Проблемы разработки и использования ПДК. Биотестирование в экологическом нормировании
Есть ряд серьезных ограничений повсеместного внедрения системы ПДК как комплексного показателя экологического нормирования:
1) широкий круг веществ затрудняет выбор аналитического метода определения
2) для большинства токсических соединений нет разработанных количественных методов анализа.
3) значения некоторых ПДК лежат за пределами чувствительности современных аналитических методов определения
4) взаимодействие различных веществ приводит к неконтролируемому образованию вторичных токсических соединений, метаболитов и др. Эффекты суммации не учитываются при определении ПДК отдельных элементов.
В настоящее время значения ПДК вредных веществ используются практически повсеместно при любых видах экологического нормирования. На системе ПДК базируются расчеты основных показателей антропогенных нагрузок (ПДС и ПДВ), ПДВВ. На системе ПДК основана современная система платежей за загрязнения природной среды.
В качестве альтернативы ПДК предлагается биологический контроль развития антропогенных факторов. Широко используются методы биотестирования. Их цель – выявление нарушений структуры естественной биоты по функциональным признакам отдельных ее представителей или по экологическим характеристикамсообществ естественных видов.
Биотестирование применяется для обнаружения источников загрязнения, оценки качества состояния окружающей среды или экологического мониторинга. Это метод определения степени токсического воздействия физических, химических и биологических факторов среды, потенциально опасных для организмов данной экосистемы. Оно осуществляется экспериментально в лаборатории или в естественных условиях путем регистрации изменения биологически важных показателей исследуемых природных или природно-техногенных объектов с последующей оценкой их состояния в соответствии с выбранными критериями токсичности. Тест-объектами могут быть бактерии, дрожжи, простейшие, водоросли, пиявки. А так же отдельные органы, ткани, клетки. Биотест ставится на определение общей токсичности, мутагенность и концирогенность. В первом случае фиксируются гибель организмов, морфологические нарушения, морфофункциональные изменения и отклонения в поведении и двигательной активности тест-объектов. Для изучения мутагенности и канцирогенности проводятся краткосрочные тесты с фиксацией хромосомных повреждений, генных мутаций и повреждений ДНК. Воздействие на тест-объект может осуществляться посредством имитации возможных путей поступления вредного вещества в организм. Возможно изучение опосредованного воздействия на тест-объекты донных осадков, грунтов. В этом случае используют поровые воды указанных сред или водные вытяжки из них. Биотесты могут проводиться в фазе взвешенных частиц. Основными объектами применения биотестирования являются сточные и природные воды.
В основе методики биотестирования лежит сравнение тестируемых образцов с контрольными пробами по истечении определенного времени. Экспериментальное биотестирование (до нескольких часов), оценка острого токсического воздействия (1-3 суток), оценка хронического токсического воздействия (7-10 суток),пргноз отдаленных последствий (2-3 недели).
Наиболее часто используемый тест-объект – рачок. М.б. рыбы, пиявки, моллюски. При гибели 50% особей одного вида вода считается слабо токсичной. В случае гибели 50% всех тест-объектов – сильно токсичной.
Достоинства:
1) тест-объект реагирует на относительно слабые антропогенные нагрузки вследствие эффекта кумуляции доз вредного воздействия
20 в тесте суммируется действие всех без исключения биологически вредных антропогенных факторов, включая физические и химические воздействия
3) по результатам тестов достаточно надежно вскрываются тенденции изменения ситуации в окружающей среде
Недостатки:
1) несопоставимость простейших организмов с многоклеточными, реакция которых на воздействие вредных веществ может быть другой
2) Значительные межвидовые и внутри видовые колебания пороговых концентраций загрязняющих веществ
3) низкая надежность
4) сложность трактовки результатов и их переноса с одного вида на другой
5) отсутствие разработанных оценочных шкал