|
Kakšno vodo pijemo?
(Avtor: Peter Firbas, univ. dipl. biol., zasebni raziskovalec)
Biološki test ALLIUM ali čebulni test razkriva celosten vpliv na rast in razvoj živih celic ali organizmov ter zaznava prisotnost škodljivih snovi v koncentracijah, ki so bistveno nižje od mejnih sposobnosti analitskih metod. Od približno 700 prepoznavnih toksičnih in genotoksičnih snovi, ki se lahko znajdejo na primer v pitni vodi, jih z običajnimi fizikalno-kemijskimi analizami nadzorujemo le slabih 10 odstotkov (Vir: EU Chemical Bureau, Natural Resources Defence Council: Think before you drink).
S čebulnim testom se ugotavlja splošna toksičnost in raven genotoksičnosti v vodnih, kopenskih in zračnih ekosistemih, kjer dokazujemo potencialne genotoksične snovi. Test je kratkotrajen in pokaže vpliv onesnaževanja ter medsebojno delovanje med testno rastlino (Allium cepa L.) in potencialnimi genotoksiki.
Test poteka v dveh fazah in nam prikaže dve vrsti rezultatov. Prva faza temelji na opazovanju dolžine korenin testne rastline mlade čebule (Allium cepa L.) in nam podaja rezultate splošne toksičnosti. Čim daljše so korenine, manjša je splošna toksičnost in obratno – čim krajše so korenine testnih rastlin, večja je splošna toksičnost.
Druga faza čebulnega testa pa podaja raven genotoksičnosti, kjer v celicah rastnih vršičkov ugotavljamo morebitne poškodbe kromosomskih garnitur. Tako lahko izračunamo odstotkovno razmerje med vsemi metafaznimi celicami in celicami s poškodbami kromosomov (npr.: od 200 metafaznih celic je 8 s poškodbami kromosomov; po sklepnem izračunu sledi, da je raven genotoksičnosti 4-odstotna).
|
Navadna čebula (Allium cepa L.) ima v celici 16 kromosomov. Kromosomi so lepo vidni in zelo primerni za opazovanje kromosomskih poškodb (KPo). Kromosom (slika 1) sestavljata dve vzporedno potekajoči kromatidi (obarvani modro in vijoličasto), od katerih vsaka predstavlja vzdolžno polovico kromosoma. Kromosom ima tudi primarno zožitev (centromer), ki ga deli v daljši krak (obarvan rumeno) in krajši krak (obarvan vijoličasto). Kromosomska kraka sta lahko tudi enako dolga.
Slika 1: Nepoškodovana kromosomska garnitura v celicah rastnih vršičkov mlade čebule (Allium cepa L.); povečava na negativu Leica formata 24x36 mm 1000-krat. |
Kromosomske poškodbe vključujejo celoten kromosom ali le kromatido kromosoma (tako govorimo o kromatidnih ali kromosomskih poškodbah). Genotoksični udar lahko poškoduje enega, dva ali več kromosomov, včasih pa je prizadeta tudi celotna kromosomska garnitura (slika 2). Znani so: enojni zlom (slika 2a), ki nastane v predelu centromera (na tem mestu je kromosom tudi najbolj občutljiv za poškodbe); dvojni zlom (slika 2b), ki vključuje dva zloma v istem predelu obeh kromatid; fragmenti kromatid (slika 2c) so posledica večkratnih zaporednih zlomov in so vidni kot številne špranje v kromatidi kromosoma – ostanejo lahko v ravnini kromatide, ali pa se od ravninske osi kromatide odmaknejo (slika 2d); krožna (obročasta) kromatida nastane, če odlomljena kromatida tvori krog (obroč).
 |
|
 |
|
Slika 2: Kromosomski lomi in fragmenti v celicah rastnih vršičkov mlade čebule (Allium cepa L.); povečava na negativu Leica formata 24x36 mm 1000-krat.
|
|
Slika 3: Krožna kromatida (3a) in krožna kromatida z centromerom (3b); povečava na negativu Leica formata 24x36 mm 1000-krat.
|
|
Krožna kromatida lahko vsebuje centromer (slika 3b) ali pa je brez njega (slika 3a).
  |
Slika 4: Mikronukleus v celici rastnega vršička mlade čebule (Allium cepa L.); povečava na negativu Leica formata 24x36 mm 1000-krat. |
Kromosomske poškodbe se nam pokažejo tudi v obliki mikrojeder (mikronucleus), ki predstavljajo dekondenzirane kromosomske fragmente (sliki 4 in 5).
 |
Nastanejo po celični delitvi in so vidni v interfazi. To je obdobje med končano in ponovno začeto novo celično delitvijo. Običajno je prisotno eno mikrojedro, lahko jih je tudi več.
