Хроническая токсичность

Хроническая токсичность , развитие побочных эффектов в результате длительного воздействия загрязнителя или другого стрессора, является важным аспектом водной токсикологии . ^[1] Побочные эффекты, связанные с хронической токсичностью, могут быть непосредственно летальными, но чаще являются сублетальными, включая изменения в росте, размножении или поведении. Хроническая токсичность отличается от острой токсичности , которая возникает в течение более короткого периода времени при более высоких концентрациях. Для оценки хронической токсичности различных загрязнителей могут быть проведены различные тесты на токсичность, которые обычно продолжаются не менее 10% продолжительности жизни организма. ^[2] Результаты испытаний на хроническую токсичность для водных организмов могут быть использованы для определения нормативов качества воды и правил защиты водных организмов.

Определение хронической токсичности

Хроническая токсичность – это развитие побочных эффектов в результате длительного воздействия токсиканта или другого стрессора. Это может проявляться как прямая летальность, но чаще всего относится к сублетальным последствиям, таким как замедление роста, снижение воспроизводства или изменения в поведении, такие как ухудшение навыков плавания.

Общие тесты на хроническую токсичность для водных организмов

Тесты на хроническую токсичность проводятся для определения долгосрочного потенциала токсичности токсикантов или других стрессоров, обычно для водных организмов. Примеры распространенных водных организмов для испытаний на хроническую токсичность, их продолжительность и конечные точки включают:

Толстоголовый гольян, Pimephales promelas , выживаемость и рост личинок
Дафния, Daphnia magna , 21-дневная выживаемость и размножение
Зеленые водоросли Raphidocelis subcapitata , рост 72 ч.
Амфипод, Hyalella azteca , 42-дневная выживаемость, рост и размножение

Применение результатов испытаний на хроническую токсичность

Результаты тестов на хроническую токсичность можно использовать для расчета значений, которые можно использовать для определения стандартов качества воды. К ним относятся:

НОЭК / ЛОЭК

Концентрация, не вызывающая наблюдаемого воздействия (NOEC), определяется как самая высокая протестированная концентрация, которая не показывает статистически значимого отличия от контроля. Наименьшая концентрация с наблюдаемым эффектом (LOEC) — это самая низкая концентрация из протестированных, которая привела к статистически значимому отличию от контроля. NOEC и LOEC могут быть получены на основе тестов на острые и хронические заболевания и используются агентствами для установления стандартов качества воды.

МАТК /резюме

Максимально допустимая концентрация токсиканта (MATC) рассчитывается как среднее геометрическое NOEC и LOEC. MATC иногда называют хроническим значением (CV) и определяют как «концентрацию (порог), при которой впервые наблюдаются хронические эффекты». ^[3]

УИК/ НПЭК

Прогнозируемая концентрация без воздействия (PNEC) рассчитывается на основе испытаний на токсичность для определения концентрации, которая, как считается, не оказывает вредного воздействия на водные организмы. ^[4] Для определения значений PNEC в водной среде необходимы результаты испытаний на токсичность пресноводных рыб (например, Pimephales promelas), пресноводных беспозвоночных (например, Daphnia magna) и пресноводных водорослей (например, Raphidocelis subcapitata). Концентрация вероятного воздействия (PEC), прогнозируемая концентрация в окружающей среде, сравнивается с PNEC при оценке риска. PEC учитывает как острое, так и хроническое воздействие токсикантов.

АКР/АФ

Соотношение острой и хронической токсичности (ACR) позволяет оценить токсичность хронической, используя данные об острой токсичности. Он рассчитывается путем деления LC50 на MATC. Обратное значение (MATC/LC50) называется коэффициентом применения (AF). AF можно использовать, когда данные о хронической токсичности для конкретного вида неизвестны.

Проблемы с тестированием на хроническую токсичность

Хроническая токсичность токсикантов – это полезная информация, которую необходимо знать при определении нормативов качества воды, но эту информацию не всегда легко получить. Тесты на хроническую токсичность могут быть дорогостоящими и трудными из-за проблем с поддержанием живых контрольных организмов, поддержанием качества воды, сохранением постоянного химического воздействия и огромным временем, необходимым для тестов. По этой причине чаще используются тесты на острую токсичность, а для оценки хронической токсичности токсикантов для организмов используются ACR и AF.

