Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)
6. szám - LII. Hidrobiológus Napok: „Alkalmazott hidrobiológia” Tihany, 2010. október 6-8.
56 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2011. 91. ÉVF. 6. SZ. Táplálkozás-aktivitás gátlás, mint szub-letális végpont Egyes toxikus komponenseknek a táplálkozás-aktivitásra gyakorolt hatását már több szerző is vizsgálta. Villarroel et al. (1999) végpontként a filtrációs ráta megváltozását alkalmazta, a tetradifon nevű atkaölő szer toxikus hatásának minősítésére. Barata et al. (2008) szintén a filtrációs ráta csökkenésével határozta meg egyes toxikus elfolyó vizek mérgezőképességét. Gyakorlati alkalmazhatóság szempontjából olyan teszt az ideális, amely (1) ezt a taxonómiailag és funkcionálisan fontos fajt alkalmazza, (2) szubletális végpontot mér, (3) megfelelően érzékeny, továbbá (4) kellőképpen minőség-biztosítható tesztprotokollt követ ahhoz, hogy a teszt szükség esetén reprodukálható legyen. Saját fejlesztésünk egy táplálkozási-aktivitás gátlás vizsgálatán alapuló teszt (Ács et al., 2009). Itt a gátlás egyértelműen a toxikus hatás következménye: ekkor ugyanis a vízibolhákat meghatározott ideig a toxikus komponenst tartalmazó oldatban tartjuk, majd az expozíciós idő leteltével a tesztszervezeteket piros színű mikro-granulátummal beetetjük, mely könnyen felismerhető a kisrák emésztőcsatornájában mikroszkóp segítségével. A normálisan táplálkozó egyedek akár szabad szemmel is felismerhetők, ugyanis a táplálék gyanánt felvett piros mikroszemcsék a bélcsatorna egyértelmű elszíneződését okozzák. Számszerűsíthető paraméter azoknak az egyedeknek a száma, amelyek táplálkozási aktivitása gátlódott, azaz a bélcsatorna tires. A teszt elvileg reprodukálható: rögzíthetők a teszt elvégzésének körülményei (hőmérséklet, megvilágítás), az expozíció időtartama, továbbá az értékelés mikéntje. Munkánk során azt vizsgáltuk, a teszt megfelelő érzékenységet mutat-e kommunális szennyvízminták toxicitásának értékeléséhez. Viszonyítási alapként elvégeztük a Daphnia immobilitás és a lumineszcens baktérium teszteket. Anyag és módszer Az előülepített települési nyers szennyvízminta a veszprémi kommunális szennyvíztisztító műből származik. A mintát a gyűjtést követően közvetlenül vizsgáltuk. A koncentrációsort a nyers szennyvíz felező hígításával állítottuk elő (100, 50, 25, 12,5 és 6,25%). A Daphnia magna táplálkozásaktivitásán alapuló eljárás saját fejlesztés. A módszer alapja egy hasonló, Amerikában őshonos héjnélküli kisrák fajra (Thamnocephalus platyurus; Rapidtoxkit, MicroBioTests, Belgium) kidolgozott eljárás, mely során a lárvákat rövid idejű expozícióját követően (15-60 perc), színes jelölőanyaggal „etetik" be. A jelölő anyag az aktívan táplálkozó egyedek emésztőrendszerében mikroszkóp segítségével megfigyelhető. A teszt végpontja a táplálkozásaktivitás csökkenése. A teszttáblákat a mortalitási teszttel azonos módon feltöltve, majd 20°C-on, egy, két, illetve négy órás expozíciós idő elteltével 0,1 ml piros színű polisztirén mikrogyöngyök szuszpenzióját adagoltunk a tálca celláiba. A mikrogyöngyök átmérője 5 pm, melyet akadálytalanul képesek a tesztállatok felvenni. Ujabb fél órát követően a tesztegyedeket fixáltuk, majd mikroszkóp tárgylemezére pipettáztuk. A fénymikroszkóp tárgyasztalára kék színű fényszűrőt helyeztünk (így könnyebben megkülönböztethetőek a piros anyagot elfogyasztó egyedek azoktól, amelyek nem táplálkoztak) és meghatároztuk azon egyedek számát, melyek emésztőrendszerét kitölti a jelölőanyag. A lumineszcens baktérium tesztet az ISO/EN/DIN 113482:2000 (Vízminőség. Vízminták gátló hatásának meghatározása a Vibrio fischeri fénykibocsátására (lumineszcensbaktériumteszt). 3. rész: Vizsgálat fagyasztva szárított baktériumokkal) szabvány szerint, a Merck által forgalmazott ToxAlert® 100 luminométert alkalmazva, a Daphnia tesztet az MSZ EN ISO 6341:1998 Vízminőség. A mobilitásgátlás meghatározása Daphnia magna Strauson (Cladocera, Crustacea). Akut toxicitási teszt (ISO 6341:1996) szabvány szerint hajtottuk végre. Az EC 5 0 értékek és a konfidencia-tartomány meghatározását az EPA 1.5 verziószámú Probit analysis programjával végeztük. Eredmények és értékelés A lumineszcens baktérium teszt alapján számított EC 5 0 érték 40.40, a Daphnia magna mobilitás-gátlás alapján számított EC 5O érték 36.47 % volt. A táplálkozás-aktivitás gátlás teszt alapján kapott EC 5 0 értékek pedig 2 ill. 4 órás expozíciót követően 15.69 ill. 12.56 %-nak adódtak. Az EC 5 0 értékeket a higítatlan (100 %-os töménységű) szennyvíz százalékában adtuk meg (USEPA, 2000). Az EC 5 0 a számított (hipotetikus) koncentráció, amely a tesztszervezetek 50 %-ban okoz hatást. A kapott eredményekből kitűnik, hogy a táplálkozás-aktivitás gátlása alapján számított EC 5 0 érték lényegesen alacsonyabb, mint a lumineszcens baktérium ill. a szabványos, mobilitás-gátláson alapuló EC 5Q értékek, amelyek egyébként gyakorlatilag hasonló tartományban mozogtak, azaz a vizsgált szennyvíz kisebb (hipotetikus) koncentrációban okoz 50 %-os mortalitást. Számottevő különbség az expozíciós idő növelésével nem mutatkozott. Barata et al. (2008) filtrációs ráta mérésén alapuló táplálkozás-aktivitás tesztje során szintén azt tapasztalta, hogy ez a végpont lényegesen érzékenyebbnek mutatkozott toxikus elfolyó vizek minősítésére, összevetve ugyanazon minták esetében a lumineszcens baktériumteszt ill. a szabványos Daphnia immobilitás teszt által kapott értékekkel. Végső konklúzióként elmondható, hogy az általunk javasolt teszt megfelelő érzékenységet mutat kommunális szennyvíz toxicitásának elemzésére, további előnye a szabványos immobilitás teszthez képest rövid expozíciós idő, a filtrációs ráta mérésén alapuló táplálkozás-aktivitás gátlás tesztekhez képest pedig a könnyebb (és minőségügyi szempontból megbízhatóbb) kivitelezés. Irodalom Ács, A., Kováts, N., Refaey, M. (2009). Novel Daphnia test for detecting chemical pollution. Exposure and risk assesment of chemical pollution-contemporary methodology. L. Simeonov and M. Hassanicn (eds.), Exposure and Risk Assessment of Chemical Pollution - Contemporary Methodology.© Springer Science+Business Media B.V. pp. 439-444. ISBN 978-90-481-2333-9. Baillieul, M., Blust, R. (1999). Analysis of the swimming velocity of cadmiumstressed Daphnia magna. Aquatic Toxicology 44: 245-254. Baer, K. N., Owens, K. D. (1999). Evaluation of selected endocrine disrupting compounds on sex determination in Daphnia magna using reduced photoperiod and different feeding rates. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 62: 214-221. Barata, C., Alanon, P., Gutierrez-Alonso, S., Riva, M.C., Femández, C., Tarazonac, J.V. (2008). A Daphnia magna feeding bioassay as a cost effective and ecological relevant sublethal toxicity test for Environmental Risk Assessment of toxic effluents. Science of the Total Environment 405: 78-86. Baylor, E. R. (1942). Cardiac pharmacology of the cladoceran, Daphnia; The Biological Bulletin 1942; 83: 145-301 Brausch, J.M., Beall, B„ Smith, P.N. (2007). Acute and sub-lethal toxicity of three POEA surfactant formulations to Daphnia magna. Bull. Environ. Contam. Toxicol. 78: 510-514. De Coen, W.M.. Janssen, C.R. (1997). The use of biomarkers in Daphnia magna toxicity testing. IV. Cellular Energy Allocation: a new methodology to assess the energy budget of toxicant-stressed Daphnia populations. Journal of Aquatic Ecosystem Stress and Recovery 6: 43-55. Diamantino, T.C., Guilhermino, L., Almeida, E., Soares, A. M. V. M. (2000). Toxicity of sodium molybdate and sodium dichromate to Daphnia magna Straus evaluated in acute, chronic, and acetylcholinesterase inhibition tests. Ecotoxicol. Environ. Saf. 45: 253-259. Flaherty, C.M., Dodson, S.I. (2005). Effects of pharmaceuticals on Daphnia survival, growth, and reproduction. Chemosphere, 61(2): 200-207. Kast-Hutchenson, K., Rider, C.V., LeBlanc, G.A. (2001). The fungicide Propiconazole interferes with embryonic development of crustacean Daphnia magna. Environ. Toxicol. Chem. 20:502-509. LeBlanc, G.A., Mu, X., Rider, C.V. (2000) Embryotoxicity of the alkylphenol degradation product 4-nonylphenol to the crustacean Daphnia magna. Environ. Health. Pers. 108: 1133-1138. Lecheit, M., Blobm, W„ Kirschneit, B., Pfeiffer, M., Gresens, E., Liley, J., Holz, R., Liiring, C., Moldaenke, C. (2000). Monitoring of surface water by ultrasensitive Daphnia-toximeter. Environm. Toxicol. Vol.15, 5: 390-400 Leoni, B., Bettinetti, R., Galassi, S. (2008). Sub-lethal effects of acetone on Daphnia magna. Ecotoxicology 17: 199-205 Lürling, M., van der Grinten, E. (2000). Life-history characteristics of Daphnia exposed to dissolved microcystin-LR and to the cyanobacterium Microcystis aeruginosa with and without microcystins. Environ. Toxicol. Chem. 22:1281-
