Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)

6. szám - IL. Hidrobiológus Napok: „A Balaton és vízrendszere – a Balaton-kutatás története” és „A Duna-kutatás története” Tihany, 2007. október 3–5.

115 Levélfelület-növekedés szoftverrel támogatott értékelése ökotoxikológiai tesztekben Kováts Nóra

1 - Császár Gergely

2 - Borbély Gábor

3 - Paulovits Gábor

4 'Pannon Egyetem, Környezetmérnöki és Kémiai Technológia Intézeti Tanszék, 8200. Veszprém Egyetem u. 10 2 Pannon Egyetem, Képfeldolgozás és Neuroszámítógépek Tanszék, 8200. Veszprém Egyetem u. 10 'Pannon Egyetem, Műszaki Kémiai Kutató Intézet, 8200. Veszprém Egyetem u. 10 4MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézete, 8237. Tihany Klebelsberg K. u. 3 Kivonat: Az ökotoxikológiai gyakorlatban elteijedten alkalmazott, Magyarországon jelenleg előkészületben levő szabványként ismert teszt a Lemna minor (kis békalencse) reprodukció gátlásán alapszik (ISO/FDIS 20079: Water quality - Determination of the toxic effect of water constituents and waste water on duckweed (Lemna minor) - Duckweed growth inhibition test). A reprodukció mérésére a rendelkezésre álló protokollok a következő mérhető paramétereket említik: levélkeszám, száraz ill. nedves tömeg, valamint felület. A Pannon Egyetem Képfeldolgozás és Neuroszámítógépek Tanszékén eredetileg a Lemna tesztben előírt levélfelület-mérésre kifejlesztett képelemző szoftver, a Duckweed Detector más tesztszervezetek esetében is alkalmazható. Esetünkben ez a tesztszervezet a moszatpáfrány (Azolla caroliniana), amely Magyarországon exóta vízinövény. A nemzetközi irodalom szerint elsősorban növényvédőszerek toxicitásának tesztelésére alkalmas. A moszatpáfrány növekedésgátlásán alapuló tesztek értékelésére kalibráltuk a DwD képelemző szoftvert. Kulcsszavak: Lemna minor, Azolla caroliniana, reprodukció-gátlás, felületmérés, vizuális értékelés Bevezetés Szabványszinten jelenleg két olyan tesztet ismerünk, amely valamilyen feltehetőleg toxikus ágens magasabbrendű vízi növényekre gyakorolt hatását minősíti. Az egyszikű békalencse (Lemna sp.) elterjedt tesztszervezet, erre vonatkozó szabványok számos országban rögzítésre kerültek (a teljesség igénye nélkül): Franciaország (AFNOR 1996), Svédország (SIS 1995), Kanada (Environment Canada 1998), USA (ASTM 1991, EPA 1996). Nemzetközi érvényességű szabványok: OECD Guidelines for the Testing of Chemicals: Lemna sp. Growth Inhibition Test, Draft Guideline 221 (OECD 2002) valamint a Magyarországon jelenleg előkészületben levő ISO /FDIS 20079 szabvány (ISO/FDIS 20079: Water quality - Determination of the toxic effect of water constituents and waste water on duckweed /

Lemna minor/ - Duckweed growth inhibition test). Európában és Kanadában a Lemna minor-t (kis békalencse), az Egyesült Államokban a Lemna gibba-1 (púpos békalencse) alkalmazzák. A kétszikűek közé tartozó Myriophyllum sibiricum Komarov-val végzett teszt egyelőre még csak az Egyesült Államokban került szabványosításra (Standard Guide for Conducting Static, Axenic, 14-Day Phytotoxicity Tests in Test Tubes with the Submersed Aquatic Macrophyte, Myriophyllum sibiricum Komarov, ASTM 2004). Vervliet-Scheebaum et al. (2005) szerint néhány specifikus hatásmóddal bíró herbicidet leszámítva a békalencse és alga tesztek elegendő információt adnak arra, hogy valamilyen szennyező komponens vízinövényekre feltehető kockázatát minősítsük. A Myriophyllum sibiricum Komarov-val végzett vizsgálatok kimutatták, hogy elsősorban olyan növényvédő-szerekre mutat az úszó vízinövényeknél/algáknál nagyobb érzékenységet, amelyek a gyökérnövekedést gátolják (Roshon et al., 1999). A protokollok közös jellemzője, hogy a vizsgált komponens toxikusságának mértékét a békalencse kontrollhoz viszonyított növekedés-gátlásával minősítik. A Lemna fajokra vegetatív reprodukció jellemző, a növény új leveleket hoz, amelyeknek saját gyökere fejlődik. Az új levelek előbb-utóbb leválnak az anyanövényről és önálló egyedként kezdenek el élni. Elvileg hasonló „potenciálok" rejlenek a moszatpáfrány (Azolla) fajokban is. Nálunk exóta fajok, az Azolla caroliniana első előfordulását a negyvenes években Vácrátót, Káposztásmegyer és Gödöllő környékén észlelték. Egy másik moszatpáfrány fajt, az A. filiculoidest 1996ban a Duna-Dráva Nemzeti Park gemenci területén figyelték meg (elképzelhető, hogy már ezt megelőzően is előfordult, csak a nagyfokú hasonlóság miatt összetévesztették az A. caroliniana-va\). Élőhelye, környezeti igénye hasonló a Lemna fajokéhoz, természetes élőhelyeken együtt is előfordulnak. Vegetatív úton gyorsan szaporodik, duplázódási ideje 3 nap is lehet. Jellemzője, hogy a levélben az alapja táján bemélyedő légkamra található, ebben telepszik meg az Anabaena azollae nevű cianobaktérium, amely képes N

2 megkötésére. A magas produktivitás következtében az Azolla fajok egyfajta természetes zöldtrágyaként használhatók, így pl. Kínában rizsföldek termékenységét növelik ilyen módon. Másik jellegzetessége magas akkumulációs képessége. Bennicelli et al. (2004) pl. kimutatta, hogy az A. caroliniana 12 nap alatt a vízben levő higany 93 %-át volt képes felvenni. Más nehézfémek, pl. kadmium, réz sőt urán megkötésére is képes (Sela et al., 1988). Tesztszervezetként alkalmazva elsősorban peszticidek toxicitásának kimutatására bizonyult alkalmasnak. Aida et al. (2004) szerint bensulfuron methyl (BSM) ökotoxicitásának értékelése során lényegesen érzékenyebbnek mutatkozott a békalencsénél. Chattopadhyay et al. (2006) butachlorral végzett tesztjei alapján hasonló érzékenységet mutatott, mint a Zooplankton tesztek (a kísérletben 7 napos expozícióval dolgoztak, a mért végpont pedig a biomassza volt. Zhihui és Tianyi (1998) egy tributyltin (TBT) nevű biocid kemikáliának vizsgálták a toxikus hatását nem-célszervezet vízi növényekre, tesztszervezetként a Lemna minor-t és az Azolla filiculoides-X alkalmazva. Vizsgálataik szerint mindkét szervezet megfelelő érzékenységet mutatott a TBT-re (megjegyeznénk, hogy a szerzők némiképpen eltérő végpontokat vetettek össze: a L. minor esetében vizsgálták a levélkeszámot, valamint a klorofill-a tartalmat, míg az A. filiculoides esetében a nedves tömeget és a klorofil-a tartalmat). Ausztráliában kidolgozták az Azolla teszt protokollját (Brown, 1994), bár ez nem terjedt el a gyakorlatban. Ennek feltehetően egyrészt a moszatpáfrány szelektív érzé-