Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В водной токсикологии , то осадка качества триады (СКТ) подход был использован в качестве инструмента оценки , чтобы оценить степень осадка деградации в результате загрязняющих веществ , выпущенных в связи с нынешней деятельностью человека в водной среде (Chapman, 1990). [1] Эта оценка фокусируется на трех основных компонентах: 1.) химический состав отложений, 2.) испытания на токсичность отложений с использованием водных организмов, и 3.) полевое воздействие на бентические организмы (Chapman, 1990). [1] Часто используемое при оценке риска сочетание трех линий доказательств может привести к всестороннему пониманию возможных последствий для водного сообщества (Chapman, 1997). [2]Хотя подход SQT не обеспечивает причинно-следственной связи, связывающей концентрации отдельных химических веществ с неблагоприятными биологическими эффектами, он дает оценку качества отложений, обычно используемую для количественного объяснения характеристик отложений. Информация, предоставляемая каждой частью SQT, уникальна и дополняет друг друга, и комбинация этих частей необходима, потому что ни одна характеристика не дает исчерпывающей информации относительно конкретного сайта (Chapman, 1997) [2]

Компоненты [ править ]

Химия осадка [ править ]

Химия отложений дает информацию о загрязнении, однако не дает информации о биологических эффектах (Chapman, 1990). [1]Химия донных отложений используется в качестве инструмента скрининга для определения загрязняющих веществ, которые с наибольшей вероятностью будут разрушительными для организмов, присутствующих в бентическом сообществе на конкретном участке. Во время анализа данные химического состава отложений не зависят строго от сравнений с рекомендациями по качеству отложений при использовании подхода триады. Скорее, данные о химическом составе отложений, собранные для конкретного участка, сравниваются с наиболее релевантными ориентировочными значениями, основанными на характеристиках участка, чтобы оценить, какие химические вещества вызывают наибольшее беспокойство. Этот метод используется, потому что ни один набор данных не подходит для всех ситуаций. Это позволяет идентифицировать химические вещества, вызывающие озабоченность, которые чаще всего превышают рекомендации, основанные на эффектах. После определения химического состава отложений и выявления наиболее опасных загрязнителей,

Токсичность осадка [ править ]

Токсичность отложений оценивается на основе анализа биологических проб . Используются стандартные биопробные тесты на токсичность, которые не ограничиваются организмом (Chapman, 1997). [2] При выборе исследуемых организмов необходимо учитывать различия в механизмах воздействия и физиологии организма, и вы должны быть в состоянии адекватно обосновать использование этого организма. Эти биотесты оценивают эффекты, основанные на различных токсикологических конечных точках. Испытания на токсичность проводятся в отношении вызывающих озабоченность химических веществ в экологически значимых концентрациях, определенных в разделе химии отложений триадного подхода. Чепмен (1990) [1]перечисляет обычно используемые конечные точки, которые включают летальные конечные точки, такие как смертность, и сублетальные конечные точки, такие как рост, поведение, размножение, цитотоксичность и, необязательно, биоаккумуляция . Часто пилотные исследования используются для помощи в выборе подходящего тестового организма и конечных точек. Рекомендуется использовать несколько конечных точек, и каждая из выбранных конечных точек должна адекватно дополнять друг друга (Chapman, 1997). [2] Эффекты оцениваются с использованием статистических методов, которые позволяют различать ответы, которые значительно отличаются от отрицательных контролей. Если получено достаточно данных, минимальные значимые различия (MSD) рассчитываются с использованием анализов мощности и применяются к тестам на токсичность для определения разницы междустатистическая разница и экологическая значимость.

Функция части токсичности триадного подхода состоит в том, чтобы позволить вам оценить эффекты в полевых условиях. В то время как лабораторные эксперименты упрощают сложную и динамичную среду, результаты токсичности допускают возможность экстраполяции полей. Это создает связь между воздействием и эффектом и позволяет определить взаимосвязь воздействия и реакции. В сочетании с двумя другими компонентами Триады качества осадка он позволяет достичь целостного понимания между причиной и следствием.

Полевые эффекты на бентосные организмы [ править ]

Анализ полевых воздействий на бентические организмы функционирует для оценки потенциала воздействия на сообщества в результате выявленных загрязнителей. Это происходит потому, что бентические организмы сидячие и специфичные для конкретного места, что позволяет использовать их в качестве точных маркеров воздействия загрязнения (Chapman, 1990). [1] Это достигается путем проведения полевых испытаний, в ходе которых анализируются изменения в структурах бентосных сообществ, уделяя особое внимание изменениям в количестве видов, численности и процентном содержании основных таксономических групп (Chapman, 1997). [2] Изменения в бентических сообществах обычно количественно оцениваются с использованием анализа и классификации основных компонентов (Chapman, 1997). [2]Не существует одного специально определенного метода для проведения этих полевых оценок, однако другой многомерный анализ обычно дает результаты, определяющие взаимосвязи между переменными, когда существует надежная корреляция.

