SU1068083A1

SU1068083A1 - Method and apparatus for biological estimate of water toxicity

Info

Publication number: SU1068083A1
Application number: SU823470469A
Authority: SU
Inventors: Валерий Владимирович Емельяненко; Алла Николаевна Крайнюкова; Георгий Николаевич Катриченко; Александр Георгиевич Васенко
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт По Охране Вод
Priority date: 1982-07-14
Filing date: 1982-07-14
Publication date: 1984-01-23

Abstract

1. Способ биологической оценки токсичности воды с использованием в качестве тест-объектов дафний, предусматривакщий 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 состо ни дафний в группах и сравнение полученных результатов, о т ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени чувствительности, быстроты и достоверности оценки, первоначально через обе камеры про .пускают 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 повышают с одинаковой скоростью до 26-35 С, при этом в качестве показател физиологического состо ни чй регистрируют изменение частоты - жений их эпиподитов, о токсичности воды суд т по разности сред них частот движений эпиподитов в опытной и контрольной группах, а оценку степени токсичности производ т по величине промежутка времени, в течение которого достигаетс снижение средней частоты движений эпиподитов дафний в опытной группе на i 50% по сравнению с частотой движений эпиподитов дафний в конт (О рольной группе. 2.Способ ПОП.1, отлича ющ и и с тем, что чистую воду пропускают через каме.ры в течение 3060 мин. 3.Способ попп.1и2отличающийс тем, чтт повьл ение температуры воды р. камерах ведут со скоростью 0,5-3,ос в 1 мин. О5 4.Устройство дл биологической эо о оценки токсичности воды, включающее дл дафний, систему подвода и отвода воды по патрубкам и 00 систему регистрации частоты двисо жений эпиподитов, состо щую из источника света, оптического прибора, фотоприемника и блока регистрации, отличающеес тем, что, с целью повьЕаени чувствительности, быстроты.и достоверности оценки, оно содержит дополнительную систему регистрации частоты движений эпиподитов , блоки регулировани температуры , усилители, блок сравнени , блок измерени временного интервала, блок управлени , две кассеты дл размещени камер дл дафний, кажда из которых оснащена механизмом пере1. A method of biological assessment of water toxicity using daphnids as test objects, providing for the separation of daphnids into two groups - experimental and control, placing each group in the appropriate chamber, passing through the chamber with the control group of daphnia pure water and through the chamber with the experimental group - water under investigation, recording the physiological state of daphnids in groups and comparing the results obtained, about the fact that, in order to increase the sensitivity, speed and reliability of the assessment, Initially, through both chambers, clean, water with a temperature of 16–23 ° C is passed through at the same speed, and with the start of passage through the chamber with the experimental group of daphnia of the test water, the water temperature in the chambers is increased at the same speed to 26–35 ° C, while indicators of the physiological state record the change in the frequency of their epipodites, water toxicity is judged by the difference in mean frequencies of epipodite movements in the experimental and control groups, and the assessment of the degree of toxicity is based on the magnitude of the time interval the reduction of the average frequency of daphnia epipodites in the experimental group is reduced by i 50% compared with the frequency of movements of the daphnids epipodites in the contour (O group). 2. Method POP.1, which is also distinguished by the fact that pure water is passed through the chambers for 3060 minutes. 3. Method 1 and 2, distinguished by the fact that the water temperature of the river r. chambers lead with a speed of 0.5-3, wasps in 1 min. O5 4. A device for biological eo of an assessment of the toxicity of water, including for daphnia, a system for supplying and discharging water by nozzles, and a 00 system for recording the frequency of epipodite displacements, consisting of a light source, an optical instrument, a photodetector, and a recording unit, characterized in that In order to increase sensitivity, speed and reliability of the assessment, it contains an additional system for recording the frequency of epipodite movements, temperature control units, amplifiers, a comparator unit, a unit for measuring temporal interferences. ala, a control unit for receiving the two cartridge chambers for Daphnia, each of which is equipped with a mechanism for re

Description

мещени дл последовательной устаноки камер под оптический прибор, и гидрораспределитель дл подачи к камерам соответственно чистой и исследуемой воды, фотоприемники св заны с блоками регистрации через усилители, выходы блоков регистрации каждой системы соединены с блоком сравнени , выход которого св зан с блоком управлени и блоком измерени временного интервала.Rooms for sequential installation of chambers under an optical device, and a valve for supplying clean and test water to chambers, respectively; photo detectors are connected to recording units through amplifiers; the outputs of each system's recording units are connected to a comparator unit, the output of which is connected to the control unit and measuring unit time interval.

второй вход которого соединен с блоKQM управлени , при этом патрубки системы подвода и отвода воды выполнены гибкими, патрубки дл подвода воды подключены к гидрораспределителю через блоки регулировани температуры , а блок управлени св зан с блоками регулировани температуры ,механизмом перемещени ; кассет,вторыми входами блоков регистрации с гидрораспределителем и источниками светаthe second input of which is connected to the control unit KQM, wherein the nozzles of the water supply and discharge system are made flexible, the water supply nozzles are connected to the hydraulic distributor via temperature control units, and the control unit is connected with temperature control units, movement mechanism; cassettes, the second inputs of registration units with a valve and light sources

Изобретение относитс к исследованию химических свойств веществ, а именно к оценке токсичности жидкости с помощью биологических объектов и может быть использовано дл контрол качества вод, например сточных вод промышленных предпри тий.The invention relates to the study of the chemical properties of substances, namely, the assessment of the toxicity of a liquid using biological objects and can be used to control the quality of water, such as industrial wastewater.

