ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ: ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ.
ПРИБОР “БИОТОКС-10”
Сертификат Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии (Госстандарт России), № 9842
Экологические проблемы, вызванные негативным воздействие человека на окружающую среду, все чаще занимают первые места в социологических опросах. Эти проблемы связаны с такими факторами как выброс и сброс загрязняющих веществ, физико-химическое воздействие и биологическое загрязнение окружающей среды.
Природоохранным законодательством РФ производится нормирование качества окружающей среды с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности.
Значительную часть нормативов качества окружающей среды составляют ПДК предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в той или иной среде.
Также одним из важных понятий в нормировании является понятие токсичности.
Под токсичностью понимают способность веществ вызывать нарушения физиологических функций организма человека, что в свою очередь приводит к заболеваниям (интоксикациям, отравлениям) или, в тяжелых случаях, к гибели [2]. Фактически токсичность мера несовместимости вещества с жизнью человека.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в промышленности и в бытовой технологии используют до 500 тысяч соединений, в основном органических, из которых более 40 тысяч вредны для здоровья, а около 12 тысяч токсичны.
В России применялись около 200 различных пестицидов: среди которых только десятая часть – нетоксична. В РФ установлены ПДК примерно для 1400 веществ в воде, для более 100 веществ в воздухе и более чем 100 – в почвах. Ежегодно эти списки возрастают в среднем на 50 веществ.
В этих условиях особенно остро стоит вопрос о проведении экологического мониторинга и контроля.
Экологический мониторинг включает три основных направления деятельности:
- наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;
- оценку фактического состояния среды;
- прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния [2].
Экологический контроль определяется как деятельность, направленная на соблюдение экологических норм и правил.
Одно из направлений эколого-аналитического контроля базируется на прямом определении суммарного содержании фосфор-, сера-, азот- и галогенсодержащих органических соединений. Для этого, в частности, используются различные типы микробных и ферментативных биосенсоров в качестве высокочувствительных биотестов [1].
Широкий спектр анализируемых веществ позволяет применять биосенсоры в первичном скрининге на токсичность воды, воздуха, пищевых продуктов, новых химических веществ, материалов и изделий.
В случае определения биосенсором факта токсичности проводится дальнейшее исследование другими физико-химическими методами для установления ее природы [1].
Фирмой Microbics Operations of Beckman Instruments, Inc. (США) был разработан биосенсор “Микротокс” (Microtox 5TM) на основе лиофилизированных морских люминесцентных бактерий Photobacterium phosphoreum [1].
В нашей стране (МГУ, Москва) на основе генно-инженерной технологии разработан биосенсор “Эколюм”, имеющий ряд преимуществ по сравнению с биосенсором “Микротокс”: не имеет таких ограничений по температуре при проведении измерений, более прост в обращении, дешевле, сокращено число подготовительных операций.
Именно биосенсер “Эколюм” был положен в основу прибора “Биотокс-10” (фото 1), являющегося совместной разработкой специалистов Лаборатории № 11 ХК “Электрозавод” и ученых МГУ.
Фото 1. Прибор экологического контроля “Биотокс-10”
Методические рекомендации применения прибора “Биотокс-10” для определения токсичности воды и водных экстрактов из объектов окружающей среды утверждены Государственным комитетом санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации.
«Биотокc-10» предназначен для быстрого количественного контроля степени интегральной токсичности проб воды и водных вытяжек из различных объектов окружающей среды в лабораторных условиях для медицинских, санитарно-гигиенических и экологических целей.
Работа прибора “Биотокс-10” основана на регистрации слабого свечения биосенсора, проявляющегося в процессе биолюминесцентной реакции на наличие токсичных химических веществ в водном растворе.
Устройство может применяться в санитарно-гигиенических и токсикологических лабораториях для контроля степени интегральной токсичности воды, предназначенной для приготовления медицинских растворов, для оценки токсичности новых лекарственных препаратов, качества питьевой воды, водных вытяжек из объектов окружающей среды.
“Биотокс-10” это современный прибор экологического контроля, имеющий следующие основные области применения:
В промышленности:
- экспресс-контроль токсичности отходов и сбросов промышленных предприятий;
- контроль токсичности технологических процессов в режиме реального времени.
В экологии:
- периодический анализ питьевой воды, водоемов, почвы и воздуха на содержание вредных веществ.