Slika 5: Mikronukleus v limfocitu človeške krvi; povečava na negativu Leica formata 24x36 mm 1000-krat.
|
Že v začetku 70. letih je test priporočala Kraljevska švedska akademija znanosti (ROYAL SWEDISH ACADEMY OF SCIENCE (1973), kakor tudi GENE-TOX PROGRAM (Grant 1982). Čebulni test pokaže odlično korelacijo s testi, kjer potekajo raziskave na ribah in sesalcih in vivo (Fiskesjö 1985, Al-Sabti 1992, Firbas 2004). Rezultati se lahko tako z visoko zanesljivostjo prenesejo tudi na človeka. Test je primeren tudi za sledenje in nadzor obremenjenosti strupenih snovi v okolju INVITTOX-Protokol 8 (IP-8, © September 1989). Mednarodni program rastlinskih bioloških testov (International Program on Plant Bioassays IPPS) je čebulni test sprejel za biomonitoring in testiranje okoljskih onesnaževalcev. Metafazni čebulni test je nova smernica v raziskavah genotoksičnosti, saj kaže večjo občutljivost na najrazličnejše toksične in genotoksične snovi v preiskanih vzorcih (Firbas 2004).
Vključitev genotoksičnih raziskav je velikega pomena za varovanje okolja, saj omogočajo spoznanja o vplivu in posledicah genotoksičnih snovi na organizme. Čebulni test nam pokaže vzrok onesnaženja oz. njegov vir. Šele z znanimi izvori lahko preidemo k ukrepom (ob zavedanju problema in zagotovljenih sredstvih) in tako prispevamo čim večji delež k ohranjanju zdravega okolja. Iz nevednosti in lahkomiselnosti smo nekatera območja močno onesnažili, zato smo dolžni napake zavzeto in zavestno odpravljati.
genotoksična karta Slovenije
 |
Novost za Slovenijo pa je zasnova Genotoksične karte Slovenije, ki nastaja na osnovi monitoringa bioloških genotoksičnih čebulnih (Allium) testov. Ta predstavlja dobro orientacijsko podlago o različnih kemijskih obremenitvah okolja (slika 6). To je tudi priložnost, da ohranimo temeljno znanje o stanju okolja v Sloveniji in ena od najpomembnejših nalog, ki nas zavezuje, da odgovorno ravnamo z okoljem.
Slika 6: Nekatere lokacije opravljenih raziskav voda s čebulnim testom v Sloveniji. |
Osnova za genotoksično karto Slovenije je karta nadmorskih višin (Geografski atlas Slovenije. Slovenija v prostoru in času, DZS, 1998), ki ponazarja relief, nadmorske višine in naklon terena, saj je ozemlje Slovenije površinsko zelo razgibano in raznoliko, k čemur prav gotovo prispevajo stičišča vseh štirih evropskih regij: Alp, Dinaridov, Sredozemske in Panonske kotline. Relief tako vpliva na vse druge naravno-pokrajinske talne prvine. To še posebej velja za kras, saj imajo nekateri izviri tudi do 100 km2 in več velika vodna zaledja in so povezani z več 10 km oddaljenimi ponikalnicami. Za kraške izvire tako vemo, kje voda izvira, ne vemo pa od kod do njih voda priteče. Onesnažena voda se v podzemni kraški prevotlenosti počasi čisti, zato je kraški svet zelo ranljiv, kar še posebej velja za visokogorski kras, ki skriva še nadvse visoko kakovostne vire pitne vode.
Sistematično sem z genotoksičn čebulnim testom začel raziskave v marcu 1998. V obdobju od leta 1998 do 2004 sem testiral vodo na več kot 200 lokacijah (slika 6). Lokacije zaobjemajo 6 osnovnih sklopov:
1. zajetja in vrtine pitnih vod,
2. površinske tekoče vode (izviri, reke, potoki in kanali),
3. površinske stoječe vode (naravna in umetna jezera, bajerji, ribniki),
4. izcedne vode deponij ter neprečiščene in prečiščene vode iz čistilnih naprav (ČN),
5. padavine in kondenzirana zračna vlaga,
6. prst (zemljina).
Raziskave kažejo, da so vode v velikih kakovostnih razponih. Najvišja do sedaj izmerjena raven genotoksičnosti (60 %) ima reka Ščavnica v kraju Pristava za mestom Ljutomer (slika 9) in vse do izliva v reko Muro. V kraju Biserjane kaže reka Ščavnica še povsem dobro kakovost (slika 7), nakar se ji dolvodno kakovost vode vse bolj slabša, saj teče med polji, onesnaženimi s pesticidi (slika 8). Iz fotografij, ki ponazarjajo splošno toksičnost reke Ščavnice je povsem jasno, da reko najprej prizadene velik pesticidni udar z obdelovalnih kmetijskih površin, nato pa še najrazličnejše odplake mesta Ljutomer.