Известен способ оценки токсичности вод с использованием в качестве тест-объектов рыб, предусматривающий регистрацию двигательной активности рыб, помещенных в бак с исследуемой водой, при этом дл осуществлени способа используют устройство, состо щее из смонтированных в баке контактов,при прикосновении к которым, создаютс электрические импульсы, схемы запоминани и блока сигнализации 1 .A known method for assessing the toxicity of water using fish as test objects involves registering the motor activity of fish placed in a tank with the water under investigation, using a device for carrying out the method consisting of contacts mounted in the tank, when touched, electrical pulses, memory circuits and alarm unit 1.

Недостаток данного способа заключаетс в том, что характер поведени рыб зависит как от.их биологического вида, возраста, внешних раздражающих факторов, условий содержани , так и от концентрации типов и., совокупности токсических веществ , содержащихс в воде, что снижает чистоту опыта.The disadvantage of this method is that the nature of the fish behavior depends on their biological species, age, external irritants, conditions of keeping, and on the concentration of types and., The totality of toxic substances contained in water, which reduces the purity of the experiment.

Известен также способ биологической оценки токсичности воды, основанный на использовании Б качестве тест-объектов рыб, сущность которого состоит в том, что оценку токсичности ведут по дыхательной реакции рыб, при этом дл осуществлени способа используют устройство , состо щее из измерительной камеры с перегородками дл помещени между ними рыб, электродов, соединенных с измерительным блоком и блока регистрации . О токсичности воды при оценке ее этим способом суд т по параметрам записанных биопотенциалов t2J.There is also known a method for biological assessment of water toxicity, based on the use of B as fish test objects, the essence of which is that the toxicity assessment is carried out on the respiratory response of fish, while using a device consisting of a measuring chamber with partitions to carry out the method between them are fishes, electrodes connected to a measuring unit and a recording unit. The water toxicity in assessing it by this method is judged by the parameters of the recorded biopotentials t2J.

Однако параметры биопотенциалов завис т не только от токсичности воды, но и от наличи в ней кислорода , от ее кислотности и от активности поведени рыб„ Кроме того, наводимые на электродах биопотенциалы малы и поэтому они требуют значительного усили , что существенно усложн ет борьбу с помехами и затрудн ет осуществление способа.However, the parameters of biopotentials depend not only on the toxicity of water, but also on the presence of oxygen in it, on its acidity and on the activity of fish behavior. In addition, the biopotentials induced on the electrodes are small and therefore require considerable effort, which significantly complicates the fight against interference and complicates the implementation of the method.

Наиболее близким к изобретению по техническбй сущности вл етс 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, а через камеру с огватной группой - исследуемой воды, регистрацию физиологического состо ни дафний в группах и сравнение полученных результатов СЗ .The closest to the invention according to the technical essence is a method of biological assessment of the toxicity of water using daphnia as test objects, dividing daphnia into two groups - experimental and control, placing each group in the corresponding chamber, passing through the chamber with the control group of daphnids water, and through a chamber with an ovatu group, the water under study, recording the physiological state of daphnia in groups and comparing the results of NW.

Известный способ основан на регистрации в качестве физиологического состо ни дафний их выживаемости или изменени поведени , причем исследование провод т при одинаковом температурном режиме, что не дает возможности в течение короткого времени получить четкие и достоверные результаты оценки токсичности .The known method is based on recording as a physiological state of daphnia their survival or behavior change, and the study was carried out at the same temperature conditions, which makes it impossible to get clear and reliable results of toxicity assessment in a short time.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство , включающее камеры дл дафний, систему подвода и отвода воды с патрубками и систему регистрации частоты движений эпиподитсв, состо щую из источника света, оптического прибора, фотоприемкика и блока регистрации 14 .The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a device comprising daphnia chambers, a water supply and discharge system with nozzles, and an epipodit frequency recording system consisting of a light source, an optical instrument, a photo-pickup and a recording unit 14.

