Процедура и методы биотестирования, порядок проведения, протокол

Предприятия промышленности производят большое количество отходов и загрязняют окружающую среду. Провести классификацию отработанных материалов, сырья и проверку состояния среды после мероприятий очистки помогут методы биотестирования и биоиндикации. Этим направлением занимаются ученые в рамках эксперимента. Исследователи от науки разрабатывают новые методики, из которых, однако, законодательно утверждены лишь некоторые. Сама процедура проводится в установленном порядке лабораториями биохимического анализа.

Суть и задачи биотестирования и биоиндикации

И биоиндикация, и биотестирование активно применяются в сфере контроля за состоянием окружающей среды. Некоторые методы регламентируются нормативными актами в рамках экологического законодательства.

Но в значении этих двух процедур биодиагностики существуют различия. Биотестирование заключается в установлении уровня токсичности среды через специальные тест-объекты. Это простой и точный метод, который получил распространение вместе с методами химанализа. Есть 2 основных типа биотестирования – хемотаксическое и морфофизиологическое. Первый — более точный, позволяет анализировать продукты жизнедеятельности тест-объектов. Второй вид описывает изменения физиологии организмов в загрязненной среде, например, мутаций и врожденных аномалий — тератогенез.

Биоиндикация, в свою очередь, дает оценку среды по численности и составу видов-индикаторов. Пример – мониторинг состояния воздуха конкретной территории с помощью анализа биоты лишайников.

В этом направлении работают ученые, публикуя результаты в научных изданиях – «Гидрометеоиздат», «Молодой ученный» и др. Более масштабные исследования описываются в монографиях, диссертациях.

Тест-объекты для биотестирования и биоиндикации

Специальные живые тест-объекты – ключевое средство оценки загрязнения среды. Это своеобразные датчики, «лакмусовые бумажки», улавливающие информацию об уровне загрязнения. Благодаря им биотестирование успешно заменяет сложные химические анализы. В зависимости от цели исследования, выбирают объекты с чувствительностью на определенный фактор. По их поведению и другим изменениям судят о превышении ПДК (предел допустимой концентрации) того или иного загрязняющего агента в среде.

В частности, важны анатомические и физиологические характеристики тест-объектов. Этим обусловлено использование в биотестировании тератогенеза, изучения уродств и патологий развития организма вследствие влияния определенных внешних факторов.

Здесь стоит разграничить понятия. Так, для биотестирования используются именно тест-объекты – генетически однородные лабораторные культуры микроорганизмов и некоторых гидробионтов:

• цериодафний;
• дафний и инфузорий;
• водорослей (например, хлорелла).

Стандартные методики биотестирования отличаются в разных странах. Так, в Украине нормативными документами предусмотрены в качестве тест-объектов ракообразные (жаброногие и вествистоусые), фотогенные бактерии, инфузории и водоросли.

Биоиндикация обращается к анализу численности и других параметров видов, обитающих в естественных условиях – биоиндикаторов. Обычно это растительные объекты или симбионты:

• ряска;
• лишайники.

В этом случае также может учитываются влияние на конкретный организм, его структурные и морфологические изменения.

Методы биотестирования

Методы биотестирования заключены в следующем: организмы, адаптированные к условиям лаборатории, помещаются на время опыта в исследуемую среду. Это дает интегральную картину экологической обстановки. Результаты экстраполируются на качество жизни людей, биоразнообразие экосистем. Обычно анализу подвергается комплекс видов, для каждого из которых применяется система методов: биохимические (например, оценка окислительных процессов в организме, фотосинтеза), морфологические (видимые изменения фенотипа), физиологические (интенсивность обмена энергии) и иммунологические (устойчивость к инфекциям). Различаются исследовательские и установленные регламентом методики. Биотестирование почв, воды и воздуха обычно проводится в техногенных зонах города или агросистемах сельской местности.

Биоиндикация воздуха

Воздух атмосферы проверяют на экологическую чистоту с помощью методов биоиндикации. Оценка степени воздушного загрязнения по состоянию лишайников проводится палетами, сделанными из полимерного гнущегося и прозрачного материала.

Толщина палеты – 0,2 мм, параметры – 6х28 см. На каждой начерчена прямоугольная рамка для измерения (размер — 5х20 см). Она разделена на мелкие клетки по 1 см² (для удобства учета организмов разного размера). Палетка крепится на древесный ствол. Этот популярный в сфере экологии способ, несмотря на простоту исполнения, дает достаточно достоверные показатели загрязнения воздуха.

Биотестирование водоемов

Биологическая оценка загрязнения природных водоемов заключается в характеристике степени выживаемости гидробионтов в загрязненной среде (сапробность).

В водоеме отбираются пробы планктона, затем проводится генетический анализ рибосомальной РНК организмов. Еще один метод оценки качества воды – биотест фитотоксичности по проращиванию семян растений. Его смысл – в исследовании влияния воды из водоема через полив на агроэкосистемы (например, приусадебные участки). Обычно оцениваются такие показатели, как скорость прорастания семян, всхожесть при поливе почвы исследуемой водой.

Кроме планктона в пробах воды, анализируются и организмы, среда обитания которых – донные отложения. Водную вытяжку этого материала тестируют по коэффициенту прироста водорослей.

Но чаще всего биотестирование пресной воды в природных и искусственных водоемах проводится по анализу выживаемости дафний (Daphnia magna Straus) в соответствии с ГОСТ Р 56236-2014.