В медицине и фармацевтике:
- контроль возможной токсичности материалов и лекарственных средств.
В пищевой промышленности:
- контроль безопасности продуктов питания.
“Биотокс-10” использует новые технологии экологического контроля, основанные на применении высокочувствительных специализированных микробных сенсоров Эколюм”, реагирующих на наличие в анализируемых пробах токсических веществ различной химической природы изменением интенсивности биолюминесценции.
Сочетание нового биохимического сенсора с современной электронной аппаратурой позволяет обнаруживать чрезвычайно малые количества токсических соединений и их смесей в различных пробах. Прибор работает с высокой достоверностью, практически исключающей ошибочные выводы.
В приборе “Биотокс-10” используется простая и надежная технология отбора и предъявления проб, которая совершенно безопасна как для оператора, так и для лиц и предметов, подвергающихся экологической экспертизе.
Компактность, надежность и простота в применении позволяют использовать прибор, как для проведения экологического обследования объектов окружающей среды в лабораторных, так и в полевых условиях.
Прибор вычисляет максимальные и минимальные значения, средние и среднестатистические ошибки измеряемых параметров проб, учитывая тем самым активность биосенсора на момент проведения лабораторных исследований.
Для расширения возможностей прибора имеется выход на компьютер через стандартный последовательный порт. Сходимость и воспроизводимость результатов определения тест-параметра не хуже 5%.
Прибор “Биотокс-10” выполнен в виде моноблока для работы в настольном варианте. Корпус прибора выполнен из ударопрочного, химически стойкого и пожаробезопасного полистирола.
На лицевой панели прибора расположены:
- кнопка включения прибора;
- светодиодный индикатор включения;
- 16 кнопочная панель управления;
- ЖКИ-дисплей.
На левую боковую панель прибора вынесено кюветное отделение и разъем для подсоединения компьютера. На правую боковую панель прибора вынесен разъем для подключения сетевого адаптера или аккумулятора.
Технические характеристики «Биотокс-10″
| Уровень нулевого сигнала, имп/с | не более 200 |
| Коэффициент пропорциональности счета импульсов | 1,3 – 3,0 |
| Диапазон измерения числа импульсов, имп/с | 10 – 100000 |
| Предел допускаемого значения среднего квадратического отклонения (СКО) при измерении числа импульсов, % | 3 |
| Время подготовки прибора к работе после подачи питания, минут | не более 10 |
| Габаритные размеры прибора, мм | не более 300х130х60 |
| Масса прибора, кг | не более 2 |
| Питание прибора осуществляется: | |
| — через адаптер от сети переменного тока напряжением, В |
220 +/-22, 50 Гц |
| — от аккумуляторной батареи напряжением, В | 12 +/-2 |
| Потребляемая мощность прибора, Вт | не более 2 |
| Время непрерывной работы, час | не менее 8 |
| Прибор при эксплуатации должен быть устойчив к климатическим воздействиям: | |
| — температура окружающей среды, град. С | +10 – 35 |
| — влажность воздуха, % | не более 80 |
| Прибор при транспортировании должен быть устойчив к климатическим воздействиям при температуре, град. С | -40 – +50 |
| Прибор в транспортной упаковке должен быть устойчив к | |
| механическим воздействиям: ударные нагрузки частотой, Гц | 25 |
| — 40 ударов амплитудой, g | 75 |
| — 400 ударов амплитудой, g | 15 |
| — 2000 ударов амплитудой, g | 10 |
| Время наработки на отказ, час | не менее 2500 |
| Срок службы прибора, лет | не менее 5 |
Способность прибора “Биотокс-10 быстро, эффективно и безопасно обеспечивать контроль в отношении большинства как нормируемых (известных), так и ненормируемых (известных и неизвестных) экзотоксикантов позволяет использовать его для проведения экологического контроля за состоянием окружающей среды в различных областях жизнедеятельности.
Литература
Описание прибора «Биотокс-10»
Ганшин В.М., Чебышев А.В., Фесенко А.В.
Комплексные системы мониторинга токсикологической и экологической безопасности.
Специальная техника, 1998, № 4-5, с. 2 10.
Как организовать общественный экологический мониторинг.
Руководство для общественных организаций.
Под ред. к.х.н. Хотулевой М.В.