Недостатком известного устройства вл етс его низка чувствительность и недостаточна экспрессность в обнаружении токсичности, что вызвано измерением частоты движени эпиподитов при посто нной температуре . Цель изобретени - повышение чувствительности быстроты и достоверности оценки токсичности. Цель достигаетс тем, что согла но способу биологической оценки то сичности воды с использованием в к честте тест-объектов дафний, предусматривающему разделение дафний на две группы - опытную и контроль ную, размещение каждой группы в со ответствующей камере, пропуск чере камеру с контрольной группой дафний чистой воды и через камеру с опытной группой - исследуемой воды регистрацию физиологического состо ни дафний в группах и сравнени полученных результатов, первоначально через обе камеры пропускают с одинаковой скоростью чистую воду с температурой 16-23°С, а с началом пропуска через камеру с опытной группой дафний исследуемой вод температуру воды в камерах повышают с одинаковой скоростью до 2635°С , при этом в качестве показател физиологического состо ни да ний регистрируют изменение частоты движений их эпиподито, о токсичности воды суд т по разности средних частот движений эпиподитов в опытной и контрольной группах, а оценку степени токсичности произво д т по величине промежутка времени в течение которого достигаетс сни жение средней частоты движений эпи подитов дафнкй в опытной группе на 50% по сравнению с частотой движени эпиподитов дафний в контрольной группе. Кроме того, чистую воду пропускают через камеры в течение 3060 мин. Повьниение температур воды в камерах ведут со скоростью 0,5-3,0°С в 1 мин. Устройство дл биологической оценки токсичности воды, включающее камеры дл дафний, систему подвода к отвода воды с патрубками и систему регистрации частоты движений эпиподитов, состо щую из источника света, оптического прибора, фотопри емника и блока регистрации, содержит дополнительную систему регистрации частоты движений эпиподитов, блоки регулировани температуры, ус лители, блок сравнени , блок измерени временного интервала, блок управлени , две кассеты дл разме щёни камер дл дафний, кажда из которых оснащена механизмом перемещени дл последовательной установки камер под оптический прибор, и гидрораспределитель дл подачи к камерам соответственно чистой и исследуемой йоды, фотоприемники св заны с блоками регистрации через усилители, выходы блоков регистрации каждой системы соединены с блоком сравнени , выход которого св зан с блоком управлени и блоком измерени временного интервала, второй вход которого соединен с блоком управлени , при этом патрубки системы подвода и отвода воды выполне|ны гибкими, патрубки дл подвода воды подключены к гидрораспределителю через блоки регулировани температуры , а блок управлени св зан с блоками регулировани температуры , механизмом перемещени кассет , вторыми входами блоков регистрации с гидрораспределителем и источниками света. На фиг.1 изображено устройство дл биологической оценки токсичности воды на фиг.2 - кассета с камерами дл дафний. Способ осуществл етс следующим образом. Дафний раздел ют на две группы опытную и контрольную, размещают каждую группу в соответствующей камере и через последние в течение 30-60 мин. пропускают чистую воду при 16-23°С, после чего через камеры с опытной группой дафний начинают пропускать исследуемую воду, а через камеры с контрольной группой продолжают пропускать чистую воду и одновременно, повышают с равной скоростью 0,-3,0°С в 1 мин температуру воды в обеих камерах до 26-35°С, при этом регистрируют изменение средней частоты движений эпиподитов и суд т о токсичности по разности средних частот движений эпиподитов в опытной и контрольной группах, а оценку степени токсичности производ т по величине промежутка времени, в течение которого средн частота движений эпиподитов дафний в опытной группе измен етс на 50% по сравнению с кoнтpoльнrfl группой. Цропуск через все камеры в течение 30-60 мин чистой воды обеспечивает достаточную адаптацию дафний к новым услови м пребывани в камере дл того, чтобы основной регистрирующий показатель - частота движений эпиподитов прин л свое нормальное значение. Результатом этого вл етс повышение надежности определени токсичности. Пропуск воды в течение меньшего времени - 30-35 мин. не дает возможности дафни м адаптироватьс , а увеличение времени выдерживани свыше указанного предела 30-60 мин. нецелесообразно, поскольку приведет к снижению экспрессности - быстроты оценки токсичности. Дл осуществлени способа имеет начение пропуск чистой воды с оди наковой скоростью, так как это обеспечивает одинаковый температур ный режим адаптации дл всех дафни а поддержание температуры воды в пределах 16-23°С создает наиболее благопри тные услови дл адаптации что в итоге повыгдает чувствительность оценки, при этом с 1б-18°С и ниже обменные процессы в организме дафний замедл ютс и происходит снижение чувствительности к токсич ным веществам, а при температуре и выше происходит адаптаци дафний,к этим температурам и последующее повышение температуры не дает уже увеличени чувствительности . Начало регистрации средних частот движений эпиподитов одновременн с подачей исследуемой воды и повышением температуры обеспечивает повышение чувствительности и сокращает врем реакции организма на токсичные вещества и тем самым способствует ускорению оценки токсичности . Дл предотвращени возникновени температурного тока температуру воды повышают со скоростью 0,53 ,0С в 1 мин. до 26-35°С, что создает оптимальный режим дл реакции дафний только на токсичность воды, при температурах свыше 35°С начинае про вл тьс реакци дафний и на тем пературу воды. i . . Пример 1. Провод т оценку токсичности искусственно загр зненной отстоенной водопроводной воды, дл чего в последнюю ввод т 25 мг/л синтетического моющего средства (CMC) лотос. В качестве тест-объекта дл осуществлени способа используют половозрелых партеногенетических самок дафний из лабораторной культуры, выращенных при 20°С на корме в виде суспОнзии микроводорослей. 20 экземпл ров подготовленных дафний раздел ют на опытную и контрольную группы по 10 экземпл ров в каждой и помещают в стекл нные проточные камер, которые размещают в кассетах . Через камеры с опытной и контрольной группами дафний пропускают чистую воду, начальна температура которой составл ет . Чист5по йоду пропускают в течение 60 мин. Скорость протока поддерживают рав ной 60 мл/ч. После этого через ка меры с опытной группой дафний начинают пропускать исследуемую искусственно загр зненную водопроводную воду, а через камеры с к оитрольной группой продолжают пропускать чистую воду. Одновременно с по- дачей исследуемой воды начинают повышать температуру воды в обеих группах камер до.28С, при этом скорость повышени температуры составл ет 0,5°С в 1 мин. Начина с момента повышени температуры, регистрируют разность средних частот движени эпиподитов в опытной и контрольной группах. Токсичность исследуемой воды оценивают по величине промежутка времени, в течение которого частота биений эпиподитов в опытной группе снижаетс на 50% по сравнению с контрольной, т.