Ekotoxikologie vodního prostředí - Centrum pro výzkum toxických ...
Ekotoxikologie vodního prostředí - Centrum pro výzkum toxických ...
Ekotoxikologie vodního prostředí - Centrum pro výzkum toxických ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
<strong>Ekotoxikologie</strong> na PřF MU<br />
= hodnocení biologického vlivu stresorů od<br />
molekulární a buněčné úrovně až po úroveň systémovou<br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
Odběry vzorků, terénní studie, laboratorní studie<br />
Hodnocení toxicity vzorků, jejich kontaminace<br />
Studium mechanismů toxicity i neletálních účinků na různých trofických<br />
úrovních<br />
Celá řada ekotoxikologických modelů<br />
Biochemická, molekulární a buněčná ekotoxikologie a<br />
genotoxikologie<br />
<strong>Ekotoxikologie</strong> <strong>vodního</strong> <strong><strong>pro</strong>středí</strong><br />
<strong>Ekotoxikologie</strong> půdního <strong><strong>pro</strong>středí</strong><br />
<strong>Centrum</strong> <strong>pro</strong> cyanobakterie a jejich toxiny<br />
Hodnocení environmentálních rizik, analýzy dat
<strong>Ekotoxikologie</strong> <strong>vodního</strong> <strong><strong>pro</strong>středí</strong><br />
v RECETOX<br />
AQUATOX
Voda = základn z kladní<br />
podmínka podm nka života ivota<br />
<strong>Ekotoxikologie</strong> <strong>vodního</strong> <strong><strong>pro</strong>středí</strong><br />
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
Studium vlivu kontaminace <strong>vodního</strong> <strong><strong>pro</strong>středí</strong> (tedy vody, suspendovaných<br />
částic, sedimentů) na přírodní organismy.<br />
Serie biologických modelů - akutní i chronické (tj. subletální) účinky u zástupců<br />
<strong>pro</strong>ducentů, konzumentů a destruentů<br />
Kromě in vivo účinků (letalita, re<strong>pro</strong>dukční toxicita, embryotoxicita apod.) -<br />
biochemické odpovědi organismů na všech úrovních jako časné biomarkery<br />
<strong>toxických</strong> <strong>pro</strong>jevů.<br />
NONPOINT SOURCES<br />
Studium <strong>toxických</strong> účinků u jednotlivců,<br />
i rozvoj metodik a poznatků v oblasti<br />
vyšších organizačních stupňů<br />
(ekotoxikologie populací a společenstev).<br />
Urban streets<br />
Suburban<br />
development<br />
Wastewater<br />
treatment<br />
plant<br />
Rural homes<br />
POINT<br />
SOURCES<br />
Cropland<br />
Animal feedlot<br />
Factory
Znečištění<br />
–<br />
zdravotní<br />
Polutanty<br />
a ekologická<br />
rizika ?
Bioakumulace polutantů v tkánich organismů<br />
Bioakumulace
Akvatická<br />
ekotoxikologie<br />
Organismy používané <strong>pro</strong><br />
ekotoxikologické biotesty<br />
Modely na všech úrovních potravního řetězce<br />
– <strong>pro</strong>ducenti - fotoautotrofní organismy,<br />
řasy, sinice, vyšší rostliny<br />
– konzumenti – vodní bezobratlí (korýši, pakomáři),<br />
obojživelníci (drápatky),<br />
ryby, ptáci<br />
– destruenti – bakterie, kvasinky
•<br />
Účinky na fotoautotrofní<br />
studium interakcí<br />
Zelené řasy (Chlorophyta)<br />
Skrytěnky<br />
(Cryptophyta)<br />
Vyšší rostliny<br />
Sinice (Cyanophyta)<br />
organismy<br />
s cizorodými látkami, citlivosti druhů<br />
Rozsivky (Chromophyta)
•<br />
•<br />
•<br />
Organismy používané <strong>pro</strong> ekotoxikologické<br />
- konzumenti<br />
Daphnia magna – Hrotnatka velká<br />
Potamopyrgus antipodarum –<br />
Písečník novozélandský<br />
Pakomáři rodu Chironomus<br />
Tubifex tubifex – Nitěnka obecná<br />
Artemia salina<br />
Thamnocephalus platyurus<br />
Test s vajíčky obojživelníků<br />
(drápatky)<br />
Spolupráce s VFU a MZLU – vliv environmentálních stresorů na ryby<br />
Spolupráce s VFU - vliv environmentálních stresorů na ptáky<br />
biotesty
•<br />
•<br />
•<br />
•<br />
Akutní, subchronické<br />
Standardní<br />
a chronické<br />
studie<br />
testy (normy ISO, ČSN, USEPA)<br />
Optimalizace/vývoj nových testů<br />
Studium mechanismů<br />
Testování<br />
Testování<br />
Testování<br />
Moderní<br />
mechanismů.<br />
toxicity i neletálních účinků<br />
čistých látek (environmentální<br />
modelových směsí<br />
komplexních environmentálních<br />
polutanty)<br />
extraktů<br />
přístupy studia biochemických a buněčných
Kvalitní<br />
přístrojové<br />
vybavení
•<br />
•<br />
Průzkum znečištění<br />
Terénní studie<br />
Odběry vzorků <strong>vodního</strong> <strong><strong>pro</strong>středí</strong><br />
zájmových lokalit<br />
Odběry vod, sedimentů, bioty, sinicové<br />
biomasy<br />
Zpracování vzorků
Endokrinní disrupce (ED) = narušení hormonální rovnováhy organismů s<br />
potenciálními negativními následky <strong>pro</strong> re<strong>pro</strong>dukci, vývoj a další životní funkce<br />
Problém: Vysoký výskyt intersexu (18%) v populaci raka bahenního<br />
Pontastacus (syn. Astacus) leptodactylus na lokalitě v Ostravské oblasti<br />
Odebrány sedimenty – testovány v celé řadě testů – vliv na re<strong>pro</strong>dukci<br />
in vivo, ovlivnění hormonálních receptorů,<br />
ovlivnění syntézy hormonů in vitro apod.<br />
- <strong>pro</strong>váděny chemické analýzy k identifikaci účinných látek<br />
Fig. 3.Locationofsampling<br />
sites(redmark) –<br />
Ostrava -Karvina region,<br />
where sludge lagoon<br />
sediments takenfrom.
