1. Οικοτοξικολογικές Αναλύσεις ως Εργαλείο
για την Παρακολούθηση Ευαίσθητων
Υδάτινων Οικοσυστημάτων
Α. Κούγκολος1, Β. Τσιρίδης1, Μ. Πεταλά2, Χ. Εμμανουήλ1,
Σ. Κηπουρός1, Β. Μανάκου1 και Ε. Νταρακάς2
Τμήμα Μηχανικών Χωροταξίας, Πολεοδομίας και Περιφερειακής
1
Ανάπτυξης, Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας, Βόλος
2
Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη

2. ΤΟΞΙΚΟΛΟΓΙΑ – ΟΙΚΟΤΟΞΙΚΟΛΟΓΙΑ
Δύο διαφορετικές επιστήμες!!
ΤΟΞΙΚΟΛΟΓΙΑ:
Επίδραση των φαρμακευτικών ουσιών, των ρύπων και
της τροφής στην ανθρώπινη υγεία
ΟΙΚΟΤΟΞΙΚΟΛΟΓΙΑ:
Επίδραση των χημικών, των ρύπων, των αποβλήτων…
σε οργανισμούς του οικοσυστήματος

3. Εκτίμηση της ποιότητας των υδάτων
Προσδιορισμός φυσικών παραμέτρων:
χρώμα, οσμή, θολότητα...
Προσδιορισμός: χημικών παραμέτρων: (NO-3, PO3-4,
βαρέα μέταλλα…)
Προσδιορισμός μικροοργανισμών στο νερό
(Κολοβακτηριοειδή ολικά, κοπρανώδη…)
Προσδιορισμός τοξικότητας του νερού σε
οργανισμούς/δείκτες τοξικότητας

4. Πώς θα προσδιορισθεί η επικινδυνότητα ενός
δείγματος;
 Χημική προσέγγιση
(Προσδιορισμός των ρύπων που ‘μπορεί’ να περιέχονται στο δείγμα)
 Οικοτοξικολογική προσέγγιση
(Προσδιορισμός της τοξικότητας του δείγματος)
 Χημικές Αναλύσεις: η αιτία
 Οικοτοξικολογικές αναλύσεις: το
αποτέλεσμα

5. ΡΥΠΟΙ
Βιομηχανικά χημικά: Βαρέα μέταλλα, οργανικά,
επιφανειοδραστικά, βαφές
Αγροχημικά: λιπάσματα, εντομοκτόνα, μυκητοκτόνα,
ζιζανιοκτόνα
Φαρμακευτικά: αναλγητικά, διεγερτικά, αντιφλεγμονώδη,
αντιβιοτικά, ουσίες που προκαλούν ενδοκρινικές διαταραχές
Προϊόντα προσωπικής φροντίδας: αρώματα, καλλυντικά

6. Οικοτοξικολογικές αναλύσεις
 Οξεία τοξικότητα
 Τοξικότητα μακράς περιόδου
 Πειράματα αναπαραγωγικής ικανότητας
 Πειράματα βιοσυσσώρευσης
 Πειράματα μεταλλαξιγένεσης

7. Μετρήσεις τοξικότητας
Εφαρμόζονται με αυξανόμενο ενδιαφέρον από
διάφορους περιβαλλοντικούς φορείς σε εθνικό και
διεθνές επίπεδο για την εκτίμηση/ παρακολούθηση
της ποιότητας επιφανειακών και υπόγειων νερών,
υγρών αποβλήτων και ρυπασμένων περιοχών
ΦΕΚ Τεύχος Β 354/08-03-2011
ΚΥΑ για τον καθορισμό μέτρων, όρων και διαδικασιών για
την επαναχρησιμοποίηση επεξεργασμένων υγρών αποβλήτων
και άλλες διατάξεις

8. Κριτήρια επιλογής της μεθόδου για τον
προσδιορισμό της τοξικότητας:
 Ευαισθησία
 Επαναληψιμότητα
 Πιστοποίηση
 Απλότητα
 Κόστος

9. Οικοτοξικολογικές αναλύσεις
Προσδιορισμός της επίδρασης
ενός δείγματος στην επιβίωση ή
στο ρυθμό ανάπτυξης ζωντανών
οργανισμών
Προσδιορισμός:
Του ποσοστού θνησιμότητας ή του ποσοστού αναστολής της
ανάπτυξης ενός ζωντανού οργανισμόύ
ή
Της συγκέντρωσης (EC50) που προκαλεί 50 % θνησιμότητα
ή αναστολή στην ανάπτυξη ενός ζωντανού οργανισμού

10. Επίδραση τοξικών στην τροφική αλυσίδα
Παραγωγοί Καταναλωτές
(φυτά) (ζώα)
Τροφική αλυσίδα
οργανισμοί που αποσυνθέτουν
(βακτήρια και μύκητες)

11. Οι πιο διαδεδομένες μέθοδοι μέτρησης
τοξικότητας
Βακτήρια εκπομπής φωτός
Vibrio fischeri (Microtox test)
ISO 11348-3/98
- Εκπέμπουν φως ως παραπροϊόν της
αναπνοής τους
- Συνθήκες έκθεσης: 15 min, 15 οC
- Μέτρηση: % αναστολή της φωταύγειας
Φυτοπλαγκτόν Οστρακόδερμα
Pseudokirchneriella subcapitata Daphnia magna
ISO 8692/96
ISO 6341/96
- Συνθήκες έκθεσης: 72 h, 22-25 οC,
~7000 lux - Συνθήκες έκθεσης: 24 h, 20 oC
- Μέτρηση: % αναστολή της ανάπτυξης - Μέτρηση: % θνησιμότητα