е. ТЕ. Результаты оценки приведены в таблице . П р и м е р 2. ,Цл оценки токсичности сточной воды химического предпри ти , направл емой на биологическую очистку и содержащей такие загр зн ющие вещества как ,9 мг/л 0,7 мг/л; N1 0,9 мг/л, в качестве тест-объекта используют дафний , выршаенных и подготовленных дл измерени аналогично примеру 1. Затем через камеры с опытной и контрольной группами дафний пропускают чистую воду, температура которой составл ет 19°С. Чистую воду пропускают в течение 45 мин., поддержива скорость протока воды, равной 35 мл/ч. После этого через камеры с опытной -руппой начинают пропускать исследуемую сточную воду , а через камеры с контрольной группой продолжают пропускать чистую воду и одновременно с этим начинают повышать температуру исследуемой воды в опытной группе камер и чистой воды в контрольной группе до 2б°С, поддержива скорость повышени температу1мл, ргшную 0, в 1 мин. С. момента повышени температуры регистрируют разность средних частот двиЛГений эпиподитов в опытной и контрольной группах. Токсичность исследуемой воды оценивают по величине промежутка времени, в течение которого частота биений эпиподитов в опытной группе снижаетс на 50% по сравнению с контрольной , т.е. ТЕ5. Результаты приведены в таблице. Из таблицы следует, что токсичность сточной воды, поступающей на очистку, выше, чем токсичность воды содержащей Лотос, поскольку снижение частоты биений эпиподитов в опытной группе на 50% по сравнени с контрольной группой в этом случае произошло всего за 1,5 ч. Устройство дл биологической оце ки токсичности воды содержит гидрораспределитель 1, блок 2 управлени , блоки .3 и 4 регулировани температуры , кассеты 5 и 6 дл размеще ни в них камер 7 с дафни ми, механизмы 8 и 9 перемещени кассет и две системы регистрации частоты дви жений эпиподитов дафний соответственно дл кассет 5 и 6, состо щие из источников 10 и 11 света, опти;ческих приборов 12 и 13 и фотопрйемников 14 и 15, св занных через ус лители 16 и 17 с блоками 18 и 19 р гистрации. Кроме того, устройство имеет блок 20 сравнени и блок 21 измере ни временного интервала. Гидрораспределитель 1 рснащен входными патрубками 22 ч 23 дл исследуемой и чистой воды и двум рыходными па рубками 24 и 25, последним из которых гидрораспределитель соединен блоком 3 регулировани температуры а патрубком 24 - с блоком 4 регули вани температуры. Блок 3 регулировани температуры посредством гибкого патрубка 26 св зан с кассетой 5, а блок 4 посредством такого же патрубка 27 св зан с кассетой 6, при этом кассеты 5 и 6 оснащены гибкими патрубкг1ми 28 и 29 дл отвода воды в сливную трубу 30. Кажда из кассет 5 и 6, например кассета 5 (Л)иг,2), установлена на кронштейне 31 в направл к цих типа ласточкин хвост и перемещаетс вдоль кронштейна 31 с помощью ме ханизма 8 перемещени , с которым он св зана штангой 32 и который может быть выполнен в виде микрометрического механизма, примен емого в микроскопах МБР-1, МБЦ-2, и св зан с приводом, в качестве которого может быть применен электродвигатель с редуктором типа. РД-09, оснащенный датчиком угла поворота выходного вала редуктора, включающим двигатель при повороте выходного ва ла редуктора на заданный угол, соответствующий величине перемещени кассет 5 и ё, равной рассто нию между соседними камерами 7 (двигатель и редуктор не изображены). Наличие гибких патрубков 26-29 не преп тствует перемещению кассет 5 и 6 относительно источников 1 и 11 света и оптических приборов 12 и 13. Оптические приборы 12 и 13 с источниками 10 и 11 света предназначены дл Ликсировани светового пучка , модулированного в соответствии с движени ми эпиподитов дафнии, к тора находитс в докусе оптического прибора 12 или 13. В качестве оптического прибора может быть использована оптическа система микроскопа . На пути световых пучков, идущих от источников.10 и 11 света и проход щих 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 св заны с входом блока 20 сравнени . Выход блока 20 сравнени соединен с блоком 2 управлени и с одним из входов блока 21 измерени временного интервала, а другой вход блока 21 соединен с блоком 2 управлени . Блок 2 управлени , в свою очередь , св зан с источниками 10 и 11 света, с блоками 3 и 4 регулировани температуры с гидрораспределителем 1 и со вторыми входами блоков 8 и 9 перемещени кассет 5 и 6. Блок 2 управлени имеет программный блок (не показан). В каждой из кассет 5 и 6 размещают 8-12 камер 7, а перемещение кассет 5 и 6 меха 1измами 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 дл биологической оценки токсичности воды работает следующим образом. Наполн ют камеры 7 чистой водой и в каждую из камер 7 помещают по одной особи даЛний, т.е. их раздел ют на опытную и контрольную группы, после чего блоком 2 управлени дают команду гидрораспределителю 1 на пропускание чистой воды через обе кассеты 5 и 6. По этой команде открываетс ;входной патрубок 23 и с ним соедин ютс выходные патрубки 25 и 24, через эти патрубки чистую воду подают в блоки 3 и 4 регулировани температуры , от которых по соответствующим им патрубкам 26 и 27 вода поступает в кассеты Б и 6. Вода, пройд каждую из камер 7 в соответствующей кассете 5 или 6, выводитс далее в сливную трубу 30 на слив. Одновременно с началом подачи чистой воды блоком 2 управлени даетс команда блокам 3 и 4 регулировани температуры на установление равной в обеих кассетах температуры воды в пределах 16-23 С, Наибол оптимальной температурой вл етс 20°С, при которой происходит адаптаци дафний к новым дл них услови м пребывани . Далее в течение 30-60 мин. блоками 3 и 4 поддерживают равную в обеих кассетах установленную температуру 20°С. Затем после такой адаптации дафний в ччс той воде при температуре 20°С в течение 30-60 мин. по программе, з даваемой программным блоком 2 управлени , в гидрораспределителе 1 выходной патрубок 24 отсоедин ют от входного патрубка 23 и присоеди н ют к входному патрубку 22, который открывают и по нему исследуему воду, т.е. сточную воду, токсичнос которой необходимо оценивать, подают в выходной патрубок 24 и дале через блок 4 регулировани температуры в кассету 6. Чиста вода, поступающа по входному патрубку 2 гидрораспоеделител 1 продолжает п ходить через выходной патрубок 25 в блок 3 регулировани температуры в кассету 5. В результате таких присоединений патрубков 22-25 в гидрораспределителе 1 чиста вода проходит ка сету 5 с камерами 7, в которых помещены даЛнии контрольной группы, а исследуема вода, т.