Extrakce polutantů polutant<br />
Chemické Chemick<br />
analýzy<br />
Komplexní<br />
přístup<br />
Odběr Odb r a charakterizace sediment sedimentů<br />
• Pilnok<br />
• Referenční Referen lokalita<br />
Test in vitro<br />
účink inků<br />
Experimentáln<br />
Experiment lní in vivo<br />
studie (ED ( ED) ) …
Studium mnoha aspektů masového rozvoje sinic<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
<strong>Centrum</strong> <strong>pro</strong> cyanobakterie<br />
toxiny<br />
monitoring sinic v <strong><strong>pro</strong>středí</strong><br />
monitoring cyanotoxinů<br />
hodnocení<br />
metody omezení<br />
v <strong><strong>pro</strong>středí</strong><br />
vlivu sinic a jejich toxinů<br />
ekologie sinic (životní<br />
rozvoje sinic<br />
na jiné<br />
cyklus, přezimování)<br />
a jejich<br />
společné pracoviště PřF MU a<br />
Botanického ústavu Akademie věd ČR<br />
www.sinice.cz<br />
organismy
Masový rozvoj sinic –<br />
Upper Saranac River, USA<br />
Baltské moře, Evropa<br />
Žluté moře, Čína<br />
Bedetti Lake, Argentina<br />
globální<br />
Lake Mokoan, Austrálie<br />
<strong>pro</strong>blém<br />
Neuse River, USA<br />
Nové Mlýny, Česko<br />
Jihoafrická republika
CYANOTOXINY<br />
sinice<br />
(cyanobaktérie)<br />
nárůst koncentrace<br />
CO2 v atmosféře,<br />
nárůst UV radiace<br />
masový rozvoj sinic<br />
(vodní květy)<br />
COOH<br />
NH<br />
CH3 O<br />
N<br />
NH<br />
OCH3 H3C O<br />
O H2C H3C O<br />
CH3 CH3 NH CH3 NH<br />
NH NH<br />
O<br />
O COOH O<br />
CH3 CH3 HN<br />
NH<br />
NH 2<br />
HO<br />
H3C NH<br />
H3C N NH<br />
O<br />
NH NH2 NH O O<br />
OH<br />
OH<br />
CYANOTOXINY<br />
O 3 S O<br />
H 3 C H<br />
H<br />
N N H N H NH<br />
N H<br />
O H<br />
H<br />
O<br />
O<br />
HO<br />
O<br />
N H<br />
C H 3<br />
eutrofizace vodních<br />
ekosystémů<br />
H 2 N<br />
O<br />
O<br />
H<br />
NH<br />
NH<br />
NH +<br />
2<br />
+ NH<br />
H2N N<br />
OH<br />
OH<br />
! LIDSKÉ AKTIVITY !<br />
spalování<br />
zemědělství,<br />
odpadní vody<br />
GLOBÁLNÍ<br />
ENVIRONMENTÁLNÍ<br />
PROBLÉM
SINICE (CYANOBAKTERIE)<br />
• masový rozvoj sinic = závažný <strong>pro</strong>blém:<br />
negativní vliv na chemismus vody (kyslík, pH, )<br />
<strong>pro</strong>dukce pachů, pachutí<br />
<strong>pro</strong>dukce CYANOTOXINŮ – látky toxické či jinak<br />
biologicky aktivní<br />
• komplikace při využívání nádrží<br />
(vodárenství, rekreace, chov ryb)<br />
• nebezpečí <strong>pro</strong> ostatní živé organismy
Výzkum <strong>toxických</strong> účinků cyanobakterií<br />
frakcí na:<br />
Vodní fotoautotrofní organismy<br />
Vodní bezobratlé - korýše – hrotnatka velká<br />
Daphnia magna - akutní a chronické účinky<br />
Larvy obojživelníků –FETAX –test embryotoxicity a<br />
teratogeneze s embryi obojživelníků – drápatka vodní<br />
(Xenopus laevis)<br />
Ryby – embryolarvální test u kapra obecného –<br />
spolupráce s Veterinární a farmaceutickou universitou v<br />
Brně<br />
In vitro testy – dvě permanentní buněčné linie<br />
a jejich
Change language