Факторы, влияющие на токсичность

Существует множество факторов, которые могут увеличивать или уменьшать токсичность токсикантов или стрессоров, что затрудняет интерпретацию результатов испытаний. Они могут быть химическими, биологическими или токсикологическими.

Химические факторы

Химический состав воды играет важную роль в токсичности некоторых токсикантов. Сюда входят pH, соленость, жесткость воды, проводимость, температура и количество растворенного органического углерода (DOC). Например, токсичность меди снижается с увеличением количества DOC, как описано в модели биотических лигандов (BLM). ^[5]

Биологические факторы

Хроническая токсичность будет варьироваться в зависимости от различий в организмах, включая вид, размер и возраст. Некоторые виды более восприимчивы к токсическому воздействию, как показано в распределении чувствительности видов (SSD) . Определенные этапы жизни более восприимчивы к неблагоприятным воздействиям, поэтому на ранних стадиях жизни для некоторых водных видов проводятся тесты на токсичность (ELS). Кроме того, другие физические факторы, такие как размер организма, могут привести к различиям в реакции на токсиканты.

Примеры использования в руководствах по качеству воды

Рекомендации по качеству воды определяются на основе результатов тестов на острую и хроническую токсичность. Критерии максимальных концентраций (ККМ) получаются в результате испытаний на острую токсичность, тогда как критерии постоянных концентраций (ККК) получаются в результате испытаний на хроническую токсичность. ^[6] Это значения, определенные Агентством по охране окружающей среды США для защиты водных организмов.

См. также

Ссылки

^ Рэнд, генеральный директор (1995). Основы водной токсикологии: последствия, экологическая судьба и оценка рисков . ЦРК Пресс. ISBN 978-1560320913 .
^ Ньюман, MC (2010). Основы экотоксикологии . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4200-6704-0 .
^ Хоффман, диджей; Раттнер, бакалавр; Бертон, Джорджия младший; Кэрнс, Дж. (2002). Справочник по экотоксикологии, второе издание . ЦРК Пресс.
^ Даффус, Дж. Х.; Темплтон, DM; Нордберг, М. (2009). Концепции токсикологии . Издательство РСК. ISBN 978-0-85404-157-2 .
^ Ди Торо, DM; Аллен, HE; Бергман, Х.Л.; Мейер, Дж. С.; Пакуин, PR; Санторе, RC (2001). «Биотическая лигандная модель острой токсичности металлов I. Технические основы». Экологическая токсикология и химия . 20 (10): 2383–2396. дои : 10.1002/etc.5620201034 . ПМИД 11596774 .
^ «Справочник по стандартам качества воды - Глава 3: Критерии качества воды (40 CFR 131.11)» Агентство по охране окружающей среды США, 1993 г.

[Rand-1] Рэнд, генеральный директор (1995). Основы водной токсикологии: последствия, экологическая судьба и оценка рисков . ЦРК Пресс. ISBN 978-1560320913 .

[Newman-2] Ньюман, MC (2010). Основы экотоксикологии . ЦРК Пресс. ISBN 978-1-4200-6704-0 .

[Hoffman-3] Хоффман, диджей; Раттнер, бакалавр; Бертон, Джорджия младший; Кэрнс, Дж. (2002). Справочник по экотоксикологии, второе издание . ЦРК Пресс.

[Duffus-4] Даффус, Дж. Х.; Темплтон, DM; Нордберг, М. (2009). Концепции токсикологии . Издательство РСК. ISBN 978-0-85404-157-2 .

[Di_Toro-5] Ди Торо, DM; Аллен, HE; Бергман, Х.Л.; Мейер, Дж. С.; Пакуин, PR; Санторе, RC (2001). «Биотическая лигандная модель острой токсичности металлов I. Технические основы». Экологическая токсикология и химия . 20 (10): 2383–2396. дои : 10.1002/etc.5620201034 . ПМИД 11596774 .

[6] «Справочник по стандартам качества воды - Глава 3: Критерии качества воды (40 CFR 131.11)» Агентство по охране окружающей среды США, 1993 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]