е. сточна , проходит кассету 6 с камерами 7, в которых помещены дафнии опытной гр пы. С началом раздельного пропуска ни чистой и исследуемой воды блоком 2 управлени даетс команда блокам 3 и 4 повышать температуру воды с до 26-35°С. Наиболее оптимальной вл етс температура воды 30-31°С. Повышение температур воды блоками 3 и 4 ведетс со скоростью 0,5-3 С в 1 мин., что обеспечивает оптимальный режим адаптации дафний к такому изменению температуры . При 30-31 С создаютс оптимальные услови дл измерени частоты движений эпиподктов. Одновременно с подачей исследуемой воды и началом повышени темпе ратуры блок 21 измерени временного интервала начинает отсчет времени . По команде блока 2 управлени приводы механизмов 8 и 9 перемещени кассет включаютс и кассеты 5 и 6 устанавливаютс в положен при котором в фокусе каждого из оп тических приборов 12 и 13 оказываетс перва из камер 7, размещенных в соответствующей кассете 5 и 6 с первой дафнией. Интенсивность света , поступакидего в фотоприемники 1 и 15, мен етс соответственно с движени миэпиподитов дафний. Элек рические сигналы с выходов фотопри емников 14 и 15 соответственно усиленные усглител ми 16 и 17 поступают на соответствукнцие входы блоков 18 и 19 регистрации, где производитс определение и запоминание частоты первой гармоники этого сигнала. Через промежуток времени, достаточный дл определени частоты первой гармоники (приме -но до 20 с) по команде блока 2 управлени механизмы 8 и 3 перемещают кассеты 5 и 6 и устанавливают их так, что в фокусах оптических приборов 12 и 13 оказываютс вторые камеры 7 с вторыми дафни ми. Производитс измерение первой гармоники сигнала, соответствующего движени м эпиподитов вторых дафний каждого канала. Такие перемещени кассет 5 и 6 и соответствующие измерени продолжают до тех пор, пока будут определены первые гармоники сигналов, соответствующие движени м эпиподитов всех дафний, размещенных в камерах 7 кассет 5 и 6. Определенные таким образом первые гармоники сигналов, соответствующих движени м эпиподитов всех дафний, вл ютс частотами движений эпиподитов. Блоки 18 и 19 регистрации определ ют средние частоты движений эпиподитов группы дафний в каждой из кассет и выдают результат определений на блок 20 сравнени . Блоком 20 сравнени определ ют насколько средн частота движени эпиподитов дафний в опытной группе изменилась по сравнению с контрольной группой, после чего цикл измерений средней частоты движений эпиподитов повтор ют. Когда средн частота движений эпиподитов в кассете 6, через которую проходит исследуема вода, изменитс на определенную.величину по сравнению с кассетой 5, через которую пропус1 :ают чистую воду, блок 20 сравнени формирует сигнал токсичности, который передаетс потребител м информации, а также поступает на входы блока 2 управлени и блока 21 измерени временного интервала. По этому сигналу блок 21 прекращает отсчет времени, а блок 2 управлени переводит устройство в исходное положение. По времени, прошедшему от начаа цикла определени токсичности о формировани сигнала токсичности суд т об уровне токсичности контролируемой жидкости. Длительность цикла t ;мерени средней частоты движений эпиподитов дафний выбирают значительно меньше длительности цикла определени токсичности , чтобы реакци дафний за врем цикла измерени средней частоты движени эпиподитов существенно не изменилась. Это дает возможность повысить точность определени токсичности жидкости.A disadvantage of the known device is its low sensitivity and insufficient rapidity in detecting toxicity, which is caused by measuring the frequency of movement of epipodites at a constant temperature. The purpose of the invention is to increase the sensitivity of the speed and reliability of the assessment of toxicity. The goal is achieved in that according to the method of biological assessment of water sensitivity using daphnia test objects, which implies dividing daphnids into two groups — experimental and control, placing each group in the corresponding chamber, skipping the chamber with the control group Daphnia pure water and through the chamber with the experimental group - the test water, the registration of the physiological state of daphnia in groups and comparison of the obtained results; initially, pure water is passed through both chambers with the same speed with a temperature of 16-23 ° С, and with the beginning of passage through the chamber with the experimental group of daphnia of the studied water, the temperature of the water in the chambers increases with the same speed up to 2635 ° С, while the change in the frequency of movements of their epipodites is recorded as indicators of the physiological conditions of water toxicity is judged by the difference in mean frequencies of epipodite movements in the experimental and control groups, and the assessment of the degree of toxicity is made by the value of the time interval during which a decrease in the average frequency of epitaptations is achieved S daphnky in the experimental group by 50% compared with the frequency of movement of epipodites Daphnia in the control group. In addition, pure water is passed through the chambers for 3060 minutes. The temperature of the water in the chambers is conducted at a rate of 0.5-3.0 ° C per minute. A device for biological assessment of water toxicity, including chambers for daphnia, a water inlet system with nozzles and a system for recording the frequency of movements of epipodites, consisting of a light source, an optical device, a photodetector, and a recording unit, contains an additional system for recording the frequency of movements of epipodites, blocks temperature control, amplifier, comparison unit, time interval measurement unit, control unit, two cassettes for placing daphnia chambers, each of which is equipped with a gear chambers for sequential installation of cameras under an optical device, and a valve for supplying cameras with respectively clean and test iodine; photodetectors are connected to recording units via amplifiers; outputs of recording units of each system are connected to a comparator unit, the output of which is connected to the control unit and measuring unit the time interval, the second input of which is connected to the control unit, while the pipes of the water inlet and outlet systems are made flexible, the pipes for water inlet are connected to the hydr spredelitelyu blocks through temperature control, and a control unit coupled to the temperature control unit, the movement mechanism of cassettes, the second input of recording units with valve and light sources. FIG. 1 shows a device for the biological assessment of the toxicity of water in FIG. 2 - Daphnia camera cassette. The method is carried out as follows. Daphnia is divided into two groups: experimental and control, each group is placed in the corresponding chamber and through the latter for 30-60 minutes. pure water is passed at 16-23 ° C, after which the test water begins to pass through the chambers with the experimental group of daphnias, and through the chambers with the control group they continue to pass clear water and at the same time increase with an equal speed of 0, -3.0 ° C in 1 The water temperature in both chambers is up to 26-35 ° C, while a change in the mean frequency of epipodit movements is recorded and toxicity is judged by the difference in mean frequencies of epipodite movements in the experimental and control groups, and the assessment of the degree of toxicity is made according to the amount of time flow The average frequency of movements of daphnia epipodites in the experimental group varies by 50% compared with the control group. Passage through all chambers for 30-60 minutes of pure water provides sufficient adaptation of daphnias to new conditions of stay in the chamber so that the main recording indicator — the frequency of epipodite movements, takes on its normal value. The result is an increase in the reliability of the determination of toxicity. Pass water for less time - 30-35 minutes. it does not allow daphni m to adapt, and an increase in the holding time over a specified limit of 30–60 minutes. impractical because it will lead to a decrease in express - speed of toxicity assessment. For the implementation of the method, it has the passage of pure water at the same speed, since it provides the same temperature adaptation mode for all daphni and maintaining the water temperature within 16-23 ° C creates the most favorable conditions for adaptation, which ultimately increases the sensitivity of the assessment at the same time, metabolic processes in the body of daphnids slow down with 1b-18 ° С and lower sensitivity to toxic substances, and at temperatures higher, daphnia adapts to these temperatures and subsequent Accelerating temperature does not have to increase the sensitivity. The start of the registration of average frequencies of epipodite movements simultaneously with the supply of the test water and an increase in temperature provides an increase in sensitivity and shortens the time of the body's reaction to toxic substances and thereby contributes to the accelerated assessment of toxicity. To prevent the occurrence of a temperature current, the water temperature is raised at a rate of 0.53 ° C per minute. up to 26-35 ° C, which creates an optimal mode for the reaction of daphnids only on the toxicity of water, at temperatures above 35 ° C, the reaction of daphnids and on the temperature of water begins to appear. i. . Example 1 The toxicity assessment of the artificially contaminated tap water is assessed, for which the lotus is introduced into the last 25 mg / l synthetic detergent (CMC) lotus. Mature parthenogenetic females of daphnids from laboratory culture grown at 20 ° C at the stern as a suspension of microalgae are used as a test object for carrying out the method. 20 copies of prepared daphnids are divided into test and control groups of 10 copies each and placed in glass flow chambers, which are placed in cassettes. Pure water is passed through the chambers with the experimental and control groups of daphnia, the initial temperature of which is. Pure iodine is passed within 60 minutes. The flow rate is maintained at 60 ml / h. After that, the artificially polluted tap water under study starts to pass through the chambers with the experimental group of daphnias, and continue to pass clear water through the chambers with the control panel. Simultaneously with the delivery of the test water, the temperature of the water in both groups of chambers starts to increase. 28 ° C, while the rate of temperature increase is 0.5 ° C per minute. Starting from the moment of temperature increase, the difference in mean frequencies of movement of epipodites in the experimental and control groups is recorded. The toxicity of the test water is estimated by the length of time during which the frequency of epipodite beats in the experimental group is reduced by 50% compared with the control group, t. e. THOSE. The evaluation results are shown in the table. PRI me R 2. , To assess the toxicity of the wastewater of a chemical plant sent for biological treatment and containing such contaminants as, 9 mg / l, 0.7 mg / l; N1 0.9 mg / l; daphnia, grown and prepared for measurement as in Example 1, was used as a test object. Then, pure water is passed through the chambers with the experimental and control groups of daphnia, the temperature of which is 19 ° C. Clean water is passed for 45 minutes. maintaining the flow rate of water equal to 35 ml / h. After that, the test waste water begins to pass through the chambers with the test group, while the clean water continues to pass through the chambers with the control group and at the same time they begin to increase the temperature of the test water in the test chamber and clean water in the control group to 2b ° C, maintaining the speed increase temperature 1 ml, rgshnuyu 0, in 1 min. WITH. As the temperature rises, the difference between the average frequencies of the movement of epipodites in the experimental and control groups is recorded. The toxicity of the test water is estimated by the length of time during which the frequency of epipodite beats in the experimental group is reduced by 50% compared with the control group, t. e. TE5. The results are shown in the table. It follows from the table that the toxicity of wastewater entering the purification is higher than the toxicity of water containing Lotus, since the frequency of epipodite beats in the experimental group decreased by 50% compared with the control group in this case in just 1.5 hours. A device for biological evaluation of water toxicity contains a hydraulic distributor 1, a control unit 2, blocks. 3 and 4 temperature controls, cassettes 5 and 6 for placing daphnia chambers 7 in them, cassette moving mechanisms 8 and 9, and two daphnia epipodit movement frequency recording systems for cassettes 5 and 6, respectively, consisting of sources 10 and 11 light, optical devices 12 and 13, and photovoltaic devices 14 and 15, connected by means of amplifiers 16 and 17 to blocks 18 and 19 of the distribution. In addition, the device has a comparison unit 20 and a measurement unit 21 of a time interval. The directional control valve 1 is equipped with inlet nozzles of 22 hours and 23 for the tested and clean water and two drainage pipes 24 and 25, the latter of which is connected by the temperature control unit 3 and the temperature control unit 4 with the nozzle 24. The temperature control unit 3 is connected to the cassette 5 by means of a flexible pipe 26, and block 4 is connected to the cassette 6 by the same pipe 27, while the cassettes 5 and 6 are equipped with flexible pipes 28 and 29 for draining water to the drain pipe 30. Each of the cassettes 5 and 6, for example, the cassette 5 (L) n, 2), is mounted on the bracket 31 towards the dovetail type cich and moves along the bracket 31 by means of a displacement mechanism 8 with which it is connected by a bar 32 and which can be made in the form of a micrometric mechanism used in microscopes MBR-1, MBC-2, and associated with a drive, which can be used as an electric motor with a gearbox type. The RD-09 is equipped with a rotation angle sensor for the output shaft of the gearbox, which turns on the engine when the output shaft rotates through the gearbox at a predetermined angle corresponding to the amount of movement of the cassettes 5 and e equal to the distance between adjacent chambers 7 (the motor and gearbox are not shown). The presence of flexible pipes 26-29 does not prevent movement of the cassettes 5 and 6 relative to sources 1 and 11 of the light and optical devices 12 and 13. The optical devices 12 and 13 with the sources 10 and 11 of the light are designed to fix the light beam, modulated in accordance with the movements of the epipodites of daphnia, to the torus in the doc of the optical device 12 or 13. The optical system of the microscope can be used as an optical instrument. On the path of light beams coming from sources. 