оценка состояния объектов на основе анализа процессов
трансформации азота и углерода в почве
1.2.3 Оценка состояния почв на основании измерения ферментативной активности аборигенной микрофлоры
1.2.4 Оценка состояния экосистем на основе определения микробного 4 разнообразия и устойчивости сообществ
1.3 Влияние металлов на микроорганизмы
Глава 2 Материалы и методы исследования
2.1 Объекты исследования, культивирование, идентификация
2.1.1 Объекты исследования
2.1.2 Культивирование организмов
2.1.3 Идентификация организмов
2.1.3.1 Экстрагирование ДНК
2 1.3.2 Проведение полимеразной цепной реакции ПЦР
2.1.3.3 Секвенирование продукта ПЦР
2.2 Методы биотестирования
2.2.1 Биотестирование объектов с использованием i i КМ
2.2.1.1 Контактное биотестирование
2.2.1.2 Биотестирование водных образцов
2 2.1.3 Элюатное биотестирование
2.2.2 Определение дегидрогеназной активности аборигенной микрофлоры почвенных образцов
2.2.3 Биотестирование объектов с использованием i
2.2.4 Биотестирование объектов с использованием i i
2.3 Анализируемые образцы
2.3.1 Водные растворы
2 3.2 Искусствешго загрязненные почвенные образцы
2.3.3 Незагрязненные почвы с различным содержанием органического вещества
2.3.4 Почвы, обработанные компостом
2.3.5 Модельные образцы отходов
2.3.6 Промышленные отходы
2.4 Обработка и оценка результатов
. Глава 3 Результаты и обсуждение
3.1 Выбор тестобъекта
3.1.1 Ростовые характеристики бактерий рода i
3.1.2 Дегидрогеназная активность бактерий рода i
3.1.3 Чувствительность бактерий рода i к стандартным токсикантам
3.2 Идентификация тестобъекта
3.3 Определение опрерационных параметров и стандартизация методики контактного биотестирования
3.3.1 Определение операционных параметров методики
3 3.2 Стандартизация условий биотестирования
3 3.3 Определение поправочного коэффициента при тестировании почвенных образцов
3.4 Определение метрологических характеристик методики контактного
биотестирования
3.5 Определение концентраций стандартных токсикантов, вызывающих ный ингибирующий эффект
3.5.1 Определение концентраций стандартных токсикантов, вызывающих ный ингибирующий эффект, с помощью линейной модели
3.5.2 Определение концентраций стандартных токсикантов, вызывающих ный ингибирующий эффект, с помощью нелинейных методов
3.6 Анализ токсичности почвенных образцов, содержащих индивидуальные металлы, их смесь и органический токсикант, методами контактного и элюатного биотестирования
3.6.1 Анализ токсичности поченных образцов методами контактного и элюатного биотестирования
3.6.2 Определение токсичности почвенных образцов на основе оценки активности аборигенной микрофлоры
3.7 Анализ токсичности почвенных образцов, загрязненных хромом и кадмием, в тестах с использованием Р и С ii
3.8 Использование методики контактного биотестирования для оценки класса опасности промышленных отходов и почв
3.8.1 Определение токсичности промышленных отходов
3.8.2 Создание ранжировочной таблицы для отнесения отходов к классам опасности
3.8.3 Определение классов опасности отходов на основании результатов биотестирования с использованием В i, Р и С ii
Выводы
Список литературы


Опыты с определением хронической токсичности применяются для оценки долговременных эффектов, которые, чаще всего, не ведут к гибели тестобъекта Хроническая токсичность отражает возможный сублетальный экологический эффект и определяется как долговременный тест, в котором определяются сублетальные эффекты, такие как рост, репродукция и т. Традиционно хронические тесты должны охватывать полный жизненный цикл, однако большинство тестов, рекомендованных Агентством по охране окружающей среды ЕРА, укорочены до 7 суток и фокусируются на наиболее чувствительных ранних стадиях развития. Показателем, оцениваемым в хронических тестах, является v i, или максимально недействующая концентрация , v , , , v i, или наименьшая концентрация токсиканта, вызывающая эффект или минимальная действующая концентрация или концентрация, вызывающая наблюдаемый эффект у определенного процента тесторганизмов например ЕСю или ЕС , i, . В последнее время получили распространение тесты с использованием микроорганизмов, воплощенные в виде коммерческих продуктов, применение которых не требует дополнительных лабораторных работ и гарантирует достоверность получаемых результатов табл. Сазонова с соавт. Iv, , , . В этой же таблице представлены коммерческие тесты на основе беспозвоночных, простейших и растений. Таблица 1. Темный мутантный штамм i V. Биотестирование с использованием микроорганизмов В биотестировании с использованием микроорганизмов в качестве тестфункций рассматриваются различные параметры смертность, угнетение роста, ингибирование ферментативной активности, люминесценции и тд. Ниже представлены основные разновидности микробных тестов. Угнетение роста микробной культуры Оценка токсичности с использованием микробных тестсистем может базироваться на определении ингибирования роста культур микроорганизмов. В тестах определяют изменение численности клеток бактерий измеряемой по оптической плотности бактериальной суспензии, содержания АТФ или масштабы зон ингибирования роста на твердой среде , , , Потапова, Королевская, i . В качестве стандартизированного теста известен метод с использованием культуры i I 2 Е. С применением данного теста проведено исследование токсичности нефтезагрязненных отходов v . Для подтверждения ремедиационных процессов, авторы показали, что для снижения их токсичности потребовалось 3 суток компостирования. В более ранние сроки значения ингибирования роста тестовой культуры для различных вариантов компостных смесей отходов составляли . В то же время показано, что этот тест оказался недостаточно чувствительным для оценки токсичности почв, загрязненных креозотом i . Кинетика роста Е i послужила функцией при оценке токсичности широкого спектра замешенных фенолов и анилинов , , . Результаты определения токсичности явились основанием для обсуждения механизмов действия токсикантов. Модифицированный метод агаровых пластин с использованием i применен для быстрого определения токсичности водорастворимых и водонерастворимых веществ i . Авторами обнаружена прямая зависимость между концентрацией вещества и диаметром зоны подавления роста культуры. Этот же тест признан наиболее простым по сравнению с ix при анализе токсичности цинка . Ингибирование роста микроорганизмов явилось тестфункцией при выявлении штаммов, наиболее устойчивых к токсическому действию металлов i . С этой целью проведен скрининг среди различных почвенных микроорганизмов i v. В качестве токсикантов оценивали растворимые соли , , Со, , Мо и . На основании ингибирования роста штаммов микроорганизмов выявлено, что наиболее токсичными оказались сульфаты Си и , причем только для i. В случае остальных металлов авторами отмечен стимулирующий эффект. Как показывают исследования и других авторов, бактерии, относящиеся к указанному роду, отличаются высокой чувствительностью к металлам Именно два штамма i v iii выбраны для оценки токсичности низких концентраций и i, , . Ферменты дегидрогеназа, глюкозидаза, уреаза, сульфатаза, фосфатаза играют существенную роль в циклов макроэлементов и могут использоваться в качестве тестовых функций при биотестировании i , , v .