Биологическая оценка токсичности сточных вод

Несмотря на инновационные технологии очистки, необходима последующая процедура биоиндикации. Уровень токсикологического воздействия сточных вод оценивается с помощью тест-объектов различного рода. Так, при оценке токсичности почв используются равноресничные инфузории, а для определения воздействия сточных вод на морскую и озерную среду – микроводорослевые культуры Platymonas viridis Rouch, Dunaliella salina Teod. Эксперимент при этом проводят долгосрочный – в течение 15 дней. Анализ влияния стоков также может проводиться и с помощью описанного агроэкологического метода – биотеста на проращивании семян. Анализируются как поверхностные, так и подземные водные ресурсы, загрязненные отработанными нефтепродуктами, тяжелыми металлами и другими токсическими агентами.

Биотестирование морской среды

Биологическая оценка уровня загрязнения морской среды (например , нефтепродуктами) проводится с личинками видов атерины (рыба Черного моря). Тест-объекты помещаются в исследуемую среду и в очищенную морскую воду без токсикантов. Затем проводят микрокалориметрию активности продукции тепла личинками, изучая изменения из-за превышения концентрации ксенобиотиков (чужеродных биоте химических веществ, агентов загрязнения). Основываясь на этом параметре по отношению к интактным образцам, выдают заключение об уровне токсичности морской среды.

Биотестирование отходов 5 класса

Процедуру биотестирования отходов 5 класса проводят для определения токсичности мусора посредством тестовых объектов.

Анализируется наличие и степень трансформации ряда характеристик организмов.

Диагностику проводят с дафниями, цериодафниями, бактериальными культурами и протозоями. При этом речь не идет об опасных медицинских, радио- и биоотходах.

Какие отходы относят к 5 классу опасности

К пятому классу относятся:

• Древесно-стружечные материалы.
• Зола.
• Некоторые пищевые отходы (скорлупа яиц).
• Щебень и кирпичный бой.
• Куски цемента.
• Брак производства ламп накаливания и отработанные устройства.
• Керамический бой.
• Металлолом, металлостружка (стальная, алюминиевая).
• Макулатура и т. д.

Производители отходов 5-го класса опасности, выступающие малыми или средними предпринимателями, должны каждый год отчитываться по отходам МПС.

Кому и зачем нужна процедура биотестирования

Для отходов 5-г класса не нужно разрабатывать паспорт. Достаточно иметь подтверждающий класс документ. Биотестирование отходов проводят, если нужно:

• Подтверждение 5-го класса опасности. Это требование предъявляется предприятиям МСК и области. Если протоколом биотестирования не будут дополнены документы проекта ПНООЛР, ДПиООС откажет в согласовании.
• Определение 1-5-го класса, если для степени опасности отходов для окружающей среды установлен 5-й класс.
• Оценка опасности шлаковых и золошлаковых отработок (при сгорании угольного топлива), отходов угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий, отработанного материала с высокой долей солей в вытяжке (свыше 6 г/дм³).

Провести биологическую экспертизу отходов имеет право только лабораторная организация с соответствующей аккредитацией.

Квалификация специалистов должна быть подтверждена аттестационными свидетельствами. Методики – соответствовать Федеральному закону от 26.06.2008 года N 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».

Порядок проведения

Биотестирование отходов 5-го класса проводится в следующем порядке:

1. Определяется код, название и класс опасности отхода по ФККО, утв. Приказом Росприроднадзора от 18.07.2014 N 445.
2. Из измельченных отходов изготавливается водная вытяжка.
3. В сосуд с вытяжкой вводятся тест-объекты – по 2-3 из каждой группы. Это могут быть ракообразные или водоросли.
4. Через некоторое время по проценту погибших рачков или перемене плотности водорослей выводится заключение о степени опасности проверяемого отхода, присваивается класс.
5. Составляется протокол биотестирования отходов 5-го класса по установленному образцу.

Водная вытяжка – измельченный материал проб грунта, растительных остатков или органики (ил и донные отложения), смешанный путем взбалтывания с определенным количеством дистиллированной воды.

Для пополнения федерального классификационного каталога отходов (ФККО), нужно заполнить заявку на сайте https://gko.fsrpn.ru/ и в форме бумажного документа передать в соответствующий орган. Процесс затянется на 3 месяца, затем название отхода будет включено в каталог. Протоколируемое биотестирование можно проводить только для отходов из ФККО.

Стоимость и продолжительность процедуры

Цена за процедуру биотестирования отходов 5 класса зависит от количества отходов. Так, предложение лаборатории «ЭКО консалт» в Севастополе – 30 000 р. Это не такая большая цена, если учесть размер санкций за неисполнение обязательств отнесения отходов производства к определенному классу, для подтверждения этого отнесения или составления паспортов отходов 1-4-го классов:

• на должностные лица накладывается штраф 20 000-40 000 р.
• на предпринимателей, не являющихся юрлицами – 40 000-60 000 р.
• на юридические лица – 200 000-350 000 р.

Поэтому лучше заранее заказать процедуру биотестирования и избежать более крупных убытков и ущерба репутации предприятия. Важно удостовериться, что выбранная лаборатория имеет аккредитацию.

Биотестирование и биоиндикация позволяет отнести отходы предприятия к определенному классу. Процедура достаточно дорогая, но получение протокола во многих случаях обязательно. Биотестирование – простой метод оценки качества окружающей среды, дающий точные результаты. Существуют методики, регламентированные нормативными документами, и экспериментальные. В качестве тест-объектов используют чувствительные к определенному фактору (кислотно-щелочной баланс, концентрация тяжелых металлов) организмы – водоросли, рачки, простейшие. Иногда применяют растения и их семена.