10 and 11 of the light and passing through the optical devices 12 and 13, the respective photodetectors 14 and 15 are installed, which are used, for example, by photodiodes or photoresistors. The outputs of the registration units 18 and 19 are connected to the input of the comparison unit 20. The output of the comparator unit 20 is connected to the control unit 2 and to one of the inputs of the time interval measurement unit 21, and the other input of the unit 21 is connected to the control unit 2. The control unit 2, in turn, is associated with the sources 10 and 11 of the light, with the temperature control units 3 and 4 with the valve 1 and with the second inputs of the units 8 and 9 of the movement of the cassettes 5 and 6. The control unit 2 has a program block (not shown). In each of the cassettes 5 and 6, 8-12 cameras 7 are placed, and the movement of cassettes 5 and 6 of fur with movements 1 and 8 and 9 is carried out in such a way that the cameras 7 alternately intersect the light beam coming from sources 10 and 11 of the light to the optical devices 12 and 13. A device for biological assessment of the toxicity of water works as follows. Chambers 7 are filled with clean water, and in each of the chambers 7 are placed one individual dLn, t. e. they are divided into test and control groups, after which the control unit 2 commands the control valve 1 to pass pure water through both cassettes 5 and 6. This command opens, the inlet 23 and the outlet nozzles 25 and 24 are connected to it, through these nozzles the clean water is supplied to the temperature control units 3 and 4, from which water flows into the cassettes B and 6 through the corresponding nozzles 26 and 27. The water, having passed each of the chambers 7 in the corresponding cassette 5 or 6, is then output to the drain pipe 30 to drain. Simultaneously with the beginning of the supply of clean water by the control unit 2, the temperature control units 3 and 4 are instructed to establish equal water temperature in both cassettes in the range of 16-23 ° C. The most optimal temperature is 20 ° C, at which daphnids adapt to new ones. terms of stay. Next for 30-60 minutes blocks 3 and 4 support equal in both cassettes set temperature of 20 ° C. Then, after such an adaptation, Daphnia in this water at a temperature of 20 ° C for 30-60 minutes. according to the program supplied by the software control unit 2, in the hydraulic distributor 1, the outlet nozzle 24 is disconnected from the inlet nozzle 23 and connected to the inlet nozzle 22, which is opened and the test water, t. e. The waste water, the toxicity of which must be assessed, is fed to the outlet 24 and then through the temperature control unit 4 into the cassette 6. The clean water entering the inlet pipe 2 of hydrofoil 1 continues to flow through the outlet pipe 25 to the temperature control unit 3 in the cassette 5. As a result of such connections of the pipes 22–25 in the hydrodistributor 1, the clean water passes through the set 5 with the chambers 7, in which the farms of the control group are placed, and the water under study, t. e. waste, passes the cassette 6 with the cameras 7, in which the daphnids of the experimental group are placed. With the beginning of the separate passage of neither clear and investigated water by the control unit 2, the command is given to the units 3 and 4 to raise the water temperature from 26 to 35 ° C. The most optimal is a water temperature of 30-31 ° C. The increase in water temperature by blocks 3 and 4 is conducted at a rate of 0.5-3 ° C per minute. that provides optimal adaptation of daphnia to such a change in temperature. At 30-31 ° C, optimal conditions are created for measuring the frequency of epipodact movements. Simultaneously with the supply of the water under study and the beginning of an increase in temperature, the time interval measurement unit 21 begins counting the time. At the command of the control unit 2, the drives of the cassette transfer mechanisms 8 and 9 are turned on and the cassettes 5 and 6 are installed in which the focus of each of the optical devices 12 and 13 is the first of the cameras 7 placed in the corresponding cassette 5 and 6 with the first daphnia. The intensity of the light entering the photodetectors 1 and 15 varies accordingly with the movement of myepipodites daphnids. The electrical signals from the outputs of photodetectors 14 and 15, respectively, amplified by amplifiers 16 and 17, are fed to the corresponding inputs of registration units 18 and 19, where the first harmonic frequency of this signal is determined and memorized. After a period of time sufficient to determine the frequency of the first harmonic (approximately up to 20 s), at the command of the control unit 2, mechanisms 8 and 3 move the cassettes 5 and 6 and set them so that in the foci of optical devices 12 and 13 there are second chambers 7 second daphne mi. The first harmonic of the signal is measured, corresponding to the movements of the epipodites of the second daphnia of each channel. Such movements of the cassettes 5 and 6 and the corresponding measurements continue until the first harmonics of the signals are determined, corresponding to the movements of the epipodites of all daphnids located in the chambers 7 of the cassettes 5 and 6. The first harmonics of the signals thus determined, corresponding to the movements of the epipodites of all Daphnia, are the frequencies of the movements of the epipodites. The registration blocks 18 and 19 determine the average frequencies of the movements of the epipodites of the daphnia group in each of the cassettes and provide the result of the determinations to the comparison block 20. By comparison unit 20, it is determined how much the average frequency of movement of the epipodites of daphnia in the experimental group has changed compared with the control group, after which the cycle of measurements of the average frequency of movements of the epipodites is repeated. When the average frequency of epipodite movements in cassette 6, through which the water passes, will be changed to a certain one. compared with the cassette 5, through which the pass 1: clean water flows, the comparison unit 20 generates a toxic signal, which is transmitted to the information consumers, and also goes to the inputs of the control unit 2 and the time interval measurement unit 21. On this signal, block 21 stops timing, and control block 2 moves the device to its original position. For the time elapsed from the beginning of the toxicity determination cycle, the formation of a toxicity signal is judged on the level of toxicity of the controlled fluid. The cycle time t; the measurements of the average frequency of epipodite movements of daphnids are chosen significantly less than the duration of the toxicity determination cycle so that the reaction of daphnids during the cycle of measurement of the average frequency of movement of epipodites does not change significantly. This makes it possible to improve the accuracy of determining the toxicity of a liquid.