Знание экосистемы конкретного участка и экологической роли доминирующих видов в этой экосистеме имеет решающее значение для получения биологических свидетельств изменений в бентическом сообществе в результате воздействия загрязнителей. По возможности рекомендуется наблюдать за изменениями в структуре сообщества, которые напрямую связаны с исследуемыми видами, используемыми во время части триадного подхода, посвященной токсичности отложений, для получения наиболее надежных доказательств.

Биоаккумуляция [ править ]

При использовании подхода триады следует учитывать биоаккумуляцию в зависимости от целей исследования. Это подготовка для измерения биоаккумуляции, необходимо указать, будет ли тест служить для оценки вторичного отравления или биомагнификации (Chapman, 1997). [2] Анализ биоаккумуляции должен проводиться надлежащим образом с учетом проблемных загрязнителей (например, металлы не биоусилены). Это можно сделать с организмами, собранными в полевых условиях, в клетках или с организмами, подвергающимися воздействию в лаборатории (Chapman, 1997). [2] Хотя часть биоаккумуляции рекомендуется, это не требуется. Тем не менее, он играет важную роль с целью количественной оценки эффектов, связанных с трофической передачей. загрязняющих веществ в результате потребления зараженной добычи.

Деградация, вызванная загрязнением [ править ]

Деградация, вызванная загрязнением на конкретном участке, измеряется с помощью комбинации трех частей триады качества донных отложений. Проведено количественное сравнение химического состава донных отложений, их токсичности и воздействия на бентосные организмы. Данные наиболее полезны, когда они были нормализованы до значений эталонных участков путем преобразования их в значения соотношения ссылок (Chapman et al. 1986; Chapman 1989). [3] [4] Контрольным участком выбирается участок с наименьшим загрязнением по сравнению с другими участками, в которых отбираются пробы. После нормализации данные между частями триады можно сравнивать даже при наличии больших различий в измерениях или единицах измерения (Chapman, 1990). [1] На основе комбинации результатов каждой части триады создается многомерная фигура, которая используется для определения уровня деградации.

Методы и интерпретация [ править ]

Ни один метод не может оценить воздействие деградации наносов, вызванной загрязнением, на водные сообщества. Методы каждого компонента триады должны быть выбраны с учетом эффективности и актуальности в лабораторных и полевых испытаниях. Применение SQT обычно зависит от местоположения и может использоваться для сравнения различий в качестве отложений во времени или по регионам (Chapman, 1997). [2]

Множественные доказательства [ править ]

SQT включает три линии доказательств (LOE) для прямой оценки качества отложений. Каждый из компонентов триады по химическому составу, токсичности и бентосу обеспечивает LOE, который затем интегрируется в Вес доказательств .

Критерии [ править ]

Чтобы получить право на оценку SQT, химические данные, токсичность и измерения на месте должны быть собраны синоптически с использованием стандартизованных методов определения качества отложений. Контрольный образец необходим для оценки воздействия загрязненных участков. Подходящим эталоном является образец всего осадка (частицы и связанная с ним поровая вода), собранный вблизи проблемной зоны, и он является репрезентативным для фоновых условий при отсутствии загрязняющих веществ.Доказательства воздействия загрязняющих веществ и биологического воздействия необходимы для того, чтобы отнести место к химическому воздействию .

Framework [ править ]

Компонент химии включает в себя как биодоступность, так и потенциальное воздействие на бентическое сообщество. Потенциал токсичности отложений для данного участка основан на модели линейной регрессии (LRM). Индекс химической оценки (CSI) загрязнителя описывает степень воздействия по отношению к нарушению бентического сообщества. Оптимальный набор специфичных для индекса пороговых значений выбирается для химического компонента путем статистического сравнения нескольких кандидатов, чтобы оценить, какой набор демонстрирует наибольшее общее согласие (Bay and Weisberg, 2012). [5]Величина токсичности отложений определяется несколькими тестами на токсичность, проводимыми в лаборатории в дополнение к химическому компоненту. Токсичность LOE определяется как средний балл по категории токсичности всех соответствующих тестов. Разработка LOE для бентического компонента основана на показателях сообщества и численности. Несколько индексов, таких как индекс бентической реакции (BRI), целостность бентоса (IBI) и относительный биотический индекс (RBI), используются для оценки биологической реакции бентического сообщества. Медианная оценка всех индивидуальных индексов определяет ПНЭ для бентоса.

Каждому компоненту триады назначается категория реакции: минимальное, слабое, умеренное или высокое возмущение относительно фоновых условий. Индивидуальные LOE ранжируются по категориям путем сравнения результатов тестирования каждого компонента с установленными пороговыми значениями (Bay and Weisberg, 2012). [5] Интеграция бентоса и токсичности LOE классифицирует серьезность и последствия загрязнения. LOE химии и токсичности объединены, чтобы определить потенциал химически опосредованных эффектов.

Участку присваивается категория воздействия, объединяющая серьезность воздействия и потенциал химически опосредованных эффектов. Условиям отдельных участков, вызывающих озабоченность, присваивается категория воздействия от 1 до 5 (1 - нет, а 5 - явно затронуты загрязнением). Триада SQT также может классифицировать воздействие как неубедительное в случаях, когда LOE между компонентами расходятся или требуется дополнительная информация (Bay and Weisberg, 2012). [5]

Трехосные графики [ править ]

Измерения SQT масштабируются пропорционально относительному влиянию и визуально отображаются на трехосных графиках. Оценка целостности отложений и взаимосвязи между компонентами может быть определена размером и морфологией треугольника. Величина треугольника указывает на относительное воздействие загрязнения. Равносторонние треугольники подразумевают согласие между компонентами. (USEPA, 1994) [6]

Оценка [ править ]

Преимущества триадного подхода [ править ]

Подход SQT получил высокую оценку по ряду причин как метод определения характеристик отложений. По сравнению с глубиной предоставляемой информации и инклюзивным характером это очень рентабельно. Его можно применять ко всем классификациям отложений и даже адаптировать к оценке почвы и толщи воды (Chapman and McDonald 2005). [7] Решение матрица может быть использована таким образом, что все три меры анализируют одновременно, и вычет возможных экологических последствий быть сделан (АООС 1994) [6]

Другие преимущества SQT включают информацию о потенциальных эффектах биоаккумуляции и биомагнификации загрязнителей, а также его гибкость в применении, обусловленную его конструкцией в качестве основы, а не формулы или стандартного метода. Используя несколько линий доказательств, есть множество способов манипулировать и интерпретировать данные SQT (Bay and Weisberg 2012). [5] Он был признан в международном масштабе как наиболее полный подход к оценке отложений (Chapman and McDonald 2005). [7] Подход SQT к исследованию отложений использовался в Северной Америке, Европе, Австралии, Южной Америке и Антарктике.

Применение к стандартам управления наносами [ править ]

Происходит от Национальной системы устранения выбросов загрязняющих веществ (NPDES), разрешающих руководящие принципы EPA, точечные и неточечные сбросы могут отрицательно повлиять на качество отложений. Согласно критериям государственного регулирования, для оценки соответствия может потребоваться информация о загрязнении из точечных и неточечных источников и его влиянии на качество отложений. Например, Стандарты управления наносами штата Вашингтон, часть IV, предписывают стандарты контроля наносов, которые позволяют устанавливать требования к мониторингу наносов, а также критерии для создания и поддержания зон воздействия наносов (WADOE 2013). [8] В этом случае SQT может быть особенно полезным для одновременного проведения нескольких релевантных анализов.

Ограничения и критика [ править ]

Хотя использование подхода SQT дает множество преимуществ, недостатки его использования были выявлены. Основные ограничения включают: отсутствие разработки статистических критериев в рамках, требования к большим базам данных, трудности с применением химических смесей, а интерпретация данных может потребовать больших лабораторных затрат (Chapman 1989). [4] SQT, очевидно, не учитывает биодоступность комплексных или связанных с осадком загрязнителей (FDEP 1994). [9] Наконец, трудно перевести лабораторные результаты токсичности в биологические эффекты, наблюдаемые в полевых условиях (Kamlet 1989). [10]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f [Чепмен PM. 1990. Подход триады качества донных отложений к определению деградации, вызванной загрязнением. Наука об окружающей среде в целом 97/98: 815–825].
  2. ^ a b c d e f g h i [Chapman PM et al. 1997. Общие рекомендации по использованию триады качества осадка. Бюллетень загрязнения моря 34 (6): 368–372.]
  3. ^ [Чепмен PM, Декстер RN, Кросс SF, Митчелл Д.Г. 1986. Полевые испытания триады качества отложений в заливе Сан-Франциско. NOAA Tech. Памятка. NOS OMA 25, 127 стр.]
  4. ^ a b [Chapman PM, 1989. Современные подходы к разработке критериев качества донных отложений. Environ. Toxicol. Chem., 8: 589–599].
  5. ^ a b c d [Бэй С.М., Вайсберг С.Б. 2012. Структура для интерпретации данных триады качества донных отложений. Комплексная экологическая оценка и менеджмент 8 (4): 589–596.]
  6. ^ a b [Агентство по охране окружающей среды США. 1994. Руководство по оценке ARCS. EPA 905-B94-002. Чикаго, Иллинойс: Национальное бюро программ Великих озер.]
  7. ^ a b [Chapman PM, McDonald BG. 2005. Использование триады качества отложений (Sqt) в оценке экологического риска. Мелкомасштабные исследования токсичности пресной воды 2: 308–329.]
  8. ^ [Вашингтонский Департамент экологии. 2013. Стандарты управления осадками. WAC 173–204. Олимпия, Вашингтон: Программа очистки от токсичных веществ.]
  9. ^ [Департамент охраны окружающей среды Флориды. 1994. Подход к оценке качества отложений в прибрежных водах Флориды. Том 1 - Разработка и оценка рекомендаций по оценке качества отложений. Таллахасси, Флорида: Управление водной политики.]
  10. ^ [Камлет К.С. 1989. Загрязненные морские отложения: оценка и восстановление. Вашингтон (округ Колумбия): National Academy Press]