Slika 7: Dolžina korenin (splošna toksičnost) testnih rastlin mlade čebule (Allium cepa L); reka Ščavnica v kraju Biserjane. |
Slika 8: Dolžina korenin (splošna toksičnost) testnih rastlin mlade čebule (Allium cepa L); reka Ščavnica pred krajem Ljutomer. |
Slika 9: Dolžina korenin (splošna toksičnost) testnih rastlin mlade čebule (Allium cepa L); reka Ščavnica za mestom Ljutomer v kraju Pristava.
|
Najnižja raven genotoksičnosti (3,5 %) pa je značilna za Snežno jezero v Dolini Triglavskih jezer. Mnogi izviri rek in zgornji tokovi imajo tudi od 5 do 10-krat nižjo raven genotoksičnosti od reke Ščavnice na najbolj obremenjeni lokaliteti, mnoge pitne vode pa tudi od 2 do 5-krat in več višjo raven genotoksičnosti od ravni Snežnega jezera (Peter Firbas: Kako zdrava je voda. Priročnik za biološki monitoring vode. Založba ARA d.o.o., Ljubljana, 2004).
Tudi prve dežne padavine v Dolini Triglavskih jezer so pokazale višjo raven genotoksičnosti od jezerskih voda v prej imenovani dolini. Poznejšim vzorcem padavin v istem dežnem intervalu pa se je raven genotoksičnosti precej znižala.
V kraju sv. Lovrenc v Savinjski dolini dosega prst (zemljina) večjo genotoksičnost v 30 m oddaljeni lokaciji kot tik ob hmeljišču ali v njem samem. Po opustitvi hmeljarjenja v kraju Socka se raven genotoksičnosti prsti bistveno zmanjšuje. Zanimiva je tudi slika s Krškega polja, kjer na vrtini Drnovo od leta 2002 poteka biološki monitoring z omenjenim testom. Kakovost podtalnice kot vira pitne vode se je bistveno izboljšala (januar 2005). Verjetno je k temu prispevala prepoved uporabe atrazina in bolj nadzorovana uporaba drugih pesticidov.
Čeprav so mnoge pitne vode po kakovosti v tako imenovanih mejnih dovoljenih koncentracijah (MDK), je čebulni test med njimi pokazal dokaj različno kakovost. Slabša je njena kakovost tam, kjer jo črpajo pod kmetijskimi površinami, ki jih obdelujejo intenzivno, na primer Dravsko (južni del), Ptujsko, Apaško polje, spodnja Savinjska dolina; neprimerno bolj kakovostne so tam, kjer so vrtine ali zajetja pitnih voda v večjih naravnih zaledjih in višjih nadmorskih višinah. Nesmiselno bi bilo trditi o enaki kakovosti vode, ko le-ta vsebuje na primer 5 ali manj mg nitratov ali tiste s 50 mg nitratov (ponekod tudi več). Slednja koncentracija nitratov je po zakonodaji že oporečna. Lahko pa pijete vodo s 49 mg nitratov na liter, saj je vendar še v mejah dovoljenega. Pa na zdravje!
Slovenija in genotoksični testi
V Republiki Sloveniji je okoljski monitoring vezan v glavnem na »uradne« teste in podobne državne institucije, pa ti so še povrh le analitsko-kemični, če ne le kemični. V svetu pa je že vrsto let običaj, da neodvisne institucije opravljajo neodvisne raziskave, ki jih financira bodisi gospodarstvo ali pa države za ta namen same namenjajo določena proračunska sredstva, tudi EU.
Dejstvo, da zdravstvene oblasti bioloških testov še niso uvedle v nacionalni monitoring je danes velik problem Slovenije. Evropska unija je 9. 06. 2004 sprejela okoljski akcijski program (EU EHAP – European Environmental & Health Action Plan 2004–2010), ki naj bi povezal pojavljanje različnih bolezni s stopnjo onesnaženosti okolja. Poudarek plana je na zdravem življenju otrok, zato je geslo tega načrta »Prihodnost naših otrok«. Akcijski plan za obdobje 2004–2010 povezuje vseh 25 članic Evropske unije. Ključni elementi plana so razdeljeni v tri sklope s skupno 13. aktivnostmi – z njimi bodo spremljali pojav alergij, nevroloških in razvojnih motenj, kancerogena obolenja in učinke hormonskih motilcev (disruptorjev). Plan Evropske unije EHAP je osredotočen na kemične snovi v okolju, kot so dioksini, PCB (poliklorid bifenili), težke kovine in hormonski motilci.
|
|
Priloge