Перевод устройства в исходное состо ние заключаетс в том, что в проточные камеры в.обеих кассетах подают чистую воду, а температура воды снижаетс с заданной скоростью до первоначальной величины. Через определенный промежуток времени цикл определени токсичности жидкое ти повтор етс .The initialization of the device consists in the fact that clean water is fed into the flow chambers of both cassettes and the water temperature is reduced at a predetermined rate to the original value. After a certain period of time, the cycle of determining the toxicity of a liquid is repeated.

Использование изобретени позвол ет автоматизировать процесс контрол токсичности воды, сделать его The use of the invention allows to automate the process of controlling the toxicity of water, make it

/Г / Y

непрерывным, что значительно удёшевл ет контроль. Повышенна надежность в работе устран ет возможность ложного срабатывани , что обеспечивает высокую эффективность контрол .continuous, which is much cheaper control. Increased reliability in operation eliminates the possibility of false positives, which ensures high control efficiency.

Предложенное изобретение может найти применение в гидрохимических и гидробиологических лаборатори х органов Госводинспекции, а также в лаборатори х контрол состава сточных вод промышленных предпри тий и автоматических станци х контрол состава сточных вод, а годовой экономический эффект от его использовани составл ет 25,0 тыс.руб.The proposed invention can be used in hydrochemical and hydrobiological laboratories of the State Water Inspection bodies, as well as in laboratories for controlling the composition of wastewater of industrial enterprises and automatic stations for controlling the composition of wastewater, and the annual economic effect from its use is 25.0 thousand rubles. .

«Ul.“Ul.

8eight

Claims

1. The method of biological assessment of water toxicity using daphnia as test objects, which provides for daphnia separation into two groups - experimental and control, placing each group in the corresponding chamber, passing through the chamber with the control group of daphnia pure water and through the chamber with the experimental group - of the studied water, registration of the physiological state of daphnia in groups and comparison of the results obtained, about ⁴ l “and especially with the fact that, in order to increase the sensitivity, speed and reliability of the assessment, the initial However, clean water with a temperature of 16-23 ° C is passed through the chambers at the same speed, and with the start of passing through the chamber with an experimental group of daphnia of the studied water, the water temperature in the chambers is raised at the same speed to 26-35 ° C, while as an indicator physiological condition ^ af - <th frequency variation register _a 'zheny their epipodite of water toxicity judged by the mean difference in frequency of movements epipodite experimental and control groups, and the assessment of the toxicity produced largest amount of time, for a torogo achieved by reducing the average frequency of Daphnia epipodite movements in the treated group by 50% compared to the frequency of Daphnia epipodite movements in the control group.

2. The method according to claim 1, characterized in that pure water is passed through the chambers for 3060 minutes.

3. The method of pops. 1 and 2 is carried out in that the temperature of the water in the chambers is maintained at a speed of 0.5-3.0 ° C. for 1 minute.

4. A device for biological assessment of water toxicity, including chambers for daphnia, a system for supplying and discharging water through pipes and a system for recording the frequency of movement of epipodites, consisting of a light source, an optical device, a photodetector and a recording unit, characterized in that, in order to increase sensitivity , speed and reliability of the assessment, it contains an additional system for recording the frequency of movements of epipodites, temperature control units, amplifiers, a comparison unit, a time interval measurement unit, a control unit there are two cassettes for the placement of cameras for Daphnia, each of which is equipped with a movement mechanism for sequentially installing cameras under the optical device, and a hydrodistributor for supplying clean and test water to the cameras, respectively, photodetectors are connected to the recording units through amplifiers, the outputs of each recording unit the systems are connected to a comparison unit, the output of which is connected to the control unit and the time interval measuring unit, the second input of which is connected to the control units, while water inlet and outlet threads are flexible, pipes for water supply are connected to control units through Hydrodistributor temperature, and the control unit is connected to temperature control units, the mechanism for moving the cassettes, the second inputs of recording units with valve and light sources.