Хроническая токсичность , развитие неблагоприятных эффектов в результате длительного воздействия загрязняющего вещества или другого стрессора, является важным аспектом водной токсикологии . [1] Неблагоприятные эффекты, связанные с хронической токсичностью, могут быть непосредственно летальными, но чаще являются сублетальными, включая изменения в росте, воспроизводстве или поведении. Хроническая токсичность отличается от острой токсичности , которая возникает в течение более короткого периода времени при более высоких концентрациях. Различные тесты на токсичность могут быть выполнены для оценки хронической токсичности различных загрязняющих веществ, и обычно они длятся не менее 10% продолжительности жизни организма. [2] Результаты тестов на хроническую токсичность в водной среде могут быть использованы для определения рекомендаций по качеству воды и правил защиты водных организмов.
Хроническая токсичность — это развитие неблагоприятных эффектов в результате длительного воздействия токсичного вещества или другого стрессора. Она может проявляться как прямая летальность, но чаще относится к сублетальным конечным точкам, таким как замедление роста, снижение репродуктивности или поведенческие изменения, такие как ухудшение результатов плавания.
Тесты на хроническую токсичность проводятся для определения долгосрочного токсического потенциала токсикантов или других стрессоров, обычно для водных организмов. Примеры распространенных организмов для испытаний на хроническую токсичность для водных организмов, продолжительности и конечных точек включают:
Результаты тестов на хроническую токсичность могут быть использованы для расчета значений, которые могут быть использованы для определения стандартов качества воды. Они включают:
Концентрация без наблюдаемых эффектов (NOEC) определяется как самая высокая протестированная концентрация, которая не показывает статистически значимой разницы с контролем. Самая низкая наблюдаемая концентрация эффектов (LOEC) — это самая низкая из протестированных концентраций, которая показала статистически значимое отличие от контроля. NOEC и LOEC могут быть получены как из острых, так и из хронических тестов и используются агентствами для установления стандартов качества воды.
Максимально допустимая концентрация токсичного вещества (MATC) рассчитывается как геометрическое среднее NOEC и LOEC. MATC иногда называют хроническим значением (CV) и определяют как «концентрацию (порог), при которой впервые наблюдаются хронические эффекты». [3]
Прогнозируемая концентрация без эффектов (PNEC) рассчитывается на основе тестов на токсичность для определения концентрации, которая, как считается, не вызывает неблагоприятных эффектов для водных организмов. [4] Определение значений PNEC для водных организмов требует результатов тестов на токсичность для пресноводных рыб (например, ''Pimephales promelas''), пресноводных беспозвоночных (например, ''Daphnia magna'') и пресноводных водорослей (например, ''Raphidocelis subcapitata''). Концентрация вероятных эффектов (PEC), концентрация, прогнозируемая в окружающей среде, сравнивается с PNEC при оценке риска. PEC учитывает как острое, так и хроническое воздействие токсикантов.
Соотношение острого и хронического (ACR) позволяет оценить хроническую токсичность с использованием данных об острой токсичности. Оно 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.
Хроническая токсичность токсикантов — полезная информация для определения рекомендаций по качеству воды, но эту информацию не всегда легко получить. Тесты на хроническую токсичность могут быть дорогими и сложными из-за проблем с поддержанием живых контрольных организмов, поддержанием качества воды, сохранением постоянного химического воздействия и простого времени, необходимого для тестов. Из-за этого тесты на острую токсичность используются чаще, а ACR и AF используются для оценки хронической токсичности токсикантов для организмов.
Существует множество факторов, которые могут увеличивать или уменьшать токсичность токсикантов или стрессоров, затрудняя интерпретацию результатов тестов. Они могут быть химическими, биологическими или токсикологическими.
Химия 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 биотического лиганда (BLM). [5]
Хроническая токсичность будет варьироваться в зависимости от различий в организмах, включая виды, размер и возраст. Некоторые виды более восприимчивы к токсическим эффектам, как показано в распределениях чувствительности видов (SSD). Определенные стадии жизни более восприимчивы к неблагоприятным эффектам, поэтому для определенных водных видов проводятся тесты токсичности на ранней стадии жизни (ELS). Кроме того, другие физические факторы, такие как размер организма, могут приводить к различиям в реакции на токсичные вещества.
Нормы качества воды определяются на основе результатов тестов на острую и хроническую токсичность. Критерии максимальных концентраций (КМЦ) получаются из тестов на острую токсичность, тогда как критерии постоянных концентраций (КПК) получаются из тестов на хроническую токсичность. [6] Это значения, определенные Агентством по охране окружающей среды США как защищающие водные организмы.