12. Βακτήρια εκπομπής φωτός
Vibrio fischeri (Microtox test)
αναστολή εκπομπής
φυσιολογική εκπομπή φωταύγειας
Φωτοβακτήρια Vibrio fischeri
Προσθήκη ρυπασμένου δείγματος!!
Μέτρηση της αναστολής της
φωταύγειας μετά από 5, 15 ή
Αναλυτής τοξικότητας
και 30 min

13. Φυτοπλαγκτόν
Pseudokirchneriella subcapitata
Ενεργοποίηση
Αδρανοποιημένο
φυτοπλαγκτόν
Μέτρηση της αναστολής της
ανάπτυξης του
φυτοπλαγκτού μετά από 72 h

14. Οστρακόδερμα Daphnia magna
Μέτρηση της θνησιμότητας
μετά την έκθεση των
οργανισμών στο δείγμα για
24 και 48 h

15. Μέτρηση τοξικότητας με αναλυτές
συνεχούς λειτουργίας
Φυτοπλαγκτόν
Φωτοβακτήρια Vibrio
fischeri

16. Μέτρηση τοξικότητας με αναλυτές
συνεχούς λειτουργίας
Ψάρια Zebrafish
Οστρακόδερμα
Daphnia magna

17. Τοξικότητα καθαρών χημικών ουσιών
(Τοξικότητα μόλυβδου και χαλκού)
100 Pb2+
Zn2+
80
Επίδραση, %
60
50
40
20
Pb 2+
EC 50 Zn2+ EC 50
0
0.01 0.1 1 10 100
Συγκέντρωση, mg/L

18. Οι ρύποι στο περιβάλλον
Δεν υπάρχει μεμονωμένη δράση των χημικών στο
περιβάλλον!
 Οι ζωντανοί οργανισμοί ενός οικοσυστήματος
εκτίθενται σε ένα μίγμα χημικών ουσιών
 Με τις αναλύσεις ρουτίνας ανιχνεύεται μόνο ένας
περιορισμένος αριθμός χημικών ουσιών
 Η συνδυασμένη δράση μεταξύ διαφόρων ουσιών
μπορεί να αυξήσει την τοξικότητα τους

19. Δράση ενός μίγματος χημικών ουσιών =
Ανάμιξη χρωμάτων σε διάφορες
αναλογίες
+ +
=
+ +
Τελικό χρώμα;

20. Συνδυασμένη τοξικότητα χημικών ουσιών
(Προσθετική – Συνεργιστική – Ανταγωνιστική)
Θεωρητικά αναμενόμενη τοξικότητα:
Υπολογίζεται βάσει της θεωρίας των πιθανοτήτων
P(E) = P1 + P2 – P1⋅P2/100
Όπου:
P(E): η θεωρητικά αναμενόμενη τοξικότητα
P1, P2: η τοξικότητα των ουσιών 1 και 2, όταν αυτές δρουν
μεμονωμένα
Παρατηρούμενη τοξικότητα
Η παρατηρούμενη πειραματικά τοξικότητα του μίγματος

21. Συνδυασμένη τοξικότητα μόλυβδου και χαλκού
(Τοξικότητα στο φωτοβακτήριο Vibrio fischeri)
100
Cu Pb
Αναμενόμενη (mg/L) (mg/L)
Παρατηρούμενη A: 0.12 0.27
80 B: 0.12 0.47
C: 0.12 0.67
D: 0.17 0.27
Τοξικότητα, %
E: 0.17 0.67
60 F: 0.25 0.27
G: 0.25 0.45
40
20
0
A B C D E F G
Συνδυασμός συγκεντρώσεων

22. Συνδυασμένη τοξικότητα χαλκού και ψευδάργυρου
(Τοξικότητα στο φωτοβακτήριο Vibrio fischeri)
100 Cu Zn
Αναμενόμενη (mg/L) (mg/L)
A: 0.12 0.43
Παρατηρούμενη B: 0.12 0.86
80 C: 0.12 1.73
D: 0.17 1.73
E: 0.25 0.43
Τοξικότητα, %
F: 0.25 0.86
60 G: 0.25 1.73
40
20
0
A B C D E F G
Συνδυασμός συγκεντρώσεων

23. Συνδυασμένη τοξικότητα κασσίτερου και κυανιούχων
(Τοξικότητα στο οστρακόδερμο Daphnia magna)
100
Sn CN
Αναμενόμενη
(mg/L) (mg/L)
Παρατηρούμενη
80 A: 0.45 0.45
Τοξικότητα, %
B: 0.45 0.9
C: 0.45 1.8
60 D: 1.35 0.45
E: 1.35 0.9
F: 1.35 0.9
40 G: 1.8 0.45
H: 1.8 0.9
I: 1.8 1.8
20
0
A B C D E F G H I
Συνδυασμός συγκεντρώσεων

24. Παρακολούθηση της τοξικότητας
του πόσιμου νερού
Προστασία των καταναλωτών από αναπάντεχη ή
σκόπιμη ρύπανση του πόσιμου νερού
Πληρέστερη εικόνα για την ύπαρξη επικίνδυνων
χημικών ουσιών

25. Εφαρμογή οικοτοξικολογικών αναλύσεων σε
ευαίσθητα οικοσυστήματα
Εκτίμηση της ποιότητας του νερού της λίμνης Κορώνειας
και της λίμνης Κάρλα
Εφαρμογή βιοδοκιμών με το βακτήριο εκπομπής φωτός V.
fischeri, το φυτοπλαγκτόν P. subcapitata και το
καρκινοειδές D. magna
Χρηματοδότηση από το Πράσινο Ταμείο
Ευχαριστούμε το Πράσινο Ταμείο για τη χρηματοδότηση
του έργου

26. SECOTOX 2013 & CEMEPE
Μύκονος, 24 – 28 Ιουνίου 2013
